Hobby-Elektronik: Super-Fahrregler mit Anfahr- und Bremsverzögerung für Z-Loks

Hinweis: Wegen der Größe der Schaltung ist diese in zwei Bilder aufgeteilt: Was oben rechts endet, geht unten links weiter. Es sind jeweils die mit + Ub, Gnd und sign bezeichneten Anschlüsse miteinander zu verbinden. Ferner ist der Pin 11 des LM 324 (= V1 bis V4) mit Gnd, der Pin 4 mit +Ub zu verbinden. Die Relaisspule SpRel* im oberen Bild betätigt die Umschaltkontakte PWRel* im unteren Bild; die beiden Elemente sind also Teile des Polwende-Relais.

Bauteilliste
R1=470, R2=100k, R3=270k, R4=100k, R5=100k, R6=1,5k, R7=100k, R8=10k, R9=10k, R10=1,5k, R11=270k, R12=470k, R13=47k, R14=4,7k, R15=10k, R16=10k, R17=470, R18=4,7k, R19=2,7k, R20=27k, R21=47k, R23=560, R24=470, R25=1k, R26=4,7k, R27=10k, R27a=10k, R28=1 (siehe Text!), R29=330, R30=10k, R31=10k

C1=2200uF, C2=100uF, C3=100uF, C4=47nF, C5=47nF, C6=100uF, C7=47nF, C8=100uF, C9=100nF

Da ... Dd=1N4001, 1N4002 oder 1N4003 oder Brückengleichrichter B40C1000
D1=Z-Diode 10 V, D2=1N4148, D3=1N4148, D4=Z-Diode 10 V, D5=1N4148, D6=1N4001, 1N4002 oder 1N4003, D7=1N4148, D8=1N4148, D9=LED rot, D10=LED rot, D11=LED grün

T1=BC548B, T2=BC558B, T3=BC548B, T4=BC548B, T5=BC558B oder ähnliche Transistoren (30 V, 200 mA),
T6=Darlington-Transistor BD645, BD647, BD649 oder BD675 oder ähnlicher NPN-Darlington-Transistor. T6 ist auf ein geeignet großes Kühlblech zu montieren !

IC1=NE555 (Pinbelegung wie im Schaltbild angegeben; Pin 3 unbelegt)
V1 ... V4=Vierfach-Operationsverstärker LM324 (Pinbelegung wie im Schaltbild angegeben, ferner Pin 11 an Gnd, Pin 4 an +Ub). Beachten: LM324 ist ein SINGLE SUPPLY(!)-Operationsverstärker und nicht durch gewöhnliche Operationsverstärker, die eine positive und negative Betriebsspannung erfordern, zu ersetzen.

P1=10k (Fahr-Poti), P2=100k (Poti für Anfahr-/Bremsverzögerung), P3=25k (Trimmer für max. Rangier-Geschwindigkeit),
S1=Rangier-Schalter, S2=Nothalt-Taster, SpRel*+PWRel*=Relais 12 Volt, 2xUM.
Trafo: An den Eingang der Schaltung (Brücken-Gleichrichter) ist ein Trafo mit sekundär ca. 10 V~, ca. 1 A anzuschließen, es kann z.B. der Lichtstrom-Ausgang eines Miniclub-Fahrgerätes verwendet werden. Die sich ergebende gleichgerichtete Spannung +Ub sollte ca. 12 V betragen.

Schaltungsbeschreibung
Der hier wiedergegebene Schaltplan basiert auf der Schaltung eines nicht mehr erhältlichen "Super-Fahrpultes" der Fa. Conrad (ehemals Best.Nr.199419, s.a. Anmerkung unten !) für H0-Gleichstrombahnen. Die Schaltung wurde so umdimensioniert, daß sich die für Z-Loks erforderlichen Betriebsbedingungen ergeben (ohne Garantie).
Die Schaltung arbeitet nach dem Prinzip der Impulsbreiten-Steuerung. Die Regelung der Fahrgeschwindigkeit und die Umschaltung der Fahrtrichtung erfolgt mit einem zentralen Drehknopf (Poti P1), dessen Mittelstellung der Fahrspannung "Null" entspricht.
An IC1 wird eine Sägezahn-Spannung abgegriffen, die durch die beiden als Komparatoren geschalteten Verstärker V2 und V3 in eine impulsförmige Spannung umgewandelt wird, deren Puls/Pausenverhältnis von der Stellung des Fahr-Potis P1 abhängt. Komparator V1 fragt die Links- oder Rechtsdrehung bezüglich der Nullstellung von P1 ab und schaltet über T1 gegebenenfalls das Polwende-Relais zur Fahrtrichtungsumkehr um. Die Fahrtrichtung wird durch D10 bzw. D11 angezeigt.
Die an den zusammengeführten Ausgängen der Komparatoren anstehende Impulsspannung wird über Sieb- und Begrenzerglieder und den Verstärker V4 dem Darlington-Emitterfolger als Stromverstärker zugeführt, der diese über R28 und D6 ans Gleis liefert. R28 bestimmt den maximalen Fahrstrom (bzw. Kurzschlußstrom) If, wobei ungefähr gilt If = 0,65 V / R28. Mit dem hier vorgeschlagenen Wert von R28=1 Ohm ist also If = 0,65 A. (Beträgt der Spannungsabfall an R28 ca. 0,65 V, öffnet T5 und "zieht über T4 den Darlington T6 herunter", damit öffnet auch T3, so daß die Kurzschlußanzeige D9 aufleuchtet.)
Die durch P2 und C2 bzw. C3 vorgegebene Zeitkonstante bestimmt die Anfahr- bzw. Bremsverzögerung, die mit P2 eingestellt werden kann.
Bei geschlossenem S1 bilden R15, R16 und P3 einen Spannungsteiler, der die Impulsspannung für langsame Rangierfahrt herabsetzt, deren Größe mit P3 eingestellt werden kann.
Wird der Taster S2 (Nothalt) geschlossen, öffnet T2 und schließt die Impulsspannung nach Masse kurz. Nach Loslassen von S2, schließt T2 verzögert, so daß die Lok wieder langsam anfährt.
Die Schaltung wurde von mir nicht selbst getestet, ich habe sie jedoch bei einem Z-Freund in Betrieb gesehen und konnte mich überzeugen, daß damit ein ausgezeichnetes Fahrverhalten der Z-Loks (mit Drei- und Fünfpolmotoren) erreicht wird. Saubere Schienen und einwandfreie Lok-Mechanik sind auch hier selbstverständliche Voraussetzung, sonst nützt die schönste Elektronik nichts.
Anmerkung: Nachträglich habe ich festgestellt, daß die Originalschaltung von Conrad genau dem auf S. 142, 143 beschriebenen "Superfahrpult" entspricht in dem Buch: Jürgen Köhler, Modelleisenbahn - vorbildgetreu durch Elektronik. Weltbild-Verlag, 1996.