Versorgung - Hausanschluß
Der Hausanschluß liefert 240 (früher 220) V, 50 Hz Wechselstrom (AC).
Überspannungen werden in zwei Schritten abgeleitet, erstens
direkt am Hausverteiler und zweitens direkt vor den Elektronik -
Komponenten an der Anlage mittels einer Verteilerleiste mit
integriertem Überspannungsschutz.
Hierbei wirken die beiden Schutzmaßnahmen ergänzend, da sie
unterschiedlich ansprechen.
Bei der vorliegenden Anlagengröße und
Ausleuchtung sowie sonstigem Anschluß von Verbrauchern sind
mehrere Stromkreise zur Versorgung vorgesehen.
Der
Leitungsquerschnitt von der Haus-Sicherung sollte min. 0,75 mm² -
besser 1,5 mm² betragen; die Absicherung der einzelnen
Stromkreise des
Raums sollte mit 16 A erfolgen.
Modellbahn - Versorgung
Stromversorgung - Ein/Aus - NotAus
Die Anlage wird über eine Steckdose an das 240 V
Netz (Starkstrom) angeschlossen. Eine Steckdosenleiste mit
Überspannungschutz übernimmt die Verteilung auf ...
-
Steckdosen am Anlagenrand ( z.B. für Monitor
und PC - Anschluß)
-
Schalter und Leuchten in den beiden
Schattenbahnhofsebenen
-
Trafo zur Versorgung der Selectrix * -
Zentralen
-
Relaisschaltung zur Lastverteilung der
weiteren Trafos
Ein "Anlagenhauptschalter" schaltet die gesamte
Anlagenversorgung (240V) ein / aus.
Dem Schalter nachgeordnet werden Schalter für die 240 V
Anlagenbeleuchtung und Steckdosen eingesetzt.
In unmittelbarer Nähe der Zentrale befindet sich
ein Druckknopf zur Aktivierung der Relaisschaltung, welche die
Transformatoren zeitversetzt an das 240 V Netz anschaltet.
Dies ist deshalb notwendig, weil in allen Zentralen, Boostern,
Decodern und sonstigen Modulen Kondensatoren eingebaut sind, deren
Ladestrom bei einem zeitgleichen Einschalten u.U. die Sicherungen
auslösen könnten; je nachdem welche sonstigen 240 V
Verbraucher zu dem Zeitpunkt noch eingeschaltet sind.
Um die Anlage herum werden Druckschalter installiert mittels
derer über eine Relaisschaltung (zeitversetzt) die Trafos mit
Spannung / Strom versorgt werden. Wird der Druckschalter erneut
betätigt, werden alle Trafos sofort vom Netz genommen (Not/Aus --
Aus).
Das folgende Bild zeigt die hierzu notwendige Schaltung. Zur
Anwendung kommt ein Stromstoß-Relais (wie bei der
Treppenhausbeleuchtung) und Relais, deren Einschaltzeitpunkt sich
einstellen läßt (> Einschaltsequenz).
Erfolgt nach der Einschaltung über eine Taste eine erneute
Tastenbetätigung, dann wird das Stromstoß - Relais wieder zurückgesetzt (Ruhezustand).
Die Modellbahn-Anlagenspannung liegt bei 15 V AC
(Trafospannung) und wird in den einzelnen Modulen in die jeweils
benötigte DC (Gleichstrom) - Spannung umgewandelt.
Stellpult
Das nachfolgende Bild zeigt
(vorweggenommen) das Stellpult, in dem die Anforderungen
zusammengefaßt realisiert wurden.
"Schaltschrank"
Das nachfolgende Bild zeigt (vorweggenommen) den "Schaltschrank"
, in dem die Schaltung zusammengefaßt realisiert wurde.
Modellbahn - Verkabelung
Auf der Modellbahnanlage trifft man recht unterschiedliche
Spannungen für sehr verschiedene Funktionen an.
Jede Funktion stellt ihre eigenen Anforderungen an die Auslegung
der Verkabelung.
Desweiteren ist zu beachten und einzuplanen
(hier Wechselwirkung zum mechan. Aufbau), daß die Kabel auf
meistens recht engem Raum geführt werden. Einer gegenseitigen
Beeinflussung ist daher vorzubeugen (hier eine
Wechselwirkung zum digitalen System als solchem, als auch zu deren
einzelnen Komponenten; insbesondere zu Bussen und Besetztmeldern).
Die 240 V - Verkabelung erfolgt mit handelsüblichem
Installationsmaterial. Für die 240 V Steckdosen / Schalter werden
handelsübliche Unterputzversionen verwendet.
240 V Zuleitungen (Kabel) sind möglichst
weit getrennt von digitalen Steuerleitungen (Kabeln) zu führen.
15 V AC >> Trafo-Versorgung
Diese Spannung ist im allgemeinen recht unkritisch. Es ist
allerdings auf einen ausreichend großen Leiterquerschnitt zu
achten; denn die meisten Trafos liefern 3 A und mehr. Ist
der Leiterquerschnitt zu gering, dann kommt es neben einem hohen
Spannungsabfall auch zu einer Erwärmung der Leitungen
(im Extremfall: Kabelbrand !!).
Der Leiterquerschnitt sollte daher min. 1,5 mm² betragen,
besser einen höheren Wert wählen.
DC - Gleisspannung
Die aus der Trafospannung gewonnene DC Spannung wird in der
Zentrale / Boostern in ein "digitales Signal" umgeformt; d.h. es
wird über das Gleis die digitale Kommunikation vorgenommen als
auch die Motoren der Loks mit Spannung versorgt.
Die meisten heutigen Booster erlauben auch einen Gleisstrom von
3 A (und evtl. höher).
Achtung:
Bei einem Kurzschluß am Gleis durch z.B. Entgleisungen, fließt der
komplette, max. zulässige Booster - Strom. Hier kann es zu
Verschweißungen und zu Schwelbränden kommen !!
Damit an der Lok immer möglichst die volle Gleisspannung
anliegt, muß diese an mehreren Stellen in das Gleis "eingespeist"
werden.
Die Gleise selbst haben, bedingt durch die
Schienenverbinder, einen recht hohen Widerstand, so daß ein hoher
Spannungsabfall entsteht.
Bei Besetztmelder-Verwendung ist darauf zu achten, daß dieser
Gleis-Strom auch durch die Besetztmelder Anschlüsse fließt. Dies
bedeutet, sie müssen unter den gleichen Kriterien angeschlossen
werden wie die Booster / Zentrale.
Aufgrund des digitalen Signals, was sich im unteren kHz Bereich
bewegt, ist das Signal als kritisch einzustufen.
Der Leiterquerschnitt sollte daher min. 1,5 mm² betragen,
besser einen höheren Wert wählen.
SX / PX -Bus (oder jeglicher anderer Bus)
Über den Bus wird auch die Elektronik der angeschlossenen
Module versorgt. In der Regel ist ein solcher Bus für eine
Belastung 1 - 1,5 A auszulegen, da dies der Strom ist, den eine
Zentrale abgeben kann.
Um sowohl auf den Signalleitungen als auch auf den
Versorgungsleitungen des Busses die Spannungsabfälle gering zu
halten, sollte der Leiterquerschnitt für die gemeinsame
Masseleitung 1,5 mm² betragen und für alle anderen 0,75 mm².
Kurze Entfernungen können auch mit kleinerem
Querschnitt ausgeführt werden.
Bei der Auslegung ist zu Bedenken, daß die
Elektronik mit "TTL-Spannung" arbeitet, d.h. Spannungsdifferenzen
auf dem Bus von 1 V müssen erkannt werden !!
Aufgrund des digitalen Signals, was sich im unteren kHz Bereich
bewegt, ist das Signal als kritisch einzustufen.
Schaltspannungen / Signalspannungen / Beleuchtungsspannungen
Diese Spannungen werden aus der Trafospannung erzeugt. In der
Regel ist diese Spannung (DC oder AC) unproblematisch und auch die
Ströme sind im allgemeinen gering -- im Vergleich zu den
vorgenannten Bereichen.
Die Verdrahtung kann über "Signalleitungen" erfolgen, deren
Querschnitt ist jeweils zu ermitteln / berechnen.
Spannungen zur Ansteuerung von Servo - Motoren
-- Erfahrung aus der
Realisierung soll jetzt bei der Planung helfen --
Die Servo - Motoren werden mit einer DC -
Versorgungsspannung für Elektronik und Motor versorgt und mit
einer Impuls - Spannung zur Ansteuerung des der Drehrichtung für
den Motor sowie des Drehwinkels.
Es hat sich gezeigt, daß das digitale
Gleissignal diese Impulse beeinflussen kann, deshalb sollte die
Verdrahtung eines analogen Servo's mit einem geschirmten 3
adrigen Kabel erfolgen.
Hochohmige Schaltbaustein / µProzessor -
Eingänge zur Messung von Spannungen
-- Erfahrung aus der
Realisierung soll jetzt bei der Planung helfen --
Das digitale Gleissignal beeinflußt über die Schienen die
elektrischen Leitungen. Müssen diese Leitungen aus technischen
Gründen mit einem hohen Abschlußwiderstand versehen werden, dann
wirkt sich die eingekoppelte Spannung negativ aus. Solche
Leitungen müssen geschirmt ausgeführt werden, mit einseitiger
"Erdung" des Schirms.
Gleis - Antennen
-- Erfahrung aus der
Realisierung soll jetzt bei der Planung helfen --
Das Gleis wirkt wie eine Sende - Antenne
wenn es mit einem digitalen Gleissignal beaufschlagt wird und
sich kein Fahrzeug ("Verbraucher") auf dem Gleis befindet.
Je nach Anzahl der Gleise und deren Geometrie kann ein solches
Sendesignal auf andere Meß- und Steuerleitungen übertragen
werden.
Bei der Planung der Verlegung von Meß- und Steuerleitungen ist
zu prüfen, ob diese evtl. geschirmt ausgeführt werden müssen.
Verkabelungsarten
Zur Überbrückung größerer Distanzen werden
im Starkstrom- als auch Digital-Bereich immer Kabel verwendet,
die weitgehends in Rohren geführt werden. Verteiler aus dem
Bereich der Hausinstallation erlauben die Verteilung auf die
einzelnen Ebenen.
Für die Verkabelung des digitalen Systems werden zur
Überbrückung größerer Entfernungen kommerzielle Schaltkabel
eingesetzt.
Zur Überbrückung kurzer Entfernungen und zur Versorgung der Gleise
(Gleisanschluß) oder anderer Verbraucher wird auf einzelne
Leitungen zurück gegriffen, wie z.B. auf höchstflexible Litzen (Leitungen); Vertrieb z.B. Fa.
Bürklin, München *, die jeweils mittels Kabelbinder gebündelt werden.
Die jeweiligen Adern-Querschnitte ergeben sich aus dem
Anforderungsprofil (s. Digitalsystem).
Zur Vermeidung von Störeinflüsse sind
geschirmte Kabel / Leitungen einzusetzen.
Modellbahn - Beleuchtung
Zur Beleuchtung der Schattenbahnhöfe für Wartungsarbeiten werden
240 V, 40W - Birnen in Kerzen-Form eingesetzt.
Von dem Einsatz von Leuchtstofflampen wird abgesehen, da durch die
Platzverhältnisse nicht auszuschließen ist, daß über die
Drosselspulen hochfrequente Störspannungen auf das digitale Netz /
digitale Signal übertragen werden und es zu Störungen im digitalen
Bereich kommen kann.
Dies wäre dann besonders problematisch, wenn die Beleuchtung wegen
einer Fehlersuche eingeschaltet werden muß und sich dann
Fehlerquellen überlagern.
Raum - Beleuchtung
Die elektrische Raumbeleuchtung ist für den Anlagenbetrieb
voraussichtlich ausreichend, für Aufbau und Wartung sind temporär
zusätzliche Stehlampen erforderlich.
Im vorliegenden Projekt werden "3 Phasen Stromschienen"
verwendet. Die diversen Leuchten werden nach Bedarf dort
"eingeklickt" und können in separaten Stromkreisen
geschaltet werden.
