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Digitales Bremsmodul

Prinzip, Schaltplan und Beschreibung der Märklin Bremsstrecke.


Auf dieser Seite möchte ich euch die Grundlagen von Bremsstrecken nach dem Märklinprinzip näher bringen.
Mit Hilfe eines Bremsmoduls können Lokomotiven auf digitalen Modelleisenbahnen geregelt angehalten werden.

Inhalt:

Seite 1:
Allgemeines, Grundlagen, Funktionsweise
Vor-/Nachteile
Voraussetzung
Anschluss
Grundschaltung
Spannungsverlauf
Wieso keine Brückengleichrichtung?

Seite 2:
Schaltungsbeispiele zum schalten der Bremsstrecke
Schalten der Bremsstrecke

Vorteile:

Nachteile:
- Vorbildgerecht langsames anhalten der Lok
- Spricht alle Loks an (die Digitaladresse ist egal)
- Funktionen wie z.B. Licht bleiben auch im Stand eingeschalten
- Sehr einfacher Aufbau und damit kostengünstig 		- Benötigt isolierte Gleisabschnitte und ist damit örtlich gebunden
- Unkontrolliertes anhalten von Loks mit einfachem Decoder wie Delta und 6080
- Funktionen lassen sich während dem Aufenthalt im Brems- und Übergangsbereich nicht schalten
- Das programmieren von mfx-Decoder sowie deren Rückmeldung ist im Brems- und Übergangsbereich nicht möglich

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Voraussetzung:

Bremsmodule nach Märklinprinzip können auf allen Modelleisenbahnalagen eigesetzt werden, auf denen digital gefahren wird. Auf welche Art die Weichen geschatet werden ist egal.
Ob der Einsatz auf deiner Modelleisenbahn funktioniert hängt nur von den verwendeten Lokdecodern ab. Das Verwendete Gleissystem (Zweileiter oder Dreileiter) sowie die Digitalzentrale spielen keine Rolle. Ob deine Lokdecoder die Märklin-Bremsstrecke unterstützen, kannst du in der Bedienungsanleitung des Decoders nachlesen. Bei manchen Decodern kann eingestellt werden, ob die Bremsstrecke unterstützt werden soll und muss eventuell erst aktiviert werden.
Zusätzlich zu den genannten Komponenten - beliebige Digitalzentrale, unterstützendem Digitaldecoder und dem Bremsmodul - werden keine weiteren Sachen benötigt (keine zusätzlichen Trafos, Booster, ...).

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Anschluss:

Hier solltest du eigendlich eine Grafig sehen, welche den Anschluss eines Bremsmoduls nach dem Märklinprinziep verdeutlicht.

0 Masse (geht zur Digitalzentrale, z.B. Mä 6021, 60212, ...)
B Bahnstrom (geht ebenfalls zur Digitalzentrale)
Ü Übergangsbereich (geht zum Bremsmodul)
Br Bremsbereich (geht zum Bremsmodul)
S Sicherheitsbereich (geht zum Bremsmodul)

Übergangsbereich Verhindert, dass ein Schleifer eine Verbindung zwischen dem „normalen“ Bereich und dem Bremsbereich herstellt.
Länge: Mindestens so lang wie der längste Schleifer (ein Gleis).
Bremsbereich In diesem Bereich bremst die Lok.
Länge: Richtet sich nach der eingestellten Bremsverzögerung im Decoder. Die Lok sollte noch in diesem Bereich zum stehen kommen (ca. 50 cm – 100 cm).
Sicherheitsbereich Dieser Bereich ist Spannungsfrei und verhindert ein versehentliches „durchrutschen“. Sollte die eingestellte Bremsverzögerung so groß sein, dass die Lok über den Bremsbereich hinaus fährt, bleibt sie hier schlagartig stehen (außerdem erlischt die Beleuchtung und weitere Funktionen).
Länge: ca. 30 cm (zwei Gleise).

Je nach Hersteller können Abweichungen beim Anschluss auftreten (Bedienungsanleitung beachten).

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Grundschaltung

Liegt eine schöne, negative Gleichspannung an den Gleisen an, veranlasst dies Decoder (welche die Märklin-Bremsstrecke unterstützen) auf Fahrstufe „0“ abzubremsen.

Die Grundschaltung:

Beschreibung der Grundschaltung:
Hier solltest du eigendlich die Grundschaltung eines Bremsmoduls nach dem Märklinprinziep sehen.
 D1 sorgt dafür, dass nur die negativen Teile der Digitalspannung in den Bremsbereich gelangen.
C1 glättet die nach der Diode D1 vorhandenen Rechteckimpulse.

Beim überfahren der Trennstelle zwischen „normaler“ Bereich (B) und Bremsbereich (Br) verursacht der Schleifer einen Kurzschluss (indem er die Diode D1 überbrückt und somit den Kondensator parallel zur Digitalzentrale schaltet). Deshalb verwenden die meisten Bremsmodule einen Übergangsbereich (dies ist auch bei den meisten im Handel erhältlichen Bremsmodulen der Fall). In diesem Übergansbereich liegt nur die negative Spannung des Digitalsignals an (sie ist noch nicht geglättet).

Grundschaltung mit Übergangsbereich:

Von mir verwendete Bauteilwerte:
Hier solltest du eigendlich die Grundschaltung mit Sicherheitsbereich eines Bremsmoduls nach dem Märklinprinziep sehen.
 C1: Elektrolytkondensator 470 µF, 40V
Bei unter 2A Laststrom sollten 220 µF normalerweise auch reichen und haben den Vorteil, dass der Ladestrom des Kondensators geringer ist. Achtung: Auf die richtige Polung achten, ansonsten fliegt der euch um die Ohren.

D1 und D2: Diode 1N5402 (1N5400 hatte ich nicht zur Hand, 1N4001 mit max. 1A reicht für die einfache Fälle auch aus).

Bei dieser Schaltung können beide Dioden (D1 oder D2) vom Schleifer überbrückt werden, ohne das dies negative Folgen hat. In diesem Fall entspricht der Ersatzschaltplan der Grundschaltung, welche ja funktioniert, solange B und Br nicht miteinander verbunden werden.
Diese Schaltung habe ich so für erste Versuche aufgebaut und auf meiner Anlage erfolgreich und ohne auftreten von Probleme getestet (mit mm- als auch mit mfx-Decodern).

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Spannungsverlauf:

Hier eine Grafik, welche den theoretischen Spannungsverlauf Zeigt. Auf Grund von Bauteiltoleranzen kann es in der Praxis kleine Abweichungen geben.
Hier solltest du eigendlich die den Spannungsverlauf der einzelnen Bereichen eines Bremsmoduls nach dem Märklinprinziep sehen.
Beachte: Die Spannungswerte habe ich nicht mit einem Oszilloskop aufgenommen (da mir ein solches leider noch nicht zur Verfügung steht). Die Spannungskurven stützen sich auf theoretisch errechneten Werten!
Ich habe aber versucht, möglichst Praxisnah zu bleiben:
Zu sehen ist z.B. die Spannung, welche an den Dioden abfällt (0,7V angenommen) sowie die Belastung des Bremsmoduls. Die Annahme von 2A Belastung des Bremsbereichs ist sehr großzügig.
Der Kondensator (C1) beträgt in diesem Beispiel 220µF.
Die Wahl der Frequenz wurde dem mm-Digitalformat nachempfunden.

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Wieso keine Brückengleichrichtung?

Diese Frage hatte ich mir anfangs auch gestellt. Kurz gesagt: Meist bei alten Wägen sind die Radsätze des Zuges über Gehäuse und Kupplung mit einander elektrisch verbunden, was beim Überfahren vom „normalen“ Bereich in den Bremsbereich zu einem Kurzschluss führt (auch bei Verwendung eines Übergangsbereichs). Außerdem ist das „herunter klappen“ der positiven Spannungen für eine schönere Gleichspannung gar nicht nötig: Bei der oben beschriebenen Schaltung unter Verwendung eines 220 µF Kondensators und einer Belastung von 2A schwankt die Spannung gerade mal um ca. 1V (ca. 5%), bei 470 µF nur noch halb so viel.
Bisher konnte ich leider noch keine genauen Angaben zur maximal zulässigen Brummspannung (Schwankung) finden. 10% sollten aber sicher kein Problem sein.

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Ich bin bemüht, diesen Text so verständlich wie möglich zu schreiben. Leider geht das nicht ohne eure Hilfe: Wenn also etwas unklar ist oder ihr Fragen habt bitte einfach bei mir Melden, z.B. über das Gästebuch oder per E-Mail (siehe Impressum).


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