Anfahrprobleme auf dem Kontaktgleis mit Diodentrick verringern
3-Leiter Fahrer stellen schnell fest, dass die Anfahrsicherheit auf Kontaktgleisen schon bei leichter Verschmutzung der Geleise eingeschränkt sein kann. Der Grund darin liegt oft daran, dass auf Kontaktgleisen nur noch ein Masseleiter zur Verfügung steht, da der zweite Masseleiter für die Rückmeldung genutzt wird. Mit dem bei Modellbahnern als Diodentrick bekannten Schaltung, kann die zweite Schiene zumindest teilweise wieder als Masseleiter genutzt werden. Dadurch können die Anfahrprobleme merklich minimiert werden.
Funktionsweise des Diodentricks
Die meisten Handelsüblichen S88-Decoder arbeiten mit einer 5V Gleichspannung. Der Einfachheit und des Preises wegen wird lediglich die positive Halbwelle der Digitalspannung für die Signalgewinnung ausgewertet. Die negative Halbwelle wird für die Signalgewinnung ignoriert. Es ist nun möglich bei einem Kontaktgleis diese negative Halbwelle zur Versorgung der zweiten, isolierten Schiene mit Fahrstrom zu nutzen. Dies kann mit leidiglich einer einzigen Diode pro Kontaktgleis erreicht werden!
Viele (wenn nicht alle) S88-Decoder mit Optokoppler haben Optokoppler verbaut, welche mit positiver und negativer Spannung, aber auch mit Wechselspannung betrieben werden können. Der Diodentrick ist deshalb bei diesen Modulen nicht ganz so simpel, aber immer noch einfach. Üblicherweise wird der Referenzeingang der Decoder mit der Mittelleiterspannung verbunden. Diese Mittelleiterspannung ist im Digitalbetrieb eine Rechteckspannung mit wechselnder Polarität. Hier muss der negative Anteil des Rechteckes unterdrückt werden. Dazu reicht auch wieder eine einzige Diode in der Zuleitung zum Referenzeingang.
Die Vorteile liegen auf der Hand: Die Lokomotiven, welche auf dem etwas verschmutzten Kontaktgleis zum stehen gekommen sind können trotz der Verschmutzung immer noch anfahren.
Einbauanleitung bei Standard-S88-Decodern
Die einzubauende Diode sollte einiges an Strom vertragen, da unter Umständen der gesamte Motorstrom darüber geleitet wird, im Kurzschlussfall noch mehr. Ich verwende dazu die Dioden mit der Bezeichnung 1N4001, welche 1A Dauerstrom verträgt. Im Kurzschlussfall sollte die Diode für eine Sekunde einen Storm von bis zu 5A aushalten. Für die meisten Boosterleistungen genügend. Besser ist sicher, eine Diode für 3A Dauerstrom zu verwenden.
Die Diode sollte möglichst nahe am Gleis selbst eingebaut werden. Einerseits können damit dünnere Querschnitte für die Verbindung zwischen Kontaktgleis und S88-Decoder verwendet werden, andererseits sind dann die Potenzalunterschiede zwischen linker und rechter Schiene minim.
Beim C-Gleis können die Dioden direkt in den Gleiskörper eingebaut werden. Im hier gezeigten Bild ist die linke Schiene die Masse und die rechte Schiene das Kontaktgleis. Dabei muss auch auf die Einbaurichtung der Diode beachtet werden. Die Kathode, also der Minuspol, gekennzeichnet mit einem Ring (siehe Pfeil) muss auf der Seite des Kontaktgleises angeschlossen werden.
Einbauanleitung bei S88-Decodern mit Optokoppler-Eingängen
Zusätzlich zu den Dioden nahe der Kontaktgleise wie bei den Standard-S88-Decodern muss bei den Optokoppler-Decodern noch der negative Spannungsanteil herausgefiltert werden. Diese Diode wird in der Zuleitung der Referenzspannung eingebaut.
Im Bild ist ein etwas unschöner, fliegernder Aufbau. Das rote Kabel unten links ist die Mittelleiterspannung, welche über eine 1N4148 Diode dem S88-N-O zugeführt wird. Das zweite rote Kabel nach oben versorgt das nächste S88-Modul.
Wichtig: Die Diode, welche den negativen Spannungsanteil der Mittelleiterspannung herausfiltert darf nicht zu hohe kapazitive Eigenschaften aufweisen. So hat die Schaltung bei mir mit einer 1N4001 NICHT funktioniert! Mit einer 1N4148 hingegen schon.
Die älteste im Internet verfügbare Information über den Diodentrick findet sich auf Englisch im Win-Digitpet-Forum von Nils Gullhav. Der Diodentrick wurde danach von diversen weiteren Modellbahnern publiziert.