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Modellbahn

Überstromerkennung AutoFuse

Der Einsatz leistungsfähiger Booster mit mehr als 3 A Ausgangsstrom bietet zwar viele Vorteile, aber auch Gefahren. Manche Hersteller sehen diese Leistungsklasse daher nur für die großen Spurweiten (Spur 1 und größer) vor. Der Grund dafür ist der Folgende: Bei einem Kurzschluss muss der Strom größer als der Maximalstrom des Boosters werden, damit dieser den Kurzschluss erkennen und abschalten kann. Summieren sich die Widerstände durch die (dünne) Verkabelung, die Gleise und die Unfallstelle (eine Entgleisung muss schließlich nicht zu einem "glatten" Kurzschluss führen) zu sehr, wird der Abschaltstrom nicht mehr erreicht. Trotzdem fließt ein hoher Strom, der nun in der Verkabelung und insbesondere an der Unfallstelle in Wärme umgesetzt wird. Dies kann schwere Schäden an der Anlage und den Fahrzeugen erzeugen - oder sogar einen Brand auslösen.

Gerade beim Einsatz leistungsstarker Booster ist es daher sinnvoll, die Anlage in verschiedene Streckenabschnitte aufzutrennen und diese Stromkreise einzeln abzusichern. Die Auslöseschwelle ist damit an jedem Punkt der Anlage niedriger - ein Kurzschluss wird leichter erkannt und der Booster bzw. der betreffende Stromkreis wird sicher abgeschaltet. Man benötigt für diese Vorgehensweise für jeden Stromkreis eine eigene Sicherungsschaltung mit Überstromerkennung. Damit diese nicht schon bei kleinsten Störungen (z.B. kurze Berührung des Gleises durch eine Wagenkupplung) auslöst, sollte ein gewisser Toleranzbereich vorhanden sein.

AutoFuse

Genau dies leistet die hier beschriebene Schaltung, die ich AutoFuse getauft habe. Sie misst den Stromfluss im digitalen (Wechselstrom-) Signal zur Schiene und schaltet das Signal ab, wenn der Strom für eine bestimmte Zeit zu hoch ist - also ein Kurzschluss erkannt wird. Sowohl Strom als auch die Auslösezeit sind einstellbar.

Im Prinzip könnte auch eine Schmelzsicherung oder ein kleiner Sicherungsautomat verwendet werden. Der Nachteil der Schmelzsicherung liegt auf der Hand - sie ist beim ersten, vielleicht nur versehentlich ausgelösten Kurzschluss kaputt. Sicherungsautomaten für kleine Ströme von 2 bis 3 A sind nicht sehr gebräuchlich, verhältnismäßig teuer und unflexibel (Einstellung von Empfindlichkeit ist z.B. nicht möglich). Auch ist die Auslösecharakteristik nicht optimal - es wird ein sehr deutlicher Überstrom zur Auslösung benötigt. Ähnliches gilt für eine Lösung z.B. mit einer selbstrückstellenden Sicherung (sogenannte Polyfuse).

Die AutoFuse bietet dagegen eine relativ preiswerte und auf die Bedürfnisse der eigenen Anlage einstellbare Lösung. Sie lässt sich auch gut als Ergänzung zu Selbstbau-Boostern wie dem etwas betagten, aber nach wie vor sehr guten EDiTS einsetzen.

AutoFuse SingleChannel

Die Kernschaltung der Überstromerkennung AutoFuse habe ich in einem Artikel in der der Zeitschrift Digitale Modellbahn (Ausgabe 1/2013) beschrieben. Auf dieser Seite finden Sie die Schaltung, ein Platinenlayout und ergänzende Informationen.

Zum Nachbau ist jedoch die erweiterte Version AutoFuse Deluxe empfohlen, für die auch Platinen erhältlich waren.

AutoFuse Deluxe

Für den sinnvollen Einsatz der AutoFuse werden in der Regel mehrere Kanäle benötigt. Der Booster-Ausgang wird über diese Kanäle auf mehrere, separat abgesicherte Streckenabschnitte verteilt. Die Überstromsicherung gibt es daher auch in der Version AutoFuse Deluxe, die nicht nur vier Kanäle auf einer Platine vereint, sondern auch noch einige Erweiterungen wie eine (optionale) Anzeige des aktuellen Stromverbrauchs und eine Fernbedienung über einen integrierten Weichendekoder bietet.

AutoFuse Deluxe habe ich in der Zeitschrift Digitale Modellbahn (Ausgabe 4/2013) vorgestellt. Alle wesentlichen Informationen sind dem Artikel zu entnehmen; die Langfassung des Artikels kann vom Server des Verlags heruntergeladen werden (http://www.vgbahn.de/downloads/dimo/2013heft4/autofusedeluxe.pdf). Alle Schaltpläne, Platinen-Layouts und weitere Hinweise zum Aufbau finden sich auf meiner Seite zur AutoFuse Deluxe. Die fertig programmierte Controller können im Web-Shop von Digital-Bahn.de erworben werden. Die (unbestückten) Platinen gibt es leider nicht mehr zu kaufen.