Vasútmodellek vezérlői egységei

A megbízható váltókezelést teszi lehetővé ez a kapcsolás, melynek használata a következő előnyöket nyújtja:
- a váltó digitális kezelése,
- a váltó állásának a vezérlőpulton való kijelzési lehetősége,
- váltó mágnestekercseinek védelem,
- a modul rendszerű kapcsolás bármely modellvasútban való egyszerű alkalmazhatósága és a jelfogók típusának tág határok között való megválaszthatósága.

A játékvasutaknál használt elektromechanikus váltók kapcsolása a 1. ábrán található. A váltó működtetéséhez a GB ("Balra") vagy a GJ ("Jobbra") átváltó nyomógomb rövid időtartamú (1 másodpercnél nem hosszabb) megnyomása szükséges. A váltó tekercsei a 12 V-os tápfeszültségről mintegy 30 mA áramot vesznek fel. A tekercsek méretezése olyan, hogy hosszabb időtartamú működtetésük károsodással jár, a kelleténél rövidebb idejű vezérlés pedig esetleg az átváltást nem valósítja meg.
A váltóvezérlő elektronika elvi kapcsolási rajzát a 2. ábrán láthatjuk. Ez lényegében egy szenzoros vezérlésű, két stabil állapotú flip-flop kapcsolás, mely a B, ill. a J szenzor érintése esetén a B, ill. a J jelfogó meghúzását váltja ki, amint az az ábrán feltüntetett tömbvázlat alapján látható.
A B és J jelű szenzorra csatlakozó áramkör kialakítása azonos felépítésű. A szenzoros kapcsolás használata a biztonságos átkapcsolás érdekében történt. A T1 térvezérlésű tranzisztort alaphelyzetben az R1 ellenálláson át a kapura adott negatív feszültség lezárja. A nyomógombot képező fémfelület megérintésekor az emberi testből folyó gyenge pozitív áram hatására a T1 tranzisztor vezetővé válik. Így annak nyelője most negatívabb lesz a T2 tranzisztor bázisával együtt. A T2 tranzisztor kollektorfeszültsége +12 V-ról +8 V-ra esik. Ez elegendő a T3 pnp tranzisztor kinyitásához. Az R3, R4 és R5 ellenállások adott értékei mellett a D1 diódán a flip-flop biztonságos átbillentéséhez szükséges pozitív feszültség jelenik meg.
A bistabil flip-flop kapcsolás a T4 és a T5 tranzisztorból épül fel. A T4 tranzisztor bázisára a D1 diódán át érkező pozitív jel hatására megtörtént átbillenés után a flip-flopot ebben a stabil állapotában a J jelfogón át érkező pozitív feszültség tartja meg a továbbiakban. Ilyenkor a B jelfogó van meghúzott állapotban. Ezután a flip-flop a B szenzor további megérintésére már nem reagál. A J szenzor megérintésekor az előbb leírt folyamat a T8, T7, T6 tranzisztorokon át és D6 valamint a D4 diódán át ellenkező irányban zajlik le. A J jelfogó meghúz és a flip-flop a továbbiakban csak a B szenzor megérintésével befolyásolható. Ekkor újra a B jelfogó meghúzására kerül sor.
A D3 és D5 diódák a jelfogó működtetésekor keletkező feszültséglökések elnyelésére szolgálnak. Az alkalmazott jelfogók típusának megválasztása nem kritikus, gerjesztőtekercs ellenállásuk 430...700 W között lehet. Lényeges azonban, hogy a két jelfogó azonos típusú legyen. A jelfogók érintkezőinek bekötése és a kapcsolásnak a modellvasút váltójához való csatlakozása ugyancsak a 2. ábrán látható. A kapcsolás teljesen szimmetrikus a bal oldali, illetve a jobb oldali irány szempontjából. A jelfogókon csak egyetlen záróérintkezőt használunk. Azok mozgóérintkezője +20 V-tól +25 V-ig terjedő tápfeszültségre csatlakoztatható.
A B jelfogó meghúzásának pillanatában az R13 ellenálláson át a LEDB dióda kigyullad. Ezzel egyidejűleg a váltó LB tekercsén át megtörténik a C3 kondenzátor feltöltése. Ez alatt a váltó tekercsén áram nem folyik. Ez a megoldás biztosítja a váltó tekercseinek túlterhelés elleni védelmét. A váltó jobbra történő vezérlésekor ugyanez a folyamat játszódik le a kapcsolás másik felében. Ilyenkor egyidejűleg a B jelfogó elenged és a C3 kondenzátor a LEDB diódán át kisül. Emiatt átváltáskor az ellenkező irányhoz tartozó LED mindig lassan sötétedik el.
A kapcsolás nyomtatott áramkörének fóliarajza a 3. ábrán, az alkatrészeinek beültetési módja pedig az 4. ábrán látható. A jelfogók a nyomtatott áramkörhöz vezetékek útján csatlakoznak.
A szerelt nyomtatott áramköri lapot megfelelő méretű dobozban helyezhetjük el. Fontos, hogy egy ilyen kapcsolás csak egyetlen váltó vezérlését tudja elvégezni. Ezért az esetleges fejlesztést is figyelembe véve a kapcsolás elhelyezésére célszerű olyan dobozt választani, amelyben több ilyen nyomtatott áramkör és a hozzátartozó jelfogók is elhelyezhetők.
A kapcsoláshoz szükséges tápfeszültségek a 5. ábra szerinti tápegységről nyerhetők. A 12 V-os stabilizált feszültség maximálisan mintegy 60 mA terhelésre alkalmas. A stabilizálatlan 25 V-os és a stabil tápfeszültség negatív pólusa közös. A 2N 1711 típusú T1 áteresztő tranzisztort hűtőfelülettel kell ellátni. Több kapcsolás táplálása esetén nagyobb terhelhetőségű transzformátor és áteresztő tranzisztor használata szükséges (pl. 2N 3055). A hálózati tápegységet önálló egységként célszerű megépíteni.
A készülék üzembe helyezése különös ismereteket nem kíván. A bekapcsolás után az egyik jelfogó meghúz és a hozzátartozó LED kigyullad.
Amennyiben a két szenzor érzékenysége eltérő, úgy az R1 vagy az R12 változtatásával állítható be az azonos érzékenység.