Märklin ER20 Hercules / BR 185 modifizieren

(EuroRunner ER20 / ÖBB 2016 Hercules / BR 146.1 / BR 185, SBB 482, BLS 485 )

von Manfred G. Fischer, 10.Jan. 2010, Forumsbeitrag vom 09.01.2010, update: 02.11.2011

 

Haftungsausschluss:

Bei einem Umbau von Modellbahnartikeln durch nicht-autorisiertes Personal erlischt ein evtl. vorhandener Gewährleistungsanspruch gegen den/die Hersteller. Alle hier gemachten Angaben zum Umbau erfolgen ohne Gewährleistung auf Vollständigkeit oder Richtigkeit. Ein Nachbau geschieht auf eigene Gefahr und eigenes Risiko. Insbesondere kann ein Rückbau in den Ausgangszustand nicht garantiert werden. Der Autor dieses Artikels kann für evtl. Folgen, die sich aus einem solchen Umbau ergeben, nicht haftbar gemacht werden.

Hinweis auf geschützte Warenzeichen:

 
 
  • "mfx" ist eine eingetragene Marke der Firma Gebrüder Märklin & Cie. GmbH, 73033 Göppingen, DE. 
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  • "Conrad" ist eine eingetragene Marke der Firma Conrad Electronics SE, Klaus-Conrad-Str. 1, 92240 Hirschau, DE. 

Zur Beachtung: Es handelt sich bei diesem Aufsatz nur um eine Beschreibung meiner eigenen laienhaften Erfahrungen und ist keine Anleitung zum Nachbau / Umbau. Alle Angaben ohne Gewähr. Eine Haftung des Autor für Fehler und Schäden beim Anwenden dieser laienhaften Beschreibung ist deshalb ausgeschlossen.

 

6. Fahrtrichtungsabhängige Funktionsverstärkung für AUX1 (Emitterschaltung)

Möchte man die Loks der Hobby-Reihe mit fahrtrichtungsabhängigem roten Schlusslicht oder Fernlicht ausrüsten, so gibt es viele Möglichkeiten:
  • den Decoder gegen ein Exemplar mit mehr Funktionen zu tauschen,
  • Relaisschaltung (Relais wird vom Motorstrom umgepolt),
  • die rote Schlussbeleuchtung als Dauerlicht anschließen an die vorhandenen Lichtausgänge von F0,
  • oder die rote Schlussbeleuchtung zuschaltbar zu gestalten unter Beibehaltung des originalen Decoders.

Für die letzten drei genannten Möglichkeiten ist es in jedem Falle sinnvoll zu wissen, wo auf dem originalen Decoder die Lichtfunktion für Fahrlicht nach vorne und nach hinten ohne Vorwiderstände abgegriffen werden kann. Will man die Vorwiderstände auf dem Decoder selber nicht entfernen / überbrücken, so ist der beste Stromabnahmepunkt jeweils die Lötstelle unmittelbar vor den Vorwiderständen. Diese Lötpunkte zeigt das folgende Bild:

In dem folgenden Beispielumbau habe ich mich entschlossen, ein zuschaltbares Schlusslicht zu realisieren unter Verwendung des vorhandenen unverstärkten Funktionsausgang F1 mit TTL(+)-5V-Pegel. Diese Zuschaltbarkeit macht Sinn für Streckenloks bei Solofahrt, ist aber ungeeignet für Wendezugloks (für letztere ist der Tausch des Decoders besser). Die Verwendung des unverstärkten Funktionsausgang F1 mit TTL(+)-5V-Pegel erfordert die Verstärkung des Funktionsausgangs mittels Transistorschaltung. Dabei sind zwei Möglichkeiten denkbar:

  • Der Funktionsausgang wird verstärkt unter Zuhilfenahme des GND(-)-Ausgangs des Decoders und eines Transistors. Die roten Schlussleuchten werden an die Funktionsausgänge für Licht vorne / hinten mit angeschlossen. Ihre gemeinsame Rückleitung zu U(+) (orange) wird dann durch einen zweiten Transistor von diesem verstärkten Funktionsausgang F1 unterbrochen / geschaltet (Prinzip nach Michael Prieskorn † von 2000).
  • Es stellt sich aber die Frage, ob dieser unverstärkte Funktionsausgang nicht auch zwei Transistoren gleichzeitig schalten kann. In diesem Falle wird auf eine "Verstärkung" verzichtet, sondern mittels einer Emitterschaltung jeweils der Funktionsausgang für Licht vorne / hinten zu den roten Schlussleuchten unterbrochen / geschaltet, und alle Beleuchtungsmittel behalten einen gemeinsamen, ununterbrochenen gemeinsamen Rückleiter zu U(+) (orange). Diese Variante erfordert Sperr-Dioden.
  • Heuzutage würde ich allerdings die Schaltung mit einem MOSFET aufbauen nach der Methode von Reinhard Bobzin (†): http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=18211&start=12 - ESU Decoder, AUX 3 und AUX 4 aktivieren/benutzen (vom Dezember 2007). Die Vorgehensweise dabei ist am Ende beschrieben. Bilder von mir sind im obigen Forenbeitrag ebenfalls enthalten (Juni 2011).

Das Prinzip dieser Schaltung gibt folgender Schaltplan wieder, Erstveröffentlichung in diesem Forumsbeitrag:
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=30197 - Spannung an AUX

Die praktische Umsetzung:
 
Zunächst habe ich einen Bypass gelegt um bequeme Lötpunkte für die Abnahme der Funktionsausgänge F0 für Licht vorne / hinten ohne Vorwiderstände zu erhalten. Auf dem folgenden Foto sind dies die roten Kabel:
 
Dann wurden am Endpunkt des Bypass (hier: die Rückseite der originalen Flexbahnenstecker) je Seite zwei Dioden angelötet, die als Sperr-Dioden zum Schutz der Transistoren fungieren. Ich habe nur recht große Bauteile zur Verfügung gehabt: 1N4001, es gehen aber auch Dioden vom Typ 1N4148 (oder bei Verwendung von SMD-Transistoren entsprechende SMD-Dioden):
 
 
Auf dem obigen Foto ist dann auch schon zu sehen, dass ich den Emitter des Transistors (hier: BC 548 B, der BC 548 C ist besser geeignet) bereits an die innenliegende Diode angelötet habe. Die unverstärkte Funktion F1 (gelbes Kabel) wird an Base des Transistors über einen 47kOhm Widerstand angeschlossen. Am Collector des Transistors ist dann eine Beleuchtungsplatine mit den roten Schlussleuchten angeschlossen (grünes Kabel auf dem obigen Foto). Diese Beleuchtungsplatine trägt auch die Vorwiderstände der LEDs. An der zweiten, außenliegenden Diode ist das weisse Stirnlicht angeschlossen (hier: blaues Kabel). Dieses Stirnlicht befindet sich in diesem Falle auch auf einer Beleuchtungsplatine, die die nötigen Vorwiderstände trägt.
 
Durch die liegende Montage der beiden Transistoren in diesem Beispiel "schwebend" über dem originalen Decoder bleibt genug Platz in der Höhe. Zur weiteren Einsparung von Platz bietet sich die Herstellung einer kleinen Platine an unter Verwendung von SMD-Bauteilen.
 
Das folgende Bild zeigt die fertige Situation mit zwei angeschlossenen Beleuchtungsplatinen von Volker Friedrich, die er mir dankenswerter Weise hergestellt hat, siehe:
 
http://www.volkersmobakeller.de/
 
Dabei ist das auf den Platinen vorgesehene Fernlicht auf den Beleuchtungsplatinen selbst mittels Transistor zuschaltbar und angeschlossen über AUX3 = F3 des originalen Decoders (hier: hellgraues Kabel). Das schwarze Kabel ist hier der gemeinsame Rückleiter zu U(+) (ich hatte leider kein oranges Kabel mehr):
 
 
 
Im obigen Fall habe ich als rotes Schlusslicht Chip-LEDs rot der Baugröße 0603 verwendet, Conrad Artikel-Nr 180487-62. Vorwiderstand 8200 Ohm (Volker empfiehlt 10 kOhm).  Zwischen die LEDs des Fern- und des Fahrlichts habe ich aus Pappe kleine "Scheuklappen" geklebt, die aber kaum Effekt haben:
 
 
Bei der Gestaltung der Beleuchtungsplatinen muß man sich am Vorbild orientieren. ER20 der ersten Bauserie und die meisten ÖBB-Loks der Reihe 2016 haben kein Fernlicht, dafür aber das rote Schlusslicht innen liegend (mit roter Glasscheibe). Bei dem Einzelstück WLE 22 ist dies anders, wie dieses Vorbildfoto zeigt:
 
http://www.bahnbilder.de/name/einzelbild/number/241538/kategorie/Deutschland~Unternehmen~WLE+Westf%E4lische+Landes-Eisenbahn.html
 
Evtl. ist auch bei einigen ÖBB 2016 Fernlicht vorhanden und damit das rote Schlusslicht außen statt innen. Gegenüberstellung ER20-002 und WLE 22:
 
 
 
Eleganter geht es aber mit einem  N-Channel Dual-MOSFET SI9945AEY (3,7A, 2,4W, 0,08R, Bauform SO8 wie der SI9955) entsprechend dem Vorschlag von Reinhard Bobzin (†) vom Dezember 2007:
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=18211&start=12 - ESU Decoder, AUX 3 und AUX 4 aktivieren/benutzen
 
Man spart sich so die Vorwiderstände an der Basis der Transistoren, und beide Transistoren sind in einem Bauteil zusammengefaßt. Obwohl der Original-Forenbeitrag für die Verstärkung von AUX3 und AUX4 bei LoPi3-Decodern gedacht war, läßt sich mit den N-Channel Dual-MOSFETs auch eine fahrtrichtungsabhängige Funktionsverstärkung durchführen nach folgendem Schaltungsschema:
 
 
 
Der fliegende Aufbau zusammengelötet kurz vor dem Verpacken in Schrumpfschlauch mit 10mm Durchmesser:
 
 
 
 
*
 
Forenbeiträge zum Thema Schlusslicht bei ER20 und Vorbild:
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=45982 - ÖBB 2016 / WLE 22 / ER 20 Fernlicht ?
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=20339 - ER20 mit neuem Licht und Decoder
http://www.doppeltraktion.com/archive/2016/
 
Forenbeiträge zum Thema Fernlicht bei ER20 und Vorbild:
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=47722 - Metronom BR246 Beleuchtung
 
 
Links zum Thema Funktionsverstärker bei Märklin-Decodern:
http://decoder.x-train.de/index.php?seite=decoder/digipic/610761.php - von Reinhard Bobzin (†)
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=10089 - Abschaltbare Beleuchtung einseitig (von Reinhard Bobzin (†), mit Schaltplan, Feb. 2007)
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=74371 - Fahrtrichtungsabhängige Führerstandsbeleuchtung (PNP-Transistor, Mrz 2012)
http://www.forum.hag-info.ch/index.php?page=Thread&postID=35581#post35581
http://www.forum.hag-info.ch/index.php?page=Thread&threadID=1393
http://stummi.foren-city.de/topic,50157,-led-an-logikausgaenge.html
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=44489 - Programmierung ESU Lopi V3.0 M4
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=40525 - ZIMO Logikausgänge in AUX Ausgänge aufwerten ? (Aug. 2009)
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=30197 - Spannung an AUX
http://www.nexusboard.net/sitemap/2408/fur-ma-lopi-3mit-schleiferumschaltung-ohne-21pols-t301030/
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=23117 - Lopi 3 mit 8 pol Schnittstelle komme ich an Aux3+4?
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=18211 - ESU Decoder, AUX 3 und AUX 4 aktivieren/benutzen 
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=16976 - 60760 streikt nach "anti-alzheimer"-Umbau
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=2117 - 60760 ist da - mit noch 'ner Funktion!
http://www.ad-soft.ch/_main/moba/digital/decodermae/60760.html
 
Elementare Links zur Erstbeschreibung des Transistor-Einsatzes zur Dunkeltastung (Sperrung einer Funktion) durch Michael Prieskorn (†) von 2000 finden sich hier:
http://home.arcor.de/f.heitkamp/mp/Bardioc/Seite05/index-5h.html
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=46174 - Frage zu Schaltplan Beleutchtung BR 216 
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=57603 - Tipp: Rückseitige Lok-Beleuchtung im Zugverband abschalten
 
 
 
 
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