Keerlus oplossing(en) voor analoog en digitaal modelspoor

Na mijn laatste artikel over het verschil en de keuze tussen 2-rail en 3-rail kreeg ik een hoop vragen over hoe het dan zit met het maken van een keerlus in 2-rail (3-rail heeft dit probleem niet, aangezien beide spoorstaven massa zijn). In dit artikel zal ik hier antwoord op geven door uit te leggen wat het probleem is, en wat de mogelijke oplossingen zijn:

Het keerlus probleem

Als bij 2rail de linker en rechter spoorstaaf contact met elkaar maken ontstaat er kortsluiting, vandaar dat de wielen van de modeltreinen niet met elkaar verbonden zijn. Het probleem bij een keerlus is nu net dat je met de wissel de verkeerde spoorstaven met elkaar verbind. Ook bij een driehoek zal hetzelfde probleem optreden, en in sommige modelspoorbanen wordt er onbewust een keerlus gemaakt, mocht je dus kortsluiting hebben op de baan en weet niet waar het vandaan komt dan is het zeker nuttig om te kijken of je niet per ongeluk de verkeerde spoorstaven met elkaar verbind.

Gelukkig zijn er relatief simpele oplossingen voor dit probleem, voor digitaal modelspoor zijn er kant en klare keerlusmodules te koop en voor de analoge banen zijn er ook kant en klare oplossingen:

Keerlus oplossing analoge modelspoorbaan

Alle oplossingen voor het keerlus probleem komen er op neer dat je de polariteit van het spoor wisselt op het moment dat de trein zich volledig in de keerlus bevindt, zodat deze op de juiste manier door zal rijden en er geen kortsluiting plaats vindt.

Het van polariteit veranderen van de spoorstaven wordt ompolen genoemd en kan op verschillende manieren. Zo zijn er oplossingen met diodes, een extra trafo, schakelaars en wisselcontacten.

De eerste oplossing die we gaan bekijken is de oplossing met vier diodes, deze oplossing is zowel zelf te maken als kant en klaar te kopen. Voor deze oplossing dienen er 3 isolatielassen gemaakt te worden, een na de wissel aan het begin van de keerlus, vervolgens halverwege de keerlus (met minimale afstand van twee x de langste loc), en een aan het einde van de keerlus voor de wissel. De keerlus bestaat nu uit 3 sectie, sectie 1 waar het spoor gevoed wordt door de transformator, sectie 2 welke verbonden is met sectie 1 d.m.v. Een diode in de zogenaamde doorlaatrichting en sectie 3 welke verbonden is met sectie 1 d.m.v. Een diode in de sperrichting.

Een diode is een elektrisch onderdeel dat stroom maar in één richting door kan laten, feitelijk dus een ventiel en kan in twee richtingen geplaatst worden, zodat het alleen + of alleen – doorlaat.

De diode tussen sectie 1 en 2 zorgt ervoor dat de trein de keerlus in kan rijden, de diode tussen sectie 3 en 1 zorgt ervoor dat er geen kortsluiting plaatst vindt en dat sectie 3 geen rijspanning heeft en de trein dus stil zal komen te staan op de isolatielas tussen sectie 2 en 3. Door vervolgens de transformator om te draaien zal de polariteit veranderen en zal de diode tussen sectie 3 en 1 de stroom doorlaten en zal de trein verder rijden.

Een nadeel van de oplossing met diodes, is dat de trein stil komt te staan, en dat de keerlus een vaste rijrichting heeft.

Een voorbeeld van een kant en klare oplossing met diodes is deze van Fleischmann

Een tweede oplossing waarbij deze nadelen niet aanwezig zijn, is het isoleren van de keerlus en deze apart voeden met een tweede transformator. Het voordeel is dat deze oplossing zeer makkelijk te realiseren is, nadeel is dat meer handelingen moet doen om de trein door de keerlus te krijgen.

Keerlus oplossingen digitale modelspoorbaan

Bij digitale modeltreinen wordt de rijrichting niet langer bepaald door de polariteit van de rails, maar door het digitale commando dat naar de decoder in de digitale modeltrein wordt gestuurd, tevens ook de reden waarom treinen op hetzelfde spoor in dezelfde richting kunnen rijden. Echter bestaat nog steeds het probleem van kortsluiting omdat de verkeerde spoorstaven in contact met elkaar komen.

De oplossingen van dit probleem gaan uit van de volgende werking: op het moment dat de trein zich volledig in de keerlus bevindt, wordt de polariteit omgedraaid. Een dergelijke oplossing kun je zelf maken, maar de meeste hobbyisten kiezen er voor om een kant en klare oplossing te gebruiken in de vorm van een keerlusmodule.

Keerlusmodule met kortsluit detectie

Het eerste type keerlusmodule, en misschien wel de meest populaire is gebaseerd op kortsluiting detectie . De module detecteerd in enkele milliseconden of er kortsluiting plaats vindt en zal direct de polarieit omdraaien, nog voordat de kortsluiting beveiliging van de centrale ingrijpt. Deze module kan worden aangesloten door de keerlus met twee isolatielassen te isoleren en deze sectie te voeden met de keerlusmodule ertussen.

Een voorbeeld van een dergelijke module is deze van Train Modules

Keerlusmodule met aanmeldsectie

De tweede oplossing en de door de puristen meer geliefde oplossing (omdat er geen daadwerkelijke kortsluiting plaats vindt) is de door middel van aanmeldsecties werkende keerlusmodule. De keerlus wordt opgedeeld in twee aanmeldsecties en een keerlus sectie. In de aanmeldsecties wordt gedetecteerd welke rijrichting de trein heeft en aan de hand hiervan wordt de stroom in de keerlus sectie aangepast. T.o.v. Van de kortsluit detectie module is het meer werk om aan deze module aan te sluiten (vanwege de aanmeldsecties).

Een voorbeeld van een dergelijke module is deze van TAMS

Hou bij het gebruik van een (digitale) keerlusmodule tijdens het ontwerp rekening mee dat de langste mogelijk trein zich volledig in de keerlus moet kunnen bevinden.

==============TOEVOEGING===============
Zo als hieronder in de reacties staat, en ik vergeten ben te vermelden in het artikel: Diodes hebben een bepaalde waarde, deze waarde heeft betrekken op de spanning waarbij ze doorbranden (en de spanning waarbij de diode Überhaupt werk) de minimale waarde is N007

Met dan aan roes
========================================