Der Reedschalter



Modellbahnelektronik

Die Reedkontakte


was ist jetzt eigentlich ein Reedkontakt ??
Der Reedkontakt ist in einem gasdichten Glasröhrchen eingebettet und besteht aus zwei Kontaktzungen, die an den Zuleitungen federnd befestigt sind. Sobald ein Magnetfeld über die weichmagnetischen Anschlussdrähte fliesst, ziehen sich die Kontaktzungen gegenseitig an und stellen einen Kontakt her. Wenn das Magnetfeld wieder verschwindet bzw. einen gewissen Betrag unterschreitet, öffnet der Kontakt wieder aufgrund der Federkraft. Es braucht ein etwas höheres Magnetfeld für das Schliessen des Kontaktes als beim Öffnen. Reedkontakte "prellen" ein wenig, was die angeschlossene Schaltung verkraften muss. Das nachstehende Bild verdeutlicht nochmals das gesagte.

Reedkontakt
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Reedkontakte gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen, so dass für jeden Anwendungsfall der geeignete Reedkontakt zur Verfügung steht

Reedkontakt      Reedkontakt      Reedkontakt
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Der Reedschalter ist somit ein elektromechanische Schalter, der wie ein Relais funktioniert. Reedkontakte können allerdings keine hohe Leistung schalten. Sie eignen sich wegen ihrer einfachen Bauweise hervorragend für miniaturisierte Produkte, also auch für die Modelleisenbahn.

Reedschalter, besser gesagt sind es eigentlich Reedkontakte, können entweder:

- elektromagnetisch durch das Feld einer stromdurchflossenen Erregerspule
oder
- mechanisch durch das magnetische Feld eines Permanentmagneten

betätigt werden.

Bei der elektromagnetischen Betätigung befinden sich die Kontaktelemente meist im inneren einer Spule. Sehr vielfältige Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich allerdings für mechanisch betätigte Reedkontakte.

Dabei wird die zum Schalten erforderliche Änderung des magnetischen Erregerfeldes durch einen relativ zum Reed-Kontakt bewegten Permanentmagneten erzeugt. Die Bewegung kann z.B. durch Drehen, Kippen, Schieben oder Heben erfolgen. Ausschlaggebend für das Schalten der Kontaktzungen ist die Lage und Verteilung des magnetischen Feldes relativ zu den Kontaktzungen; d. h., der Reedkontakt wird als Sensor mit Schaltfunktion eingesetzt.

Nur mit Reedkontakten kann eine Modelleisenbahnanlage biliig automatisert werden. Sie ermöglichen das automatische Schalten von Magnetartikel wie Weichenspulen,  Antriebe für Formsignale etc. etc.. Durch Reedkontakte können sogar komplette Weichenstraßen automatisiert gestellt werden.




Der Schaltvorgang:

Wie geht nun ein Schaltvorgang mit einem Reedkontakt vor sich ?

Reedkontakte werden durch einen Magneten geschlossen und öffnen sich, sobald der Magnet wieder entfernt wird. Sie reagieren also auf ein magnetisches Feld.

Nehmen wir mal folgende Situation an:

Bei einer Lok ist ein Magnet unterhalb des Rahmens angebracht. Sie fährt nun ein Signal an. Das Signal seht auf Rot und soll nun auf "Frei" schalten wenn eine Lok heranfährt. Im Bereich des Signals wurde unter dem Gleis ein Reedkontakt angebracht. Die Lok überfährt diesen Reedkontakt mit ihrem Magneten. Daraufhin schaltet dieser Reedkontakt - er wird geschlossen -. Der Stromkreis wird somit geschlossen und die Signalsteuerung ausgelöst.

Durch die kleinen Abmessungen der Reedkontakte können diese problemlos unter die Schienen gelegt oder geklebt werden. Sie ermöglichen eine berührungslose Arbeitsweise, erreichen dabei sehr hohe Schaltfrequenzen und sind äußerst kostengünstig.
Reedmagnet  : : : Reedmagnet
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Zu beziehen sind diese Reedkontakte in jedem Elektronikfachmarkt oder im Elektronikfachhandel.

Nur ein kleiner Hinweis in eigener Sache sei erlaubt. Auch ich habe hin und wieder gebrauchte Reedkontakte in der Fundgrube.

Auf einer Modellbahnanlage gibt es eigentlich keine Informationen über den Zustand des Modellbahnsystems.

Diesen Nachteil können Reedkontakte ausgleichen. Im Gleisbett kann eine Vielzahl von Reedkontakten integriert werden und darüberfahrende Züge erkennen können.

Bei einer computergesteuerten Digitalanlage sind sie unverzichtbar für die Steuerung, um beispielsweise Gleisblöcke nach dem Verlassen freigeben zu können oder einen Zug möglichst direkt vor einem Signal zum Stehen zu bringen.

Reedkontakte sind übrigens nicht nur sinnvoll bei Digitalanlagen einsetzbar. Auch auf analogen Anlagen sind gute Einsatzmöglichkeiten zur Automatisierung des Zugbetriebes gegeben.





Nachteile

Reedkontakte werden prinzipiell wie einfache Schalter abgefragt, die Messungen sind jedoch mit Störungen behaftet. Abhängig von der Ausrichtung des Magneten kann ein Kontakt während der Überfahrt kurz abfallen, bei einem zu schwachen Magnetfeld löst der Reedschalter unter Umständen auch gar nicht aus.

Die Glasgehäuse sind relativ empfindlich und können zerbrechen, wenn sie Druck oder einem Stoß ausgesetzt werden.

Die langen Anschlussleitungen reagieren leicht auf elektromagnetische Störimpulse, wie sie etwa ein in der Nähe schaltender Weichenantrieb erzeugen kann.


Reedkontakte und Computer

Eine Interfaceelektronik muss die o.g. Nachteile bzw Störungen so gut wie möglich unterdrücken, gegebenenfalls mit weitergehender Filterung durch das Steuerprogramm.

Sehen wir uns mal einen Zeitmessvorgang mit einem Reedkontakt in Zusammenarbeit mit einem Computer näher an. Damit kann die Lokgeschwindigkeit auf einer bestimmten Wegstrecke ermittelt werden, oder es kann die Lokgeschwindigkleit in Kurvenbereichen heruntergefahren werden usw.

Die Zeitmessung wird über die serielle Schnittstelle vom PC realisiert (siehe Bild - serielle Schnittstelle - neunpoliger Schnittstelle -):

Ein Kabel wird z.B. von Pin 4 nach Pin 1 (Lok) gelötet werden. Das Kabel wird durch einen Reedkontakt unterbrochen. Jeweils ein Reedkontakt sollte am Sartpunkt und am Endpunkt der Wegstrecke so angebracht werden, dass die Lok sie bei der Überfahrt kurzzeitig schließt. Durch ein entsprechendes Computerprogramm kann dann die Geschwindigkeit der Lok ermittelt werden und daraufhin z.B. die Geschwindigkeit der Lok heruntergefahren werden (vor einer Kurve).

Reedmagnet
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Ausführungshinweise

Magnet und Reedkontakt müssen parallel zueinander ausgerichtet werden. Im Gegensatz zu manchen Anwendungsempfehlungen müssen Reedkontakte und Magnete immer quer zur Fahrrichtung eingebaut werden, um einen definierten, einzelnen Impuls zu erhalten.

Baut man den Kontakt längs zur Fahrrichtung ein, wird er je nach Abstand des Magneten ein-, zwei- oder dreimal schalten. Das ist für einen zählenden Block nicht brauchbar. Aber auch für andere Schaltungen ist dies nicht optimal.

Reedkontakte dürfen keinesfalls zur direkten Ansteuerung von Weichen- und Signalspulen eingesetzt werden (zu hoher Stromstoss). Beim Einsatz von Relais ist eine Freilaufdiode parallel zur Spule notwendig.

Reedkontakte müssen ohne Druck auf den Glaskörper unter das Gleis gesetzt werden. Auch darf keine Vorspannung auf die Anschlussdrähte ausgeübt werden.

Reedkontakte dürfen nicht eingeklemmt werden

Die Lokschleifer und/oder Radkränze dürfen den Reedkontakt keinesfalls berühren.

Es kommt beim Einbau auch nicht auf die Ausrichtung der Zungen an. Die Anschlussdrähte dürfen allerdings nicht zu kurz abgeschnitten werden, damit sie möglichst viel vom Magnetfeld einfangen können.

Reedmagnet
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