Ein Heißluftballon auf der H0-Deutschland-Anlage

©Norbert Meier 2019

Einleitung

Die Modellbaufirma Faller ist bekannt für die Herstellung von H0-Bausätze für sehr viele Bahnhofs-
gebäude, Häuser und Kirchen. Im Faller-Gesamtkatalog sehe ich auch die Abbildung mit einem
blauen Heißluftballon.

Auf unserer H0-Deutschland-Anlage soll der Ballon mit der Werbeaufschrift ARAL über einem kleinen Kornfeld
schwebend aufgehängt werden.

Technische Anforderungen an das Ballonmodell

Oberhalb vom realen Ballonkorb in der Ballonöffnung befindet sich bekanntlich der Brenner. In zeitlichen
Abständen von einigen Sekunden wird vom Ballonfahrer der Brenner gezündet. Die Brennerflamme wird
sichtbar und macht ein lautes zischendes Geräusch.
Das Brennergeräusch und die Brennerflamme wollen wir am Ballonmodell elektronisch nachbilden.
Der Übersichtsschaltplan hat folgendes Aussehen:

Kurzbeschreibung:

Mit dem Netzschalter S1 wird der Trafo eingeschaltet und liefert auf der Sekundärseite eine 12V Wechselspannung.
Nach der Gleichrichtung mit den vier Dioden und den beiden Siebkondensatoren regelt der Spannungskonstanter
L7812S auf 12V Gleichspannung. Auch die beiden Verstärker V1 und V2 mit ihren Lautsprechern und die Spannungs-
versorgung am Zeitgeber sind damit eingeschaltet.
Über eine Taste kann der Zeitgeber gestartet werden und hält das Relais Re1 für ca.16 Sekunden angezogen. Der
Relaiskontakt S2 legt damit die 12V-Spannung an das Zeitglied mit periodisch 2s Einschaltzeit und 4s Ausschaltzeit.
Im eingeschalteten Zustand sind die Relaiskontakt S3 uns S4 geschlossen und haben das Einschalten des Rauschge-
nerators und das Einschalten der kleinen Glühbirne

im Ballonkorb für die Flammennachbildung zur Folge.

Die Frontplatte mit den beiden Lautsprechern sieht von vorne so aus:

Auf der Rückseite sind die elektrischen Baugruppen angeordnet:

Elektronischen Schaltungen

Der Rauschgenerator:

Kurzbeschreibung:

Die Basis-Emitter-Strecke vom Transistor T1 liefert das Rauschsignal. Danach erfolgt eine zweistufige
Verstärkung mit den beiden Transistoren BC547C.

Spannungsverlauf beim Rauschen:

Mit meinem digitalen Speicheroszillograf RIGOL DS1052E erfolgt bei geschlossenem Schalter S3 die Messung
am Ausgang MP. Den Spannungsverlauf vom Rauschsignal am Messpunkt MP zeigt das folgende Bild:

Die maximale Amplitudenspitze liegt bei etwa 800 mV. Mit Rauschen bezeichnet man ein akustisches Signal,
dem keine entschlüsselbare Information entnommen werden kann.

Monostabile Kippstufe als Langzeit-Timer:

Kurzbeschreibung:

Mit dem Widerstand R1 und dem Kondensator C1 arbeitet der NE555 als einmaliger Impulsgeber. Über den Trigger-
eingang kann der Impulsgeber gestartet werden, wenn dort die Spannung unter 1/3 der Versorgungsspannung liegt.
Der Spannungsteiler mit R2 und R3 liefert diese Teilspannung, wenn die Starttaste gedrückt wird.

Die Impulsdauer T in Sekunden bestimmt das R1C1-Glied und kann überschlägig berechnet werden mit der Formel:

(G1)     T  =  1,1 · R1 · C1  =  1,1 · 15 10³ · 1000 · 10^-6  =  16s

Astabile Kippstufe für 2s ein und 4s aus:

Kurzbeschreibung:

Mit den beiden Widerständen R1 und R2 und dem Kondensator C1 erzeugt der NE555 am Ausgang ein periodisches
Rechtecksignal. Die Zeitdauer T_high für den High-Impuls am Ausgang ist:

(G2)     T_high  =  (R1 + R2) · C1 · ln (2)

Die Zeitdauer T _low für den Low-Impuls am Ausgang berechnet sich aus:

(G3)    T_low  =  R2 · C1 · ln(2)

Brenner starten

Den Besuchern auf unseren Modelleisenbahn-Ausstellungen im November bieten wir die Möglichkeit, mit einem
Tastendruck den Brenner im Heißluftballon zu starten. Die Lautsprechergruppe für die Brennergräusche ist für
die Besucher unsichtbar hinter einer Panoramawand versteckt.

Die rote Starttaste ist die erste Aktionstaste an unserer Modelleisenbahnanlage. Viel Spaß damit !

Eine Nahaufnahme vom Ballon zeigt die leuchtende Brennerflamme:

Zur Brennerflamme gehört auch das laute Brennergeräusch, das im folgenden Video
aufgenommen wurde: Video mit Heißluftballon