Rolfs N-Bahn
  Test7
 
Die Anwendung der Lichtschranke    
     
Die Lichtschranken wie oben gezeigt lassen sich so nicht einsetzen. Sie zeigen nur an das ein Zug vorbeigefahren ist. Das ist zum Auslösen einer Schaltung ausreichen, aber eine Gleisbesetztanzeige soll einen Gleisabschnitt überwachen. Somit werden drei Auslösungen benötigt.
-         Der Zug ist in den Abschnitt eingefahren.
-         Der Zug steht in dem Abschnitt.
-         Der Zug hat den Abschnitt verlassen.
Um diese Bedingungen zu erfüllen werden zwei Lichtschranken und ein Bistabiler Multivibrator (Flip-Flop) benötigt. Dieser speichert einen Zustand bis der Zustand wieder gelöscht wird. Für solch eine Schaltung reichen wenige Bauteile. Da ich alle Schaltungen mit 5V betreibe bieten sich TTL-Schaltkreise an. Die Schaltung lies sich auch mit Transistoren aufbauen, aber ich habe in meiner Bastelkiste noch einige DDR-ICs die dafür verwendet werden können und es soll wieder so preiswert wie möglich werden.
Die hier gezeigte Schaltung kann nur für Gleise, die in einer Richtung befahren werden verwendet werden. Der Grund leuchtet schnell ein, da der erste Eingang das Flip-Flop setzt und der zweite Eingang das Flip-Flop löscht.
Für eine eingleisige Strecke die in beide Richtungen befahren wird, müsste zuerst die Fahrtrichtung erkannt werden und erst dann das Flip-Flop gesetzt werde. Mit TTL-Schaltkreisen wäre dies auch möglich, würde aber einen zu großen Schaltungsaufwand bedeuten, den ich als nicht gerechtfertigt ansehe. Heute sind Mikroprozessoren so preiswert geworden das sich größere TTL-Schaltungen nicht lohnen.
 
Ein Nachteil ergibt sich bei dem Einsetzen von Flip-Flops als Speicher. Wird die Anlage abgeschaltet und wieder eingeschaltet sind alle Flip-Flops zurückgesetzt und somit werden alle besetzten Abschnitte als Frei erkannt. Somit ergibt sich wieder ein Vorteil beim Einsatz eines Mikroprosessors, könnte dieser den Zustand in einem EEPROM speichern und beim Einschalten der Anlage werden alle Abschnitte wieder richtig erkannt.
   
     
   
Bei einer PC-Steuerung werden die Lichtschranken an den Kontakten K1 und K2 direkt abgefragt und das Speicherproblem besteht ebenfalls nicht.
 
Nun möchte ich meine Anlage auch mal schnell ohne den PC fahren lassen und da meine Anlage leicht überschaubar ist sind in der Schaltung der Taster S1 vorgesehen, mit diesem kann ich das Flip-Flop beim einschalten der Anlage als Besetzt setzen und das Problem ist beseitigt.
 
Das Flip-Flop wird mit den Gattern IC1/3 und IC1/4 gebildet. Da ich den IC DL000 verwende (welcher dem 74IS00 entspricht) sind die Gatter IC1/1 und IC1/2 notwendig um das Eingangssignal zu invertieren. Das Flip-Flop wird sofort beim unterbrechen der Lichtschranke T1 zurückgesetzt. Da ich aber erst nach dem durchfahren des letzten Wagens das Ausgangssignal zurückgesetzt haben möchte, ist die Diode D1 vorgesehen, die das Flip-Flop überbrückt. Die Diode 2 ist als Schutz des Ausgangs des IC1/4 notwendig.
   
   
Das Ganze hört sich für den elektronisch ungeübten Bastler sicher etwas verwirrend an, ein paar Versuche auf einem Steckbrett zeigen schnell, das ist alles nicht so Kompliziert.
Für den Test habe ich auf die IR-LEDs und die IR-Transistoren verzichtet.
Ganz links sind die beiden widerstände R5, R7 zusehen und die Lichtschranken werden durch die gelbe und rote Drahtbrücke simuliert, welche nur kurzzeitig gezogen werden müssen.
 
Also einfach mal ausprobieren.
Mit der folgenden Bilderserie zeige ich die Funktionsweise der Lichtschranke bei einem Versuchsaufbau. Natürlich werden beim Einsatz auf der Anlage auch zwei IR-LEDs benötigt, stehen dort die beiden IR-Transistoren nicht so dicht beisammen.
   
     
  Grundstellung der Lichtschranke.
  Die Lichtschranke wird ausgelöst.
  Der Zustand ist nach der Unterbrechung gespeichert. 
  Durch die Unterbrechung wird das Flip-Flop zurückesetzt, aber die Diode D1 hält den Ausgang bis zum Ende der Unterbrechung aktiv.
  Nach der Unterbrechung, ist die Lichtschranke wieder in der Grundstellung.
     
Hier folgen noch weitere Fortsetzungen, also immer mal wider hereinschauen.    
 
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