Hier findet Ihr eine Sammlung von Tipps, Tricks, Materialien, Bauanleitungen u.s.w. rund um die Moba. Ich denke, hier ist für jeden ist hier was dabei.

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Standortbestimmung
Veröffentlicht von Helmut (helmut) am 05.10.2008
Tipps & Co >> Dies und das

Für die Besetztmeldung wird sicherlich schon einiges fertig von der Industrie angeboten. Warum also hier Eigenbaulösungen? Die Antwort ist ganz einfach: weil der Selbstbau Spaß macht.

 

1. Infrarotlichtschranke

Wer schon mal mit Modellbahnlichtschranken gearbeitet hat, der weiß, wie empfindlich diese gegenüber Störlicht sein können. Um Lichtschranken gegenüber Fremdlicht unempfindlich zu machen, kann man die IR-Strahlung modulieren. Das Nutzsignal wird dadurch unterscheidbar vom Umgebungslicht. In einer Diskussion im N-Bahnforum zu diesem Thema wurde auf ein Bauteil IS471F der Fa. Sharp hingewiesen, in dem ein IR-Empfänger und eine Schaltung zur Modulation integriert sind. Dabei ist das Bauteil nicht größer als eine 5mm LED. Ich habe selbst vier dieser Kombinationen auf 0.2 qm gleichzeitig und ohne Lichtabschirmung in Betrieb. Alle Vier funktionieren einwandfrei ohne gegenseitige Beeinflussung oder Störung. Auch Umgebungslicht wirkt sich nicht negativ aus (mein Aufbau steht direkt neben dem Fenster).

 

IR-Empfänger IS471F und 3 mm IR-LED SFH 409

 

 

Schaltbild der Lichtschranke

 

 

Außer dem IS471F und der Leuchtdiode D1 (z.B. SFH 409 von Osram) benötigt man noch einen Widerstand R1 (optinal, zum Stromsparen), einen Kondensator C1 (ebenfalls optional) und eine Gleichspannungsquelle mit einer Spannung zwischen 4.5 und 16 V. Die Gleichspannung wird an Pin 1 (+) und 3 (GND) angeschlossen. Sie sollte laut Herstellerangaben mit einen Kondensator C1 (0.33 µF) geglättet werden. Da ich eine stabilisierte 5V Spannung einsetze, habe ich mir den Kondensator gespart. Nachteile konnte ich keine feststellen. An Pin 4 schließt man über einen Widerstand R1 die Kathode der LED an. Deren Anode wird mit dem Pluspol verbunden. Der Widerstand dient nur zum Stromsparen (ohne Widerstand können bis max. 70 mA, allerdings gepulst, durch die LED fließen). Er reduziert die Reichweite der Lichtschranke. Die Schaltung funktioniert bei ausreichend stabilen LED's auch ohne Vorwiderstand. Mit 220 - 500 Ohm habe ich bei mir recht gute Erfahrungen gemacht. Der jeweilige Wert wird durch Probieren ermittelt. Der Pin 2 schließlich ist der Ausgang. Wenn der optische Weg der Lichtschranke frei ist, misst man an Pin 2 fast GND-Potential. Bei unterbrochenem Lichtstrahl erreicht Pin 2 etwa Vcc. Dieses Ausgangssignal ist bis zu 50 mA belastbar. Ich schließe es zum Beispiel direkt an einen Eingang eines PIC-Mikroprozessor an.

 

Ein einfacher Aufbau: LED und IC sind auf kleine Platinenstücke gelötet und unter der Fahrbahn verdrahtet.

 

Fazit:

Die Schaltung ist sehr einfach aufzubauen. Es werden keine komplizierten Modulationsschaltungen benötigt Sie arbeitet durch die interne Modulation sehr sicher und unempfindlich vom Umgebungslicht. Da sich die Modulationsfrequenzen der Empfänger-IC's doch etwas unterscheiden, sind die Lichtschranken auch voneinander unabhängig. Blenden oder Filter werden nicht benötigt. Zur räumlichen Justierung reicht die grobe Ausrichtung aus. Die Größe der Bausteine erlaubt eine gute Tarnung in der Landschaft. Also eigentlich ideal!

 

2. Hallsensor

Jeder oder fast jeder Modellbahner kennt wohl Reedkontakte und deren Auslösung mittels Magnetfelder. Eine Alternative zu Ihnen sind Hallsensoren, z.B. TLE4905 L der Fa. Infineon. Ich meine, dass sie im Vergleich zu den in Glas eingeschmolzenen Reedkontakten mechanisch robuster sind. Der wesentliche Vorteil ist jedoch, dass sie im Gegensatz zu Reedkontakten auch die Orientierung des Magnetfeldes erkennen können. Man kann also in Abhängigkeit von der Lage des Magneten 2 Zustände erkennen. Unipolare Sensoren melden das Vorhandensein eines Magnetfeldes (unter Berücksichtigung der Orientierung N/S oder S/N). Wird das Magnetfeld entfernt (oder man dreht den Magneten um), erlischt das Signal sofort wieder. Bei bipolaren Sensoren (z.B. TLE 4935 L) wird der Sensor dagegen durch ein Magnetfeld aktiviert und erst durch ein Magnetfeld entgegengesetzter Richtung wieder deaktiviert. Das wäre doch ideal, um komplette Züge zu erkennen, oder?

 

4 gegurtete Hallsensoren: die Sensorgröße beträgt ungefähr ca. 3 x 4 qmm.

 

Bisher habe ich nur mit dem unipolaren TLE 4905L experimentiert. Es hat drei Anschlüsse, die mit VS , GND und Out bezeichnet werden. Zwischen Vs und GND wird eine Gleichspannung zwischen 3.5 und 24 V angelegt. Ich habe hier wieder meine stabilisierten 5 V benutzt. Solange sich der Sensor nicht in einem Magnetfeld (bzw. in einem mit der falschen Orientierung) befindet, ist der Ausgang auf High-Level. In einem passenden Magnetfeld fällt dagegen das Potential auf GND-Level. Ich nutze den Hallsensor auf meiner Faller Car System Strecke. Er wird durch den relativ schwachen Lenkmagneten der Vorderachse sicher in einer Entfernung von 2-4 mm ausgelöst. Auch hier erfolgt die Detektion des Signals direkt durch einen PIC-Mikroprozessor.

 

Ein Hallsensor in einer Faller Car System Straße vor dem Verspachteln: links von dem Sensor sieht man den Fahrdraht und die V-förmigen Fangdrähte.

 

 

 

Ein kleiner Hinweis zum Schluss: der Hersteller empfiehlt zwei kleine Kondensatoren (zwischen Vs und GND bzw. zwischen OUT und GND) und einen Widerstand zwischen Vs und GND. Auf alle drei Bauteile habe ich verzichtet und konnte für meine Anwendung bisher keine Nachtteile feststellen. Der Bauteile sind im einschlägigen Elekronikhandel erhältlich.Die Baubeschreibung wurde nach bestem Wissen und Gewissen erstellt, allerdings übernehme ich für Fehler keine Verantwortung. Beim Nachbau sollte man auf jeden Fall die entsprechenden Datenblätter zu Rate ziehen.

 

Über den einen oder anderen Kommentar bzw. Ergänzung, Korrektur oder was weiß ich, würde ich mich freuen.

Zuletzt geändert am: 05.10.2008 um 16:23

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