Aufgabenstellung / Funktion
Diese Entwicklung wurde "geboren", da die normalen Märklin
H0 K-Gleis 3Leiter Weichen und DKWs / Kreuzungen (im Jahr 2009) KEINE elektr. getrennten
Außenschienen besitzen, im Gegensatz zu den "schlanken" Weichen
/ DKWs, aber eine Überwachung dieser normalen Weichen, etc.
trotzdem möglich sein soll.
Hinweis:
Neben dem Aspekt der Sicherung des Fahrweges, hier der Weiche /
Weichenstraße in Hinblick auf "liegen gebliebene Fahrzeuge, trat
bei der Erprobung im Zusammenwirken mit TC* noch ein
weiteres Merkmal in Erscheinung. Nämlich die Beschleunigung in der
Freigabe von Fahrstraßen durch TC*.
Diese damit einhergehende Beschleunigung des Betriebsablaufes ist
darauf zurückzuführen, daß wenn keine explizite Überwachung
vorhanden ist, eine Freigabe des Fahrweges erst dann erfolgt, wenn
der Zug komplett am "Ende" (Ausfahrt) des nächsten Blocks
angekomen ist. Ist eine Überwachung vorhanden, dann erfolgt die
Freigabe wenn die Überwachung "frei" meldet. Für sehr lange Züge
macht dies keinen zeitlich, wesentlichen Unterschied, wohl aber
für kurze.
Ein mechanischer Umbau der Weiche erschien mir zu riskant.
Deshalb habe ich mich für die Überwachung durch eine Infrarot
(IR) - Lichtschranke entschieden.
Ein IR-Besetztmelder besteht aus 4 IR-LEDs und 4
Photo-Transistoren, abgestimmt auf die IR - Wellenlänge und
einer Elektronik - Platine mit Stromversorgung, Logik und
Auswertung sowie der Möglichkeit einer über Optokoppler
isolierten Anschaltung / Schaltung von 4 unabhängigen
Gleisanschlüssen (Gleisspannungen), die zu dem jeweiligen
Anschluß eines SX - Besetztmelders geführt werden können.
Ist
der IR-Strahl unterbrochen, dann wird die Gleisspannung
geschaltet und es kommt ein Stromfluß (über einen externen
hochohmigen Widerstand, z.B. SX-Adapter) zustande.
Jede dieser IR-"Lichtschranken" operiert unabhängig von den
anderen.
Werden nicht alle "Lichtschranken" verwendet, so ist anstelle des
Anschlusses der LED / des Photo-Transistors ein Widerstand
einzufügen, der eine permanente "Freimeldung" generiert.
Wenn sich auf einer Anlage viele zu überwachenden Einheiten
befinden, so addieren sich die Ströme für die IR-LEDs doch
recht ordentlich, auch wenn weit und breit kein Fahrzeug zu
beobachten ist.
Eine Schaltungslogik schafft hier Abhilfe.
Die gesamte Schaltung wird dadurch aktiviert, daß durch --
Optokoppler galvanisch getrennt -- ein Stromfluß in einem
"vorgelagerten" Abschnitt erkannt wird.
Die Aktivierung wird solange aufrechterhalten, bis der
IR-Besetztmelder keine "Lichtunterbrechung" mehr verzeichnet; alle
4 angeschlossenen Abschnitte also "frei" sind.
Die LED's und Phototransistoren werden an den Gleisen
positioniert.
Wegen der Fahrzeugüberhänge kann diese jedoch nicht neben den
Gleisen erfolgen, sondern es muß von "oben nach unten" erfolgen.
Die LED wird oberhalb des Gleises montiert, der Phototransistor
darunter, zwischen den Gleis-Schwellen.
Ein Einsatzfall ist
hier zu betrachten.
Anmerkung
Die Anzahl 4 kam dadurch Zustande, daß Versuche gezeigt haben,
daß ein DKW / Kreuzung / Dreiwegweiche bei kurzen H0 (Märklin)
Wagen nur dann 100 % überwacht werden kann, wenn 4 IR -
Lichtschranken verwendet werden.
Im Projekt St. Margareten wurde ein Kompromiß gefunden, der
darin besteht, daß Weichen eine IR - Lichtschranke erhalten und
alle anderen zwei.
Der Aufwand würde ansonsten zu groß werden.
Es wird dabei davon ausgegangen, daß es zum einen nicht nur kurze
Wagen im Zugverband gibt und zum anderen bei einer unerwünschten
Abkopplung auch mehrere Wagen stehen bleiben; im "worst case"
szenario kommt es dann allerding zu einem Unfall, da die Weiche /
DKW als frei erkannt wurde.
Spannungsversorgung
Dieses Modul benötigt eine 15 V AC (Trafo-) Spannung. Auf der
Platine wird diese in eine DC Spannung umgewandelt und in der
benötigten Spannungshöhe über einen Spannungsregler stablisiert
zur Verfügung gestellt.
Der max. Strom des Reglers beträgt 1 A DC.
ACHTUNG bei Dauerbetrieb wird
der in den Regler integrierte und herausgeführte Kühlkörper sehr
heiß !!!
Einsatz sowie Ausschluß von Haftung
und sonstigen Ansprüchen
Die folgenden Darstellungen dienen zur Information, wie in
meinem Projekt spezielle Aufgabenstellungen gelöst wurden.
Diese Informationen und Arbeitsergebnisse sollen ausschließlich
private Modelleisenbahner in der Durchführung ihres Hobbies
unterstützen.
Die Schaltungen sind NUR für den Einsatz auf Modelleisenbahnen im
Niederspannungsbereich und für temperierte, trockene Wohnräume
ausgelegt.
Allerdings kann ich keinerlei Gewähr für die
Funktionsfähigkeit in allen Situationen und Einbauvarianten
übernehmen. Ferner kann ich auch keine Haftung übernehmen, die aus
der Verwendung / Einsatz der Ideen bzw. Arbeitsergebnisse
ableitbar sind. Analoges gilt für alle sonstigen möglichen
Ansprüche, die in direktem oder indirektem Zusammenhang mit dem
Betrieb stehen.
Der Nutzer dieser Informationen akzeptiert diesen Ausschluß und
trägt alleine das Risiko einer Verwendung auf seiner
Modelleisenbahn.
Eine Verwendung dieser Ideen bzw. von Arbeitsergebnissen, in
Gänze oder Teilen, ist für jegliche Art von kommerziellen Zwecken
nicht gestattet.
--- weitere
Informationen zur Nutzung von meinen Ideen findet der Leser
hier ---
---
mit der Nutzung werden diese
Regeln automatisch anerkannt ---
IR-Besetztmelder Schaltung
Ein Nachbau ist nur für private Zwecke
gestattet.
Die Schaltung wurde mit dem Programm EAGLE * erstellt. Bei Bedarf
kann die Schaltung privaten Modelleisenbahnern auf Anfrage als
Datei zur Verfügung gestellt werden.
Es wird allerdings eine Lizensierte EAGLE* Version 5.11.oder höher
benötigt.
Schaltung Teil 1
Schaltung Teil 2 -- Erklärungen
Um die Schaltung zu betrachten, bitte das Bild
anklicken
IR-Besetztmelder Platinen-Lay-Out
Ein Nachbau ist nur für private Zwecke
gestattet.
Das LayOut wurde mit dem Programm EAGLE * erstellt. Bei Bedarf
kann das LayOut privaten Modelleisenbahnern auf Anfrage als Datei
zur Verfügung gestellt werden.
Es wird allerdings eine Lizensierte EAGLE* Version 5.11.oder höher
benötigt, wenn Änderungen vorgenommen werden sollen.
Aus dieser Datei lassen sich durch professionelle Anbieter direkt
Platinen (Leiterplatten) fertigen.
Um die Platine zu betrachten, bitte das Bild
anklicken
IR-Besetztmelder
als
einsatzbereites Modul
Bis zu 4 IR Dioden und IR
Transistoren (= 4 Lichtschranken) können angeschlossen
werden.
Für jede IR - Lichtschranke steht ein Ausgang zur Verfügung;
z.B. zum Anschluß eines Besetztmeldereingangs.
Ferner stehen 4 Eingänge zur Verfügung über die die
Überwachungseinheit temporär oder dauerhaft aktiv geschaltet
werden kann.
