Modellbahn: Infrarot-Reflexlichtschranke
Modellbahn: Infrarot-Reflexlichtschranke
     


Aufgabe

Ein vorbeifahrender Zug soll ein elektronisches Signal erzeugen, um beliebige Anwendungen (z.B. autom. Einschalten von Bahnübergang-Warnblinkern) anzusteuern. Die Abtastung soll berührungslos über eine unauffällige Lichtschranke erfolgen, die möglichst unempfindlich gegen Fremdlicht sein soll.


Lösung

Mit dieser Schaltung ist es möglich, Infrarot-Lichtschranken weitesgehend ohne Fremdlichtbeeinflussung zu betreiben.

Problem bei Lichtschranken allgemein ist es, daß Fremdlicht die Auswertung von Lichtschranken (Unterbrechungs- und Reflexlichtschranken) erschwert oder gar unmöglich macht.

Diese Anleitung beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise einer kleinen unkomplizierten elektronischen Schaltung, mit der dieses Problem weitesgehend umgangen werden kann.

Entworfen wurde diese Schaltung, um eine sichere Auswertung für Modelleisenbahnen zu verwirklichen, sie kann aber auch für andere Anwendungsgebiete genutzt werden. Die Schaltung selbst ist für den Aufbau einer Reflexlichtschranke mit dem Reflexkoppler CNY70 konzipiert worden.


Funktion

Das Prinzip der Schaltung beruht darauf, daß IR-Licht mit einer bestimmten Frequenz ausgestrahlt wird und nur Licht mit genau dieser Frequenz auch ausgewertet wird. Dies wird mit einem Tondekoder LM 567 realisiert, der sich hervorragend für diese Aufgabe eignet. Die Schaltung arbeitet daher ähnlich wie ein "Rundfunktuner".

Problematisch wird es nur, wenn Fremdlicht mit einer Frequenz von 50 Hz stört und die eigene Frequenz des Tuners ein Vielfaches dieser 50 Hz beträgt. Daher kann die Eigenfrequenz über einen Trimmer verändert werden. Zur Kontrolle ist daher eine LED in den Schaltplan integriert worden. Bei deaktivierter Sende-LED sollte daher diese LED nicht leuchten, wenn der Fototransistor mit Fremdlicht bestrahlt wird.


Abgleich der Empfindlichkeit

Die Empfindlichkeit kann über einen verstellbaren Widerstand (Kollektoranschluß des CNY70) verändert werden.

Bei optimaler Einstellung kann bei gut reflektierender Bestrahlungsfläche (z.B. weißes Papier) ein Auslösen der Schaltung ab 4cm erreicht werden. Bei Flächen mit hoher Lichtabsorption (z.B. dunkle, matte Oberflächen) muß mit weniger Abstand gearbeitet werden.

Wird der CNY70 in eine Schiene integriert, so daß er sich zwischen den Schwellen bzw. Profilen befindet, so kann durch Bekleben des Fahrzeugbodens mit Aluminiumfolie eine optimale Auslösesicherheit erzielt werden.


Betriebsspannung

Die Versorgungsspannung sollte 5 bis 8 Volt Gleichspannung (stabilisiert) betragen.
Stromaufnahme bei 8 Volt: 30mA (Kontroll-LED aus), 40mA (Kontroll-LED an)


Anschluß eines weiteren Reflexkopplers

Ein zweiter CNY70 kann an diese Schaltung angeschlossen werden. Dabei sind Kollektor und Emitter einfach parallel zu schalten, ebenfalls zusammengeschlossen werden beide Kathodenanschlüsse. Die Anode der IR-LED wird über einen zusätzlichen 220-Ohm-Widerstand mi dem Kollektor des BC558B verbunden. Beide Reflexkoppler arbeiten nun parallel.


Bauteile
AnzahlBauteilWertBeschreibung
1IC-Fassung8 polig 
1ICLM 567 oder DBL 567 
1LEDTyp beliebigzur Kontrolle
1Widerstand1 kOhm, 125mW 
1Widerstand220 Ohm, 125mW 
1Widerstand33 kOhm, 125mW 
2Widerstand4,7 kOhm, 125mW 
1Folienkondensator33nF 
1Folienkondensator100nF 
2Elko1µF, 16Vradial
2Trimmer25 kOhmstehend
1pnp-TransistorBC558B 
1ReflexkopplerCNY70 
1Elko100µF, 16VSpannungsstabilisierung und Entkopplung

Schaltbild
Reflex-Lichtschranke

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Prototyp
Prototyp


Letzte Aktualisierung dieser Seite: 13.07.2008, 08:40 Uhr