Modellbahn: Bahnübergangs-Sicherung
Modellbahn: Bahnübergangs-Sicherung
     


Aufgabe

Eine zweigleisige Strecke soll so überwacht werden, daß ein Bahnübergang entsprechend gesichert wird. Die zweigleisige Strecke sieht vor, daß nur in jeweils eine Richtung gefahren wird.

Die Auslösung der BÜ-Sicherung erfolgt über Reflex-Lichtschranken. Angesteuert wird die Blinkschaltung für Andreaskreuze.


Lösung

Zur Auslösung können beliebige Schaltkontakte benutzt werden, da als Eingänge Optokoppler benutzt werden. Für jede Fahrtrichtung stehen also zwei Eingänge (ON und OFF) zur Verfügung, die mit einer geeigneten Spannung (8-12 Volt) belegt werden müssen. Der Ausgang der Relexlichtschranke kann dementsprechend direkt an die Eingänge beschaltet werden.

Hauptproblem dieser Schaltung war die Abschaltung der Blinkanlage, da diese nicht einfach dann erfolgen kann, wenn die zweite Lichtschranke passiert wird, da Länge und Geschwindigkeit des Zuges nicht vorhersehbar sind. Selbst bei einer großzügigen Entfernung von Bahnübergang und zweiter Lichtschranke kann nicht gewährleistet werden, daß bei einem sehr langen Zug die Bahnübergangssicherung erst nach dem Überfahren des letztens Waggons abgeschaltet wird.

Daher darf die Warnblinkanlage erst dann ausgeschaltet werden, wenn der letzte Wagen die zweite Lichtschranke passiert hat. Eine geeignete Monoflop-Schaltung unter Verwendung eines nachtriggerbarem Monoflops macht dies möglich. Die Schaltzeit des ersten Monoflops überbrückt die Abstände der einzelnen Wagen, das zweite Monoflop wertet die negative Flanke des ersten Monoflops aus. Erst der Impuls des zweiten Monoflops setzt das FlipFlop zurück und schaltet somit die Bahnübergangssicherung aus.

In dieser Schaltung ist das Andreaskreuz-Elektronik bereits enthalten, bei Verwendung von Reflexlichtschranken müssen entsprechende Module zusätzlich erstellt werden und an die Optokoppler-Eingänge geschaltet werden.


Funktion

Ein Zug fährt durch die erste Lichtschranke (ON1). Der erste Impuls dieser Lichtschranke setzt das erste FlipFlop (FF1), der Ausgang Q1 schaltet so die Blinkschaltung ein.

Nach dem Bahnübergang befindet sich die zweite Lichtschranke (OFF1). Die Lokomotive schaltet so die zweite Lichtschranke durch, diese pulst ein retriggerbares Monoflop. Wenn der letzte Wagen durch diese Lichtschranke gefahren ist, beginnt die Haltezeit abzulaufen. Nach dieser Zeit (ca. 5 Sekunden) wechselt der Ausgang des Monoflops von High auf Low, dies wiederum bringt ein nachgeschaltetes Monoflop zum Kippen. Dieses zweite Monflop dient lediglich dazu, den Flankenwechsel von High auf Low des ersten Monoflops auszuwerten und setzt dann das FlipFlop FF1 zurück. Erst jetzt wird die Blinkschaltung deaktiviert.

Das Gleis der anderen Fahrtrichtung ist auf gleiche Weise gesichert. Die Ausgänge der beiden FlipFlops FF1 und FF2 sind über Dioden als ODER-Verknüpfung verbunden. Damit ist gewährleistet, daß die Blinkelektronik nur dann ausgeschaltet ist, wenn für beide Fahrtrichtungen die zweite Lichtschranke (OFF1 und OFF2) passiert worden ist.

Funktion


Betriebsspannung

Die Versorgungsspannung sollte 12 Volt Gleichspannung (stabilisiert) betragen.


Bauteile
AnzahlBauteilWertBeschreibung
4ModulReflexlichtschranke 
1MOS-IC4011FlipFlop
4MOS-IC4047Monoflop
2OptokopplerILD 74 
2Elko100µF/16Voltradial
2Elko47µF/16Voltradial
2Folienkondesator220nF 
6Widerstand1K 
7Widerstand15K 
3Widerstand47K 
2Widerstand100K 
2Diode1N4148 
5IC-Fassung14pol. 
2IC-Fassung8pol. 

Schaltbild
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Prototyp
Prototyp

Hinweis

Zum Aufbau von zwei unabhängigen Monoflops kann anstelle von zwei 4047-Schaltkreisen auch das CMOS-IC 4538 verwendet werden.



Letzte Aktualisierung dieser Seite: 29.09.2013, 17:15 Uhr