Fahrtrichtungsdetektor

Manche Steuerungsufgaben (Signalsteuerung, Schliessen eines Bahnübregangs, etc.) sind fahrtrichtungsabhängig. Dafür habe ich einen Fahrtrichtungsdetektor entwickelt. Die vorliegende Version funktioniert mit und ohne galvanische Trennung der Fahrspannung zur 12V-Speisung, d.h. eigentlich immer :-)

Funktionsweise

Wenn am Fahrregler "Fahrtrichtung rechts" eingestellt ist, liegt an der Nord-Schiene (hinten) Minus; an der Süd-Schiene (vorn) Plus. Dadurch wird einer der beiden Optokoppler aktiv und dessen Ausgang leitet einen Strom durch. Der Strom wird mit einem Widerstand in eine Spannung umgewandelt. Diese wird mit einem OP abgegriffen und geglättet und als Fahrtrichtungssignal zur Verfügung gestellt. Eine Kontroll-LED pro Fahrtrichtung zeigt die Funktion optisch an.

Die andere Fahrtrichtung ist gleich aufgebaut, nur dass die beiden Optokoppler gegengleich angeordnet sind.

Die Verwendung der Optokoppler bringt einige willkommene Vorteile:

• Fahrspannung und Messschaltung sind galvansich getrennt, daher Betrieb mit beliebigen analogen Fahrgeräten möglich

• Die Schwellspannung der Optokoppler (ca. 0.7V) ist genügend gross, damit die Schaltung bei "Dreck" auf dem Kabel nicht anspricht

• Die Schwellspannung ist gleichzeitig klein genug, damit die Schaltung reagiert, lange bevor die Loks etwas merken

• Die gegengleich angeordneten Optokoppler ermitteln auch gleich die Fahrtrichtung; keine weiteren Kunstgriffe erforderlich

Der Fahrtrichtungsdetektor liefert bereits ab ca. 0.7V Gleisspannung ein Fahrtrichtungssignal, also lange bevor die Fahrzeuge anfahren. Und dies auch beim Betrieb mit PWM.

Spezifikationen

Speisung = 12VDC
Ausgang = 12V *) bei Fahrspannung ca. 1 ... 20Vpeak:
FRR = 12V wenn FahrtRichtung Rechts
FRL = 12V wenn FahrtRichtung Links
Grüne Kontroll-LED leuchtet bei entsprechender Fahrtrichtung

*) Hinweis: Bei niederen Spannungen im Gleis kann das FRR/FRL-Ausgangssignal eine gepulste Gleichspannung sein (Rechtecksignal) anstatt einer sauberen Gleichspannung. Die Kontroll-LED (und allenfalls angeschlossene Lichtsignallampen) leuchten trotzdem. Falls die roten Haltlampen jedoch mit einem "NICHT-FRR" bzw. "NICHT-FRL" Signal angeschaltet werden, muss dieses mit einem Kondensator geglättet werden. Sonst leuchten die rote und die grüne Lampe gleichzeitig...

Nachbau

Der Nachbau des Reflexlichttasters ist einfach. Die wenigen Bauteile lassen sich auf einer Lochrasterplatine aufbauen. Hier ist das Schaltschema und das Layout für eine Lochrasterplatine. Die Unterbrüche auf den Leiterbahnen sind schraffiert markiert.

Materialliste

Alle Artikelnummern sind von Distrelec. Stückzahlen gemäss Schema.

81 10 44	C1,C2	Kondensator 10uF 16V
60 30 16	D1,D2	Diode 1N4148
25 15 72	LED1,LED2	LED grün, 7mA
63 17 86	OK1-2	Optokoppler 2-Kanal ILD 621 GB
64 07 32	OP1-4	Quad OP LM 324
70 00 25	R1	Widerstand 1k
70 00 41	R2,R3	Widerstand 22k
70 00 37	R4,R5	Widerstand 10k
70 00 49	R6	Widerstand 100k
70 00 33	R7,R8	Widerstand 4.7k
70 00 27	R9,R10	Widerstand 1.5k
45 00 89		Laborkarte mit Leiterbahnen
45 02 00		Lötstützpunkte

Hinweis: Der FR-Detektor funktioniert nur im Analogbetrieb. (Im Digitalbetrieb kann die Fahrtrichtung systembedingt nicht aus der Gleisspannung ermittelt werden.)

Änderungsgeschichte
15.06.2006 Schaltung geändert auf Optokoppler ILD621GB.

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