Aufgabe: Steuern der Schranken von zwei Bahnübergängen (1x 2 Gleise, 1x 1 Gleis) im Modellbau

Beschreibung

SCHRANKEN-1 ist eine mikroprozessorgesteuerte (Taktrate 8 MHz), IR-Lichtschranken-basierte Regelungseinrichtung zur Steuerung von zwei Bahnübergängen (Schranken) mit insgesamt sechs Lichtschranken für drei Gleisabschnitte. Die Schrankensteuerung kommt auf einer Modelleisenbahn zum Einsatz. Ausgangsseitig wird neben den zwei Schranken auch jeweils ein Blinksignal je Bahnübergang ausgegeben. Alle Ausgänge sind belastbare Relaisausgänge.
Die Schaltung verfügt über sechs Analogkanäle für IR-Reflexlichtschranken. 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; die Schaltung arbeitet daher ähnlich wie ein "Rundfunktuner". Ähnliche Schaltungen finden sich viele im Internet. Diese ist der hier veröffentlichten nachempfunden. Diese Schaltung ergibt sich eine hohe Störimmunität.
Um Wechselwirkungen mit anderen Leuchtmitteln oder Lichtschranken zu vermeiden, kann die Frequenz jedes Analogkanales über einen Trimmer verändert werden. LEDs zeigen den Status jedes Kanals an. Auch die Empfindlichkeit kann über einen Trimmer verändert und somit den individuellen Bedürfnissen angepasst werden.

Die Lichtschranken

Die Reflexlichtschranken vom Typ Everlight ELI TR 9904 arbeiten mit einer Wellenlänge von 940 nm und damit im unsichtbaren Bereich (Infrarot). Sie können neben oder unter dem Gleis montiert werden. Bei optimaler Einstellung kann bei gut reflektierender Bestrahlungsfläche (z.B. weißes Papier) ein Auslösen der Schaltung ab 4 cm erreicht werden. Bei Flächen mit hoher Lichtabsorption (z.B. dunkle, matte Oberflächen) muss mit weniger Abstand gearbeitet werden. Sind zwei Lichtschranken gegenüber angeordnet und strahlen sich gegenseitig an, muss evtl. durch geeignete Einstellung unterschiedlicher Frequenzen eine gegenseitige Beeinflussung unterbunden werden.
Der Aufbau erfolgt mittels Bauteilen der Durchsteck- und SMD-Technik gestattet optimale Ausnutzung der Platzverhältnisse.

Debug-Schnittstelle

Für Service- und Erweiterungszwecke stehen eine ISP-Schnittstelle (ATMEL-Standard 6-polig) und eine RS232-Schnittstelle zur Verfügung. Etwaige Softwareupdates können damit problemlos ins System eingespielt und werden. Die RS232-Schnittstelle kann in Verbindung mit dem Interface „E134 ATMEL®-RS232-Interface“ für Debugzwecke oder Erweiterungen eingesetzt werden. Die Schnittstelle arbeitet PC-seitig mit der Konfiguration 38.400 baud, 8 Datenbits, N-Parity (keine Parität), 1 Stoppbit, keine Flusssteuerung.

Dokumentation

Das Programm wurde in BASCOM geschrieben und steht sowohl im Quellcode, als auch in kompilierter Form zur Verfügung. Der Quellcode ist gut kommentiert, sodass individuelle Änderungen relativ einfach vollzogen werden können.  Folgende Dokumente können durch Klick aufgerufen werden:

• Ausführliche Beschreibung
• Schaltpläne
• Layout Hauptplatine
• Layout Sensorplatine
• Stückliste
• Software V1.0 (Bascom *.bas und Hex)

Rechtliche Hinweise: Der Nachbau ist nur für nicht-kommerzielle Zwecke gestattet. Sämtliche Urheberrechte sind zu wahren. CE- und WEEE-Symbol dienen nur der Illustration und dürfen nicht aufgebracht werden, wenn die Bedingungen für ihre Nutzung nicht erfüllt sind. ATMEGA ist ein eingetragenes Warenzeichen der Atmel Corporation, USA.