Forum

Hallo Elkofreunde,

benötige etwas Schaltungshilfe.


Signalanlage für einen Bahnübergang
eine Schaltung zur automatischen Ein- und Ausschaltung der Bahnübergangs-Wechselblinksignalanlage sowie das schließen und öffnen der Schranke.

Zusammengefasst :
Die zwei Lichtschranken werden im genügendem Abstand vor bzw. hinter dem Übergang aufgestellt. Diese stellen fest ob ein Zug auf den Übergang zufährt , dann schließt die Schaltung ( Relais 1 ) die Schranken und wann der letzte Wagen vorbei ist werden die Schranken ( Relais 2 ) geöffnet.
Damit die Schaltung unabhängig reagiert von welcher Seite der Zug die Lichtschranke passiert ist am Schaltungseingang eine ODER - Funktion vorgesehen.
Wenn der Zug den einen ODER den anderen Fototransistor verdunkelt , muß die Schranke unten sein. Während dieser zeit liegt eine Spannung hinter dem ODER- GLIED. Mit dieser Spannung könnte man eine Schranke steuern. Einige Schranken reaqieren auf Spannungsstöße, daher werden der Anfang und das Ende der ODER-Spannung bei A von zwei Monoflops jeweils in kurze Impulse gewandelt….
Bei jedem Impuls schließt sich der entsprechende Relaiskontakt. Damit gelangt die Schrankenversorgungsspannung kurzzeitig an die Steueranschlüsse des Modells.
Der untere Block MMV3 und MMV4 läßt die Leuchtdioden abwechselnd blinken, wenn die Schranke unten ist
Wird der Lichtstrahl zuerst 1 oder 2 unterbrochen soll das Relais 1 kurz anziehen und das Blinklicht angehen und an bleiben.
Wird der Lichtstrahl 2 oder 1 bei der Durchfahrt unterbrochen, soll das Relais 2 kurz anziehen und das Blinklicht ausgehen und die Schranke öffnet .
Das funktioniert auch, wenn die Lichtschranken in umgekehrter Reihenfolge befahren werden. …………………………………………………………….
Soweit ist die Schaltung in Ordnung, aber dennoch ist sie mit einem Fehlverhalten der Relais und dem Blinkmodus behaftet.
Wird der Lichtstrahl der Lichtschranke 1 oder 2 unterbrochen , schalten beide Relais gleichzeitig und das Blinklicht blinkt wenn der Lichtstrahl unterbrochen wird und geht aus wenn die Lichtschranke ( Fototransistor ) wieder beleuchtet wird. Auch ist der Blinkrythmus zu langsam.
Das ist so nicht richtig !!! ……………………….
Die Schaltung ist auf einer Lochrasterstreifenplatine aufgebaut und mehrfach auf richtige Pinverbindungen geprüft. Es gibt auch keine Lötbrücken. Die Kondensatoren sitzen richtig rum . Auch wurden mehrere ICs 4528 eingesetzt. Die Spannung beträgt 12 Volt. Die Kollektorspannung von den Fototransistoren ist bei Beleuchtung fast 0 V.

Frage an die Fachkundigen:
Was ist hier falsch oder welche Anschlüsse müssen geändert werden.????
Lothar

» Hallo Elkofreunde,
»
» benötige etwas Schaltungshilfe.
»
»
» hier der Schaltplan .

Lothar

Du hast 10µF und 68khm an den Triggereingängen. Wahrscheinlich um die Lücken zwischen den Wagons zu überbrücken. Ich gehe mal davon aus, dass die Triggereingänge Keine Schmitttriggereingänge sind.

Deine Relais betreibst du nur mit 6V. Wenn es 12V Relais sind müssen diese in den Kollektorkreis geschaltet werden.

Um die Blinkerei habe ich mir jetzt keine Gedanken gemacht.

Zuerst etwas zum 4528-Dual-Monoflop. Der soll gar nicht mehr produziert werden, obwohl es gibt ihn noch bei Farnell, nicht jedoch bei Distrelec. Empfohlen wird der 4538, der eine Nachfolgeentwicklung mit besseren Qualitäten ist. Man kann ihn brauchen zwischen 1 µs bis weit in de sec- oder min-Bereich. Weiss jetzt nicht so genau...

» Um die Blinkerei habe ich mir jetzt keine Gedanken gemacht.

Die ist mir kurz aufgefallen und ueberlegte mir, ob es vielleicht mit einem CMOS-555, also LMC- oder TLC555 nicht viel einfacher wäre, weil die frequenzbestimmenden Bauteile beider kreuzgekoppelter Monoflops zeigen, dass es ein zeitsymmetrisches Rechtecksignal dT=0.5 sein soll. Beim TLC/LMC555 geht das mit nur einem R und einem C:

"555-CMOS: 50%-Duty-Cycle-Generator"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ast555.htm

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Du hast 10µF und 68khm an den Triggereingängen. Wahrscheinlich um
» die Lücken zwischen den Wagons zu überbrücken. Ich gehe mal davon aus,
» dass die Triggereingänge Keine Schmitttriggereingänge sind.
»
» Deine Relais betreibst du nur mit 6V. Wenn es 12V Relais sind müssen diese
» in den Kollektorkreis geschaltet werden.
»
» Um die Blinkerei habe ich mir jetzt keine Gedanken gemacht.

----------------------------------------------------------

Hallo Olit,

diese Schaltung ist mir so gegeben.
für die Lücken wird die Lichtschranke versetzt eingebaut.
Ja, an der Basis von T3 und T4 liegen beim durchschalten ca. 7 Volt an.) Relais schalten aber einwandfrei )
Es macht kein Problem diese gegen 6 Volt zu ersetzen.
Die MMV 3 und 4 kann ich auch weg lassen. Dafür hätte ich ein anderes Blinkmodul.

Mich stört oder es ärgert mich, das beim durchfahren der Lichtschranken beide Relais anziehen und gemeinsam abfallen.

Was mir aufgefallen ist... wird einer oder beide Lichtstrahlen unterbrochen schalten beide Relais ein und gleich aus aber die Blinkabteilung blinkt.

Den 4528 kann man noch zu genüge kaufen.
Kann man den 4538 genauso aufbauen ....
oder ist der 4538 nicht sowas ähnliches wie ein Zeitbaustein....

Eine Zeitschaltung ist für eine Bahnschranke nicht optimal, bleibt mal ein Waggon in dem Abschnitt stehen oder ein Zug fährt zu langsam, ist die Zeit abgelaufen und die Schranken öffnen sich.

Lothar

Hi Lothar,

Hier hast mal einen Schaltungsvorschlag:



Im Kern besteht die Schaltung aus dem Sensor-Start_Stop_Oszillator,
aus einem retriggerbaren Monoflop, zwei nicht retriggerbare Monos, und der Blinkischaltung.

Zuerst mal:... ich habe alles in TTL simuliert.. war für einen Realaufbau zu faul
Aber die ganze Schaltung ist für die CMOS 4000er gedacht.
D.h. nimm die entsprechenden Teile Gates dafür.

Mono = 4538
NAND = 4011
OR = 4071
Der 4538 hat einen /RESET - kommt auf VDD zum Deaktivieren; oder mach einen PWR-On Reset.

Sensor-Start-Stop:

Der Schalter in der Simu macht den Transi vom Optokoppler.

ist der Transi zu, d.h. die Lichtschranke durchleuchtend,
dann ist ver_ODERt LOW und der Ozillator steht.
Geht nun einer der beiden Schalter auf, wird der Oszillator gestartet,
der dann das retriggerbare Mono (A3) aktiviert.
Solange der Oszillator läuft, bleibt das Mono retriggert - sein Q auf HIGH.
Den Oszillator habe ich eingefügt, damit das Takten durch die Waggon-abstände weggefiltert werden.
Dieses Mono (A3) hat genügend Zeit bis es sich zeitlich zurücksetzt.
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass auch der letzte Wagen die zweite Lichtschranke passieren kann.
Weil ja während der Schankenpassage es sein kann dass BEIDE Lichtschranken aktiv sein können,
bleibt die Schranke und das Blinki die ganze Zeit aktiv.
So lange bis die LETZTE Lichtschranke wieder zu ist.
Die Richtung ist dabei egal - ist innerhalb dieser Zone.
Ist wider Erwarten innerhalb der Schrankenzone ein Zugstillstand, und zufällig BEIDE L-Schranken durchscheindend, dann einfach ein mehrfach-ODER mit zusätzlichen Lichtschranken montieren.
Kann ja schon mal vorkommen, dass statt einem ganzen Zug nur
die Lok durchfährt,,, und zufällig mitten drinnen stecken bleibt.
"Streckenabsicherung" nennt sich sowas.

Das Mehrfachtriggern der nachfolgenden Mono ist damit auch weg.
Weil das A3 immer durch den Takt stabil gehalten wird.
Du musst dann halt genügend Zeit beim Abfallen geben.

Die Monoflops:
Ist A3 aktiv, dann ist dessen Ausgang Q auf HIGH und triggert nun das high-triggerbare nicht-retriggerbare Mono A1.
Das macht einen kurzen Impuls für deine Schrankenschaltung.
Gleichzeitig wird der 555er als astabiler MV gestartet.
Der blinkt nun die LEDs abwechselnd.
Du kannst wie in deiner Schaltung jeweils im Pegel-Zweig zwei rote LEDs in Serie schalten.
Das geht sich auch bei 5V Versorgung aus.
(ca 1,8V x 2) dem entsprechend halt den R_Led nachdimensionieren.
Das Mono A2 noch in Vorbereitung inaktiv.

Abfall der Aktionen:
Nun, sind dann alle Wagen weg, d.h. sind nun wieder alle Lichtschranken durchscheinend,
fällt dann das Mono A3 nach seiner Timerzeit wieder in Ruhestellung zurück. W wird high.

Dabei triggert es das Mono A2 welches ihren Impuls absetzt,
für deine Schrankenschaltung zum Öffnen.
Gleichzeitig wird der Blinker wieder gestoppt; durch Reset auf LOW.
Nach Abfallen des Mono A2 ist die ganze Schaltung wieder in Ruhestellung.

Blinki-Schaltung:

Hier habe ich es mal mit dem 555er gemacht, weil der schön
als Wechselblinker arbeiten kann.
Für die LEDs anzusteuern, dann nimm doch den NE555 weil der kann 200mA rauf und runter treiben.
Nimmst den CMOS555er brauchst Treibertransis.

So, nach dieser Tüftelei kommt ja noch das Abschalten der roten Signallampen auf grün für die Strassenfreigabe.
Diese Schaltung habe ich hier noch nicht gemacht.
Wäre das nächste.
Baust diese grünen LEDs dazu, dann nimm am Besten Dual-Farben_LEDs.
Spart ein Häubchen.

- Die Schaltung zwischen rot und grün, geht dann in Form eines Umschalters -- 4066er Logikschalter an den Versorgungen der LEDs.
Der eine Strang (rot) bei aktiv ein, oder aus bei inaktiv (grün ein ohne blinken).
--- MOSFET-Umschalter wäre die Lösung.

Zeiten:
Die Ablaufzeiten habe ich hier mal recht kurz gehalten, nach Gefühl im Zählen.
Die musst halt entsprechend deinen örtlichen Gegebenheiten anpassen.
---> Monozeiten eher den Kondi ändern. du kannst R und C ändern bis in die Sekundenzeiten. Datenblatt.
Wobei der Oszillator recht schnell bleiben kann, sollte,
damit das Flackern weggefiltert wird.
Musst halt probieren.
Wichtig dabei, dass das Mono A3 nicht zwischendurch abfällt, muss es getaktet retriggert werden.
So ergibt sich feiner Weise eine Mehrfachfunktion. - Oszil_Monoflop.

Detto die LED Umschaltung - Leuchtzeiten.
--- Den 555er kannst noch mit ein bis zwei Dioden (1N4148) auf 50/50 Schaltzeiten zwingen.
Thomas hat dir den Link zum Timer gepostet.
Dort in den Minikursen ist diese Schaltung zu finden.

Aufbau:
Du kannst alles sicher mit den großen IC-Blöcken machen.
Oder aber auch in SMD in Single Gate-Versionen.
Auf der 74er Serie sind die Teile auch zu finden. detto in CMOS.
Halt mit 5V, 3V falls du Lust zum Spielen hast.
Meine Empfehlung ist halt, so wenig Print-mm² als nur notwendig.

Viel Spass
Grüße
Gerald
----

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» » Du hast 10µF und 68khm an den Triggereingängen. Wahrscheinlich
» um
» » die Lücken zwischen den Wagons zu überbrücken. Ich gehe mal davon aus,
» » dass die Triggereingänge Keine Schmitttriggereingänge sind.
» »
» » Deine Relais betreibst du nur mit 6V. Wenn es 12V Relais sind müssen
» diese
» » in den Kollektorkreis geschaltet werden.
» »
» » Um die Blinkerei habe ich mir jetzt keine Gedanken gemacht.
»
» ----------------------------------------------------------
»
» Hallo Olit,
»
» diese Schaltung ist mir so gegeben.
» für die Lücken wird die Lichtschranke versetzt eingebaut.
» Ja, an der Basis von T3 und T4 liegen beim durchschalten ca. 7 Volt an.)
» Relais schalten aber einwandfrei )
» Es macht kein Problem diese gegen 6 Volt zu ersetzen.
» Die MMV 3 und 4 kann ich auch weg lassen. Dafür hätte ich ein anderes
» Blinkmodul.
»
» Mich stört oder es ärgert mich, das beim durchfahren der Lichtschranken
» beide Relais anziehen und gemeinsam abfallen.
»
» Was mir aufgefallen ist... wird einer oder beide Lichtstrahlen
» unterbrochen schalten beide Relais ein und gleich aus aber die
» Blinkabteilung blinkt.

Um dem 4528 steile Triggerflanken zu liefern, kannst du mal einen 555 dazwischen schalten.
Schranke AUF und ZU ist dann vertauscht. Eben so der Blinkeranstoß über den Kondensator.
Die gestrichelte Leitung geht dann nicht an MMV1 Pin 6 sondern an MMV2 Pin 10


»
» Den 4528 kann man noch zu genüge kaufen.
» Kann man den 4538 genauso aufbauen ....
» oder ist der 4538 nicht sowas ähnliches wie ein Zeitbaustein....

Der 4538 ist der Nachfolge Typ. Sie sind austauschbar.
»
» Eine Zeitschaltung ist für eine Bahnschranke nicht optimal, bleibt mal ein
» Waggon in dem Abschnitt stehen oder ein Zug fährt zu langsam, ist die Zeit
» abgelaufen und die Schranken öffnen sich.

Gerald machte ja den Vorschlag mehr als zwei Lichtstrahlen zu installieren.

» »
» » ----------------------------------------------------------
» »
»
» »
» » Mich stört oder es ärgert mich, das beim durchfahren der Lichtschranken
» » beide Relais anziehen und gemeinsam abfallen.
» »
» » Was mir aufgefallen ist... wird einer oder beide Lichtstrahlen
» » unterbrochen schalten beide Relais ein und gleich aus aber die
» » Blinkabteilung blinkt.
»
» Um dem 4528 steile Triggerflanken zu liefern, kannst du mal einen 555
» dazwischen schalten.
»
»
» »
» » Den 4528 kann man noch zu genüge kaufen.
» » Kann man den 4538 genauso aufbauen ....
» » oder ist der 4538 nicht sowas ähnliches wie ein Zeitbaustein....
»
» Der 4538 ist der Nachfolge Typ. Sie sind austauschbar.
» »
» » Eine Zeitschaltung ist für eine Bahnschranke nicht optimal, bleibt mal
» ein
» » Waggon in dem Abschnitt stehen oder ein Zug fährt zu langsam, ist die
» Zeit
» » abgelaufen und die Schranken öffnen sich.
»
» Gerald machte ja den Vorschlag mehr als zwei Lichtstrahlen zu
» installieren.


Hallo oti,

danke,

mehr Lichtschranken zu Installieren hatte ich auch schon überlegt,, die sollten dann auf die Höhe der eingezeichneten Pfeile . Nur mit dem zusätzlichen Anschließen habe ich noch meine Probleme.

Lothar

»
» Hallo oti,
»
» danke,
»
» mehr Lichtschranken zu Installieren hatte ich auch schon überlegt,, die
» sollten dann auf die Höhe der eingezeichneten Pfeile . Nur mit dem
» zusätzlichen Anschließen habe ich noch meine Probleme.
»
» Lothar

Nachtrag
Mehr Lichtschranken ist OK, lösen aber bestimmt nicht das Problem das die beiden Relais immer gleichzeitig Arbeiten
( anziehen und abfallen )
mit dem NE555 werde ich mal versuchen.

Lothar

»
» mehr Lichtschranken zu Installieren hatte ich auch schon überlegt,, die
» sollten dann auf die Höhe der eingezeichneten Pfeile . Nur mit dem
» zusätzlichen Anschließen habe ich noch meine Probleme.
»
Wieso schläfst du nicht!
Genauso wie die beiden mit dem Widerstand und der Diode.

Mit der großen Hysterese des 555, von einem Drittel der Betriebsspannung, wird auch das 100Hz Flimmern des Raumlichtes ausgefiltert. Dieses Flimmern kann auch zu Doppelimpulsen führen.

» »
» » mehr Lichtschranken zu Installieren hatte ich auch schon überlegt,, die
» » sollten dann auf die Höhe der eingezeichneten Pfeile . Nur mit dem
» » zusätzlichen Anschließen habe ich noch meine Probleme.
» »
» Wieso schläfst du nicht!
» Genauso wie die beiden mit dem Widerstand und der Diode.
»
» Mit der großen Hysterese des 555, von einem Drittel der Betriebsspannung,
» wird auch das 100Hz Flimmern des Raumlichtes ausgefiltert. Dieses Flimmern
» kann auch zu Doppelimpulsen führen.

Hallo Oti

bin ein Nachtmensch,

nee , arbeite noch an der Schaltung .

Die Lichtschranken sind im dunklen Bereich da kommt kein
Lampenlicht hin.

Lothar

Deine Generatoridee ist natürlich eine sichere Methode und unterdrückt auch den Flimmereffekt der Raumbeleuchtung. Aber vielleicht bekommt er es auch schon mit dem 555 zur Flankenversteilerung und 100hz Unterdrückung hin.

edit
Ah! Jetzt verstehe ich, warum die den 10µF Elko parallel zum 68k Ohm Widerstand haben!
Damit werden die 100Hz platt gemacht. Allerdings auch die Flanken.

» Hallo Oti
»
» bin ein Nachtmensch,
»
» nee , arbeite noch an der Schaltung .
»
» Die Lichtschranken sind im dunklen Bereich da kommt kein
» Lampenlicht hin.
»
Stimmt! Du arbeitest ja Nachts.
Unterdessen ist mir aber klar geworden, dass der 10µ Elko parallel zum 68kOhm Widerstand die 100Hz aussieben soll.

» Deine Generatoridee ist natürlich eine sichere Methode und unterdrückt auch
» den Flimmereffekt der Raumbeleuchtung. Aber vielleicht bekommt er es auch
» schon mit dem 555 zur Flankenversteilerung und 100hz Unterdrückung hin.
»
» edit
» Ah! Jetzt verstehe ich, warum die den 10µF Elko parallel zum 68k Ohm
» Widerstand haben!
» Damit werden die 100Hz platt gemacht. Allerdings auch die Flanken.
»

--
Genau, das war sein Gedanke mit dem Elko.
Den R braucht er, damit er wieder vernünftig entladen wird.

Mit dem Oszillator arbeitet es sicherer.
Einen 555er statt dessen zu nehmen geht auch, indem er einen astabilen baut und mit dem Reset diesen freigibt bzw. stoppt.

Hauptsache ist, dass das retriggerbare Monoflop sicher zum Retriggern getaktet wird.
Das Flackern der vorbeifahrenden Wagen wird dabei sicher weggefiltert.
Dessen Frequenz ändert sich ja u.U.,
zB. wenn die langsamer-schneller werden oder lange bzw. kurze Wagen angehängt sind.
Das Umgebungslicht -- deine angesprochenen 100Hz wegfiltern ist auch mit drinnen, wobei es hier eher als guten "Nebeneffekt" ansehe.
Ich habe dahingehend nicht dimensioniert. --

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» »
» » Hallo oti,
» »
» » danke,
» »
» » mehr Lichtschranken zu Installieren hatte ich auch schon überlegt,, die
» » sollten dann auf die Höhe der eingezeichneten Pfeile . Nur mit dem
» » zusätzlichen Anschließen habe ich noch meine Probleme.
» »
» » Lothar
»
» Nachtrag
» Mehr Lichtschranken ist OK, lösen aber bestimmt nicht das Problem das die
» beiden Relais immer gleichzeitig Arbeiten
» ( anziehen und abfallen )
» mit dem NE555 werde ich mal versuchen.
»
» Lothar

Das gleichzeitige Anziehen passiert nciht, wenn du meinen Vorschlag mual durchblickst.

Das kann -- ok, maximal passieren beim Strom Aufdrehen, Abdrehen.
Daeshalb brauchen die Monos am Reset Eingang ein R-C Glied als 'Power-On' Reset.

In meiner Schaltung habe ich das zwar nciht eingebaut, aber darauf hingewiesen.

-- Dein echtes Problem in deiner Schaltung ist -- du triggerst das LED-Blinki dynamisch - durch Kondi gekoppelt.
Dadurch wird JEDE Spitze übertragen, auch ein Schaltknax von einer Neonlampe, mal übertrieben gesprochen.

TIP:
Bei (Zeit-)Folge- bzw. Ablaufschaltungen KEINE dynamische Verküpfung machen.
Das macht asynchron und komplizierter.
Daduch wird die Schaltung "fehlerhaft".
Nein, nicht fehlerhaft, sondern macht echt was sie soll.
-- Jedes Modul verhält sich wie es angestoßen wird. --- irgendwie.
Daher eine harte Verdrahtung, bzw. harte Verknüpfung machen, wenn du eine logische Abfolge machen willst.

Logik ist immer eine fest verankerte Abfolge.
"wenn -> dann", "weil --> dann" ... müssen nicht
vorhersehbare Ereignisse sicher ausgeschlossen werden.

So gesehen verwende ich einen 555er eher nicht gerne.
Weil das verleitet zu solchen Entwicklungsfehlern.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» -- Dein echtes Problem in deiner Schaltung ist -- du triggerst das
» LED-Blinki dynamisch - durch Kondi gekoppelt.
» Dadurch wird JEDE Spitze übertragen, auch ein Schaltknax von einer
» Neonlampe, mal übertrieben gesprochen.
»
Das Anstoßen der Blinkschaltung über den Kondensator funktioniert ja.
Das hat mit seinem Problem nichts zu tun.