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Umsetzung der Planung.

Vom Schaltplan zur fertigen Lichtschranke.

Die Platine ist deutlich kleiner als die der Lichtschranke 1. Insgesamt ist die Schaltung nur noch etwa halb so groß. Statt 9 Bauteilen sind es jetzt zwar 11, doch durch den Verzicht auf das Relais sinken die Kosten spürbar.

Lichtschranke 1 und Lichtschranke 2 im Vergleich

Ich nutze den Umstand, daß der Gleiskörper des C-Gleises nicht leitend ist, um die optischen Bauelemente direkt unter dem Gleis außerhalb der Platine entlangzuführen. Dadurch liegt die Schiene weiterhin sehr flach auf der Trasse.

Die Stromversorgung kann direkt aus dem C-Gleis erfolgen. Ich habe inzwischen festgestellt, daß die Lichtschranke bei einem "Nothalt" den s88-Kontakt auslöst; die Steuerungssoftware darf sich dadurch nicht aus dem Tritt bringen lassen. Alternativ kann die Lichtschranke auch an einen zusätzlichen Lichttrafo angeschlossen werden, was zudem teuren Boosterstrom spart. Diese Variante funktioniert natürlich nur, wenn der zusätzliche Lichttrafo über Masse mit dem Digitalsystem verbunden ist.

Anschluß der Lichtschranke

Der Brückengleichrichter aus vier Dioden hat den angenehmen Nebeneffekt, daß der Kondensator etwas kleiner geworden ist und leichter unter den Gleiskörper paßt. Insbesondere Kondensatoren mit 4mm Durchmesser eignen sich sehr gut. Bei den 5mm-Typen, die ich auch bei meinem unten abgebildeten Prototyp verwendet habe, wird es schon etwas eng.

Prototyp auf Lochrasterplatine

Das Design ist so ausgelegt, daß die Platine komplett unter dem C-Gleis verschwindet. IR-Transistor und IR-Diode können jedoch auch problemlos getrennt von der Lichtschranke eingesetzt werden. Der Nachbau kann auch auf Lochrasterplatinen erfolgen, wie man an meinem "Prototyp" sehen kann. Ich habe mich beim Design strikt an das 2,54-mm-Rastermaß gehalten, das auch bei Fertigplatinen üblich ist.

Eleganter ist natürlich eine geätzte Platine, auch wenn meine etwas unsauber ausgesägt wurde. ;-)

Endprodukt

Die Bauteile gibt es komplett bei extern.gif (1014 Byte) Kessler Electronic (deutlich günstiger als extern.gif (1014 Byte) Conrad). Die Bauteile sind größtenteils Standardelemente, die optischen Halbleiter von extern.gif (1014 Byte) Osram gibt es leider nicht überall. Die folgende Tabelle dient als Übersicht, welche Bauteile benötigt werden. Nicht aufgeführt sind Kabel, Stecker und Platinenmaterial.

Bauteil Bezeichnung Anzahl
pro LS(1)
Preis
für 1 LS(1)
Preis
für 10 LS(1)(2)
D1-D5 Universal-Diode 75 V 100 mA DO35 5 0,10 € 0,97 €
R1 Widerstand 680Ohm 1 0,02€ 0,20 €
R2 Widerstand 120kOhm 1 0,02 € 0,20 €
C Elko 10 µF ø 5x11mm(4)
Elko 22 µF ø 5x11 mm(4)
1 0,04 €
0,04 €
0,40 €
0,40 €
T Transistor npn BC337-40 1 0,04 € 0,40 €
IR-LED Infrarot-Diode IRL80A(3)
Infrarot-Diode IRL81A(3)
1 0,40 €
0,48 €
3,84 €
4,61 €
IR-T Fototransistor LPT80A 1 0,35 € 3,36 €
IRL80A
IRL81A
0,97 €
1,05 €
9,37 €
10,14 €

(1) LS = Lichtschranke, Preise Stand 30.10.2004

(2) Preis incl. Mengenrabatt. Bitte auch beachten, daß Widerstände bei Kessler nur in Vielfachen von 10 abgegeben werden.

(3) Als Infrarotelemente habe ich bisher IRL80A und IRL81A ausprobiert und festgestellt, daß IRL80A offenbar deutlich dunkler leuchtet als IRL81A. Die sichere Erkennung ist bei beiden gewährleistet, sofern R2 mindestens einen Wert von 120kOhm hat. Bei geringeren Werten löst die Lichtschranke mit IRL80A gelegentlich in der Dunkelheit von selbst aus.

(4) Die Kapazitäten der Kondensatoren sind Richtwerte. Es sollten mindestens 10 µF sein - damit habe ich sowohl bei "analogem" als auch bei "digitalem" Betrieb gute Erfahrungen gemacht. Da es sich um einen Glättungskondensator handelt, können hier natürlich auch größere Werte eingesetzt werden. Am wichtigsten ist die Baugröße - die bei Kessler verfügbaren Kondensatoren mit 5mm Durchmesser sind schon fast etwas zu groß, besser wären Kondensatoren mit 4mm Durchmesser. Die gibt's u.a. bei extern.gif (1014 Byte) Reichelt.

Wie auch bei meiner ersten Lichtschranke gilt: Die Werte können variieren, wenn irgendwo abweichende Bauteile verwendet werden. Vor allem R2 hängt vom verwendeten Transistor, von den IR-Elementen und im Extremfall vom Umgebungslicht ab. Wenn die Lichtschranke nicht auslöst, sollte der Wert für R2 verringert werden. Schaltet die Lichtschranke nicht aus, ist R2 zu klein. Wichtig: Bei den Tests darf R2 auf keinen Fall überbrückt werden, dies würde den Tod für IR-T und T bedeuten.

 

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