Lichtschranke für Modellbahn in Analogtechnik

Wofür kann man die brauchen ?

Klar, zur Steuerung von Abläufen auf der Modellbahn. Eine Lichtschranke kann da zum Einsatz kommen, wo man sie nicht sieht (z.B. im Tunnel) oder wo man sie irgendwie verstecken/kaschieren kann.

Der Vorteil gegenüber einem Sensor, wie ich ihn hier beschreibe, ist das Ansprechen auf der ganzen Länge einer Lokomotive oder eines Waggons.

Die hier beschriebene Ausführung ist analog aufgebaut, so dass man sich nicht mit Digitaltechnik, Microcontroller, Programmieren und so'nem Kram "herumschlagen" muss.

Aufbau

Das Bild zeigt den gabelförmigen Aufbau auf Lochstreifenplatte. Die IR-Sendediode sitzt rechts auf einem senkrecht angeklebten Platinenstreifen. Die Photodiode als Empfänger steht links auf gleicher Höhe gegenüber. Ihre Anschlussdrähte werden dazu ensprechend lang gelassen, ein Beinchen bekommt einen isolierenden Überzug (dünner Schrumpschlauch oder Stück Isolation einer Drahtader). Nach dem Einlöten (auf die Leiterbahnenseite) kann zur Versteifung noch ein Schrumpfschlauch, der auch noch die Unterkannte der Diode umschließt, übergezogen werden.

Was Ihr hier seht, ist die Ausführung für Spur N. Die lichte Weite zwischen Sender und Empfänger beträgt 21 mm, die Höhe der Lichtstrecke über der Platinenoberkante 28 mm. Angepasste Längen und Abstände für andere Spurweiten sollten kein Problem sein. Falls Ihr die unten gezeigte Montageart wählt, müsst Ihr die Dicke Eurer Modellbahnplatte plus Klebedicke einberechnen.

Senderdiode und Photodiode werden von unten durch die Platte gesteckt und ...

die Platine wird auf der Unterseite mit etwas Schmelzkleber fixiert.

Schaltung

Die Schaltung treibt ein Relais, das den nötigen Strom und die Potentialtrennung liefert, um damit übliche Weichenantriebe zu schalten. Der 1 μF Elko sorgt dafür, dass bei Unterbrechung der Lichtstrecke nur ein kurzer Schaltimpuls erfolgt.

Falls die angegebene IR-Diode LD271 nicht (mehr) verfügbar ist, können auch andere LEDs mit 950 nm Wellenlänge und einem Abstrahlwinkel von ca. 20 bis 25° verwendet werden (z.B. TSUS 5401 (CQY99)). Die Empfängerdiode SFH 205 F ist eine Silizium-PIN-Fotodiode mit Tageslichtsperrfilter und ist speziell geeignet für Anwendungen bei 950 nm. Das TO92-Gehäuse hat die empfindliche Fläche seitlich, so dass die Diode wie gezeigt montiert werden kann. Bei der eventuell notwendigen Auswahl eines Ersatztyps ist auf diese Features zu achten.

Hier seht Ihr, wie ich die Leiterbahnen aufgeteilt habe. Was man hier ganz rechts nicht sieht: Die Leiterbahen des senkrechten Platinenstreifens sind auf die Streifen der Hauptplatine gelötet.

Auf der Bauteileseite schaut's dann entsprechend so aus.

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