Schrankensteuerung für die Modelleisenbahn

Dieses Projekt entstand aus der Aufgabe heraus, für eine zweigleisige Strecke die Schranke zu steuern. Normalerweise ist das kein Problem, aber hier war der Abstand von der Schranke zum zweiten Schienenkontakt geringer als die mögliche Zuglänge. Die Schranke soll also in jedem Fall schließen, wenn ein Zug über den ersten Kontakt (A1 bzw. A2) fährt, und erst öffnen, wenn der letzte Zug den Schrankenbereich verlassen hat, also einige Zeit nach dem Passieren des zweiten Kontaktes (B1 bzw. B2).

Gelöst habe ich das Ganze mit 5 Timern. Davon werden zwei als Flip-Flops "mißbraucht"; einerseits wegen der geringen Baugröße, andererseits wird die Betriebsspannung der Schaltung nicht durch eine zweite Schaltkreisfamilie eingeschränkt. Aber der Reihe nach:

Die Schaltung enthält eine eigene Stromversorgung, welche an die üblichen 16 VAC angeschlossen wird. Intern werden 12 V zur Verfügung gestellt. Ich habe trotz des geringen Stromverbrauches keinen 78L12 verwendet, um die Schaltung unempfindlicher gegen Überlastung zu machen. Es wäre bei einer entsprechenden Umdimensionierung - insbesondere des Relais - auch eine niedrigere Betriebsspannung möglich.

Die Schienenkontakte sind so anzuschließen, das beim Überfahren an den Schaltungseingängen mindestens 5V auftreten. Die Kontakte sind galvanisch voneinander und vom Rest der Schaltung durch Optokoppler getrennt. Schwierigkeiten mit unterschiedlichen Potentialen und vertauschten Anschlüssen sind somit ausgeschlossen.

Die Timer IC3 und IC4 arbeiten als Flip-Flop und speichern die Belegung des entsprechenden Gleises. Fährt ein Zug über den A-Kontakt, schaltet der Ausgang (Pin 3) auf H-Potential, beim Verlassen des Bereiches wird der B-Kontakt geschlossen und damit der Ausgang wieder auf L-Potential gebracht. Diese H-L-Flanke startet das nachfolgende Monoflop (IC1 bzw. IC5). An dessen Ausgang liegt H-Pegel, solange die mit R6 bzw. R14 einstellbare Zeit noch nicht abgelaufen ist. Die Ausgänge dieser 4 Schaltkreise sind über die Dioden D22 .. D25 ODER-verknüpft. Solange also noch ein Zug im Bereich steht oder noch eine Verzögerungszeit läuft, ist der Ausgang dieses Wired-OR auf H-Pegel und das über den Transistor Q1 angesteuerte Relais angezogen; die Schranke somit geschlossen.

Als kleine Zugabe ist IC6 enthalten. Dieser Timer arbeitet als astabiler Multivibrator - vorausgesetzt, sein Reset-Eingang erhält von der eben erwähnten ODER-Verknüpfung H-Potential - und läßt die LEDs an den Warnkreuzen blinken. Mit R15 kann das Verhältnis zwischen Ein- und Ausschaltzeit variiert werden, R16 beeinflußt die Blinkfrequenz.

Bei Flip-Flops ist der Einschaltzustand undefiniert. Aus diesem Grunde sind an den Reset-Eingängen der IC3 und IC4 RC-Kombinationen angeschlossen. Nach dem Einschalten sind die Kondensatoren C15 bzw. C16 zunächst entladen, der dadurch bedingte L-Pegel aktiviert den Reset-Eingang, wodurch der Ausgang des jeweiligen IC deaktiviert wird (und L-Pegel annimmt). Sind die Kondensatoren über R20 bzw. R21 aufgeladen, liegt an den Reset-Eingängen H-Pegel und die IC sind freigegeben. Für die Monoflops habe ich dergleichen nicht vorgesehen, da es mir hinnehmbar erscheint, wenn nach dem Einschalten der Anlage die Schranken einige Sekunden geschlossen sind.