Compacte lichtsluis

Een infrarood lichtsluis is ideaal om treinen te detecteren, vooral als de detectie nauw luistert of wanneer andere manieren van detecteren lastig in te bouwen zijn. Het IS471F IC van Sharp bevat alle elektronica die je nodig hebt om een betrouwbare lichtsluis te bouwen. Voeg er nog een infrarood LED, een relais en wat andere losse rommel aan toe en je bent helemaal klaar om van alles en nog wat te schakelen. Het bereik van de lichtsluis is grofweg 30 cm. Als je de LD 274 IR LED gebruikt, wordt dat ongeveer een meter (tip van Wim Stuurwold). Natuurlijk kun je ook andere IR LEDs gebruiken; de golflengte moet ergens tussen de 900 en 980 nm liggen.

Voor de lichtsluis heb ik een compact printje ontworpen. Het printje kan bijna overal tussen de rails worden gemonteerd. De detector kun je ook op de kopse kant van de printplaat solderen. Zo is het mogelijk om het printje onder de baan te monteren en de detector door een gaatje naast de baan te steken. De infrarood LED wordt via draadjes op het printje aangesloten en naast de baan geplaatst.

Onderdelen
Aantal	Omschrijving	Conrad	Reichelt
1	Sharp IS471F	---	--
1	IR LED 940 nm	171140	LD 274-3
1	transistor BC547B	1262957	BC 547B
2	diode 1N4001	162213	1N 4001
1	weerstand 4,7 kilo Ohm	1417695	1/4W 4,7K
1	condensator 0,47 µF	453374	Z5U-5 470N
1	relais FRT5 12V DC	504394	FRT5 DC12V

Check voor de onderdelen ook dit overzicht.

In de tabel staan de bestelnummers voor Conrad en Reichelt. Het lijkt erop dat ze het IS471F IC niet meer verkopen, maar dit toch wel gangbare onderdeel is te vinden bij andere winkels. Alternatieven zijn Farnell (onderdeel nr 9707840) en eBay. Of zoek in Google op het onderdeelnummer.

Naast de IS471F zijn maar een paar componenten nodig om de lichtsluis compleet te maken. De schakeling wordt gevoed met 12 Volt gelijkspanning. Een diode zorgt er voor dat niets kapot gaat als de spanning per ongeluk verkeerd wordt aangesloten. Als je geen 12 Volt voeding hebt, kun je met een 78xx voedingsprintje gemakkelijk zelf een gestabiliseerde voeding bouwen. De uitgang van de IS471F stuurt via de transistor het relais aan. Het gekozen relais heeft twee wisselcontacten.

Printplaten solderen

Bekijk het PRUTSVLOG over het solderen van printplaten als je er weinig ervaring mee hebt.

Aansluiten

Het aansluiten van de schakeling is heel eenvoudig. Soldeer de LED aan de twee vlakjes voor de detector en sluit de voedingsspanning aan. Richt de LED op de vlakke kant van de detector. Als je nu je hand tussen de LED en de detector beweegt, zul je het relais horen verspringen. Op de contacten van het relais kun je van alles aansluiten, bijvoorbeeld een paar lampjes die aangeven of zich iets in de lichtsluis bevindt. Zo kun je bezetmelding in je (analoge of digitale) schaduwstation bouwen, een overweg aansturen of .... verzin het maar.

Met BMD16N en BMD16N-SD

De lichtsluis is direct op een terugmelddecoder aan te sluiten, zoals hier op een BMD16N. Een lichtsluis zorgt voor een nauwkeuriger detectie dan de traditionele massadetectie of stroomdetectie; je hebt immers nooit last van vuile wielen. Als je een computer gebruikt om je treinen te besturen, kun je ze tot op de millimeter nauwkeurig laten stoppen. Bijvoorbeeld precies boven een ontkoppelrail.

Je kunt de lichtsluis ook combineren met de BMD16N-SD. Je hebt dan een extra weerstandje van 10 kilo Ohm nodig.

Keerlussen

Met een lichtsluis bouw je een simpele en betrouwbare keerlusschakeling die niet werkt op basis van kortsluiting (zoals de meeste keerlusmodules wel doen). Net als bij een gewone keerlusmodule moet de keerlus aan beide uiteinden dubbel geïsoleerd zijn. Bouw de lichtsluis in de baan en zorg ervoor dat hij schuin over een van de isolaties staat. Het relais van de lichtsluis poolt de spanning in de keerlus om. De keerlus wordt zo aangesloten dat standaard de polarisatie goed staat voor de isolatie zonder lichtsluis.

Een trein kan zonder kortsluiting over de isolatie zonder lichtsluis rijden. Wanneer de trein de isolatie met lichtsluis nadert, zal de lichtsluis de trein al zien voordat hij de isolatie bereikt. De lichtsluis poolt de polariteit van de keerlus om, zodat de trein zonder kortsluiting over de isolatie kan rijden. Zodra de trein de lichtluis en de isolatie voorbij is, valt het relais weer af en kan de volgende trein komen. De keerlus is in beide richtingen te berijden.

Als je helemaal op chique wilt gaan, kun je een keerlus voorzien van twee lichtsluizen. De lichtsluizen schakelen een extra relais om dat de polariteit van de keerlus omdraait en er zo voor zorgt dat de trein probleemloos beide isolaties passeert. De terugmelddecoder heeft niets met de keerlusschakeling te maken, maar is toegevoegd om te laten zien hoe je een keerlusschakeling met een terugmelddecoder kunt combineren. Op dezelfde manier kun je de keerlus met één lichtsluis ook van terugmelding voorzien. De terugmelddecoder wordt tussen de centrale en het relais van de lichtsluis geplaatst.

Voor gevorderden: zonder relais en met BMD16N

De lichstluis kan ook zonder relais direct op een ingang van de BMD16N worden aangesloten. Hierbij maken we dankbaar gebruik van het feit dat de schakeling ook nog op +5 Volt werkt. De lichtsluis haalt zijn voeding uit de S88-bus via de contacten aan de zijkant van de BMD16N. De collector van de transistor wordt direct met de ingang van de decoder verbonden. De diode en het relais kunnen nu vervallen.

bestel de printplaat →

Op sommige versies van de print staat per ongeluk IS417 vermeld. Het juiste nummer van het IC is IS471F of IS471FE.

2011