Tips mit PICs 3: Steuerung für Lichtsignale

Unsere Schaltung in Tips&Tricks 21: Weicher Lichtwechsel bei Lichtsignalen war schon recht aufwendig.
Karsten Brandt brachte vor langer Zeit einmal einen Entwurf bei uns vorbei, mit dem er per PIC ein Lichtsignal steuern konnte. Damals war aber bei uns 'die Zeit noch nicht reif' dafür.
In enger Zusammenarbeit mit ihm haben wir nun 'unsere' Version entwickelt, die wirklich exzellent ist:
- wir kommen mit dem kleinsten PIC aus
- wir dimmen die Lampen nach einer e-Funktion
- wir schalten die Vorsignale und das Hauptsignal zeitversetzt.
Schaltung Da der PIC nur 5 Ausgangs-Pins und 1 Eingangs-Pin hat, ist er von der Hardware her völlig ausgelastet. Die Glühlampen am Original-Signal werden nicht absichtlich gedimmt, sondern das Nachleuchten ist der Effekt des sich abkühlenden Glühfadens. Solche Prozesse laufen in der Natur immer nach einer e-Funktion ab: Der Faden wird nicht gleichmäßig dunkler, sondern erst schnell und dann immer langsamer. Dieses Verhalten haben wir mit einprogrammiert.
Die DB schaltet ihre Signale immer 'auf der sicheren Seite', d.h. erst wenn das Hauptsignal auf 'Grün' umgeschaltet wurde, wird das dazugehörige Vorsignal auf Vr1 geschaltet. Ganz genau genommen sogar: erst das Hauptsignal, dann der Vorsignal-Wiederholer, und zuletzt das Vorsignal. Aber so weit wollten wir nicht gehen und haben uns den Wiederholer gespart.
Wir schalten 'die' Vorsignale ... :
Dies ist kein Schreibfehler von uns. Sie wissen sicherlich, daß ein Vorsignal (wir bezeichnen es hier einmal als 'fremdes Vorsignal') am Mast eines Hauptsignals dunkel geschaltet ist, solange dieses 'Halt' zeigt. Zu viel Information verwirrt nur.
Bevor jedoch das Hauptsignal auf 'Fahrt' geht, wird das 'fremde Vorsignal' hell geschaltet, denn nun ist es sehr wichtig für den Lokführer, diese Information zu erhalten.
Auch diese zeitversetzte Funktion haben wir nachgebildet.
Die Platine steuert nur die Anzeige am Lichtsignal. Eine Zugbeeinflussung ist nicht geplant und auch nicht vorhanden und muß gesondert installiert werden. Bei uns sieht das so aus, daß unsere Blocksteuerung einen Ausgang zum Ansteuern eines Signals hat. An diesem 'hängt' unser PIC.

Auf der folgenden Zeichnung sehen Sie die Lichtsignal-Platine, und wie die Signale, auch in einer Kette von Blocksignalen, aneinandergereiht werden:

Platine

Falls Sie so einen PIC fertig programmiert haben möchten: sprechen Sie uns an.

Erweiterungen:
Mit einem größeren PIC (mit mehr Beinchen) und etwas mehr 'Gehirnschmalz' lassen sich auch Einfahr- und Ausfahr-Signale steuern, wobei eine Verriegelung von Weichenstraße und Signalsteuerung eingebaut werden müßte. Mit einem PIC kein Problem ...

28.07.2009:
Platine neu Inzwischen sind wir auch hier davon abgegangen, Schraubklemmen zu verwenden. Um Verwechselungsgefahr oder falsches Stecken zu vermeiden, haben wir dem Stecker eine Wanne gegönnt.

03.01.2010:
Auch dieses System läßt sich noch verbessern, allerdings nicht durch ein PIC-Programm. Lesen Sie bitte weiter beim Tip 70, Abschnitt "Zentrale".

18.01.2011:
Herr Eggensberger machte auf einen Fehler in der Signal-Eingangsschaltung aufmerksam. Die Widerstände waren falsch angeordnet. Uns fiel dies nicht auf, weil sie auf den Platinen 'richtig' angeordnet waren. Ein Flüchtigkeitsfehler!
Danke für den Hinweis.
Die oberste Schaltung ist inzwischen korrigiert.
Weiterhin machte er den Vorschlag, in den Eingang einen Kondensator (hier: 100 nF) zu schalten, um elektrische Störungen fernzuhalten. Die installierte Software schaltet schon sehr träge, so daß es u.E. nicht unbedingt nötig erscheint. Wir geben aber diesen Vorschlag gern weiter.

Für weitere Fragen stehen gern zur Verfügung:
- der MEC; Besichtigung und Fachsimpelei z.B. an unseren "Club-Abenden"
- der Autor: Hans Peter Kastner

Version vom: 18.01.2011; erstellt am: 02.02.2009
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