einfache zuverlässige Lichtschranke

IS471F Distanzsensor

files/bilder/technik/elektronik/Lichtschranke/IS471_gross.jpgDer IS 471 F ist ein kleiner Sensor, der bereits alle notwendigen elektronischen Komponenten enthält, um mit nur wenigen diskreten Bauelementen eine zuvelässige Lichtschranke aufzubauen.

Der ISF 471 hat vier Anschlusspins. Auf der planen Seite ist ein kleines Loch angedeutet, oberhalb dessen sitzt der eigentliche Empfänger.

Die Zählrichtung der Pins beginnt, wenn man auf die Empfängerseite schaut, auf der linken Seite bzw. unten (Foto).

 

Das Bild zeigt eine komplette Reflexlichtschranke, welche durch ein Montageloch von nur 6 mm Ø passt.

 

Benötigt werden:

  • 1x IS 471 F
  • 1x IR LED z.B. LD 271  λ 950 nm
  • 1x Wiederstand 220Ω - 470Ω
  • 1x Elko / Tantal-Elko 0,33μF
  • 1x Reste einer Streifenplatine (zwei Streifen mit ca. 3cm Länge)
  • Litzen rot (+5V), schwarz (GND), blau (Meldung)

 

Schaltung

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Die Schaltung entspricht im Prinzip der, wie sie im Datenblatt beschrieben ist. Das IC schickt ein moduliertes Signal über die Infrarotdiode auf die Reise. Fällt das modulierte Signal auf den Empfänger wird es demoduliert und mit dem ursprünglich gesendeten Signal verglichen, also dekodiert. Stimmen beide überein, geht der Ausgang (Pin 2) auf Low. D.h.: Es befindet sich kein Hindernis in der Lichtschranke. Wird der Lichtstrom unterbrochen wechselt der Pegel auf High.

Betreibt man die Lichtschranke als Reflexlichtschranke verhält es sich genau umgekehrt. Durch die Modulation mit Dekodierung ist das gesamte System sehr störunanfällig für sonstige Lichtquellen, wie starke Sonneneinstrahlung.

Aufbau

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Der Aufbau gestaltet sich, sofern man den Umgang mit dem Lötkolben beherrscht, recht einfach.

Die Lochrasterplatine wird an der Stirnseite angephast. Pin 1 und 3 werden knapp am Gehäuse nach hinten gebogen, auf ca. 3mm gekürzt und dann auf die Streifenplatine gelötet, so dass der LS mit der Empfängerseite im rechten Winkel von der Platine wegzeigt.

An Pin 4 wird die blaue Litze anglötet und mit einem Schrumpfschlauch gegen Berührung geschützt.

Der kleine Kondensator wird auf der gegenüber liegenden Seite (Polung beachten) eingelötet. Der Vorwiderstand R1 wird mit einem Ende nach der Plusseite des Kondensators durchgesteckt und eingelötet. Das andere Ende wird direkt auf die Anode (langer Draht) der IR-LED gelötet. Anschließend wird die Kathode am Pin 2 angelötet.

Die Sendedieode und der Empfänger sollten auf annähernd gleicher Höhe sitzen.

Schließlich müssen noch die rote (+5V) und schwarze (GND) Litze angelötet werden. Die Längen der Litzen sind relativ unkritisch.

Funktion

Zum Funktionstest wird eine LED mit Vorwiderstand direkt am Signalausgang gegen GND geschaltet. 

Wird das System als Reflexlichtschranke betrieben muss man das invertierte Ausgangssignal berücksichtigen. Bei ersten Tests wurde das Signal zuverlässig von allen Materialien, die im Modellbau für Loks und Waggongs verwendet werden, bis zu einem Abstand von ca 40 mm zuverlässig reflektiert.

Einbau

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Der Einbau gestaltet sich relativ einfach. Sofern der Platinenaufbau wie oben beschrieben vorgenommen wurde, kann die Platine von oben durch ein 6mm Loch geschoben werden. Das Bild zeigt des Größenverhältnis zu einem Fleischmanngleis in Spur N.

Lediglich im Bereich des Empfängers sollte noch etwas Platz mit dem Fräser geschaffen werden.

Nach erfolgreichem Funktionstest kann die Elektronik eingeschottert werden und wird damit fast unsichtbar.

© Eisenbahnfreunde99 Text&Bild Karlheinz Oestreicher