Infra snímač

Pro detekci polohy vlaků lze využít i moderních optoelektronických součástek, které na principu detekce odraženého světla od vozidla vyhodnocují jeho polohu. Optický princip spolehlvostí a minimálními nároky na úpravu vozidel překoná různé kolejové kontakty či dříve používané fotoodpory, jazyčkové kontakty aj. Protože polovodičové součástky pracují nejlépe v oblasti infra záření, (IR), paprsek není viditelný.

Protože nejsou vázány na potřeby upravy vozidel detekují přesně polohu souprav při jízdě vpřed, i sunutím, či problémy s vyosením vozu mimo oblouk Optosnímače jsou na kolejištích KŽM Praha, KMŽ Brno používány přes 7 let bez problémů a nežádoucích vlivů prachu, magnetického pole motoru, denního světla, zábleků fotoblesků.

Modul optosnímače MOD-SN2 využívá procesor řady PIC12F508, který současně vyhodnocuje 2 nezávislé snímače. Budicí LED IR dioda vysílá světelné impulsy 80us s četností cca 500x/sec a odezva je vyhodnocována fototranzistorem. Program v procesoru zajišťuje odfiltrování náhodných světelných záblesků a také prodloužení doby sepnutí. Přiblíží-li se k reflexnímu optosnímači vozidlo, je sepnut výstupní (výstup NPN) , a sepnutí trvá ještě cca 1.5sec. po odclonění optosnímače, čímž se eliminují zákmity např. krátkým odcloněním v mezeře mezi vagóny.

Je možno přepínat mezi variantou reflexní senzor (obr. 1a) / fotozávora (obr. 1b), pomocí propojky.

Upozornění !!!! Popsaný snímače detekuje přítomnost vlaku (předmětu) nad snímačem, nezávisle na barvě podvozku, či dodatečncýh upravách. Tj. žádné zrcátko není třeba, snímač detekuje libovolný povrch podvozku. Naopak- nelze provést "selekci" pouze lokomotivy, například přilepením zrcátka a zatřením ostatních dílů černou barvou. To nebude fungovat, poněvadž cílem vývoje byla nezávislost na barvě.

Existují dva možné principy umístění součástek- využívající přerušení paprsku (závora) nebo jeho odraz.
Detekce odražného parsku (reflexní snímání, obr. 1a) je vyžaduje vyšší citlivost obvodů (energetické ztráty při odrazu od černých podvozků) , avšak je snažší pro montáž součástek do kolejiště, protože příjímač i vysílač mohou být umístěny vedle sebe- např. kolej. Tato montáž je nejtypičtější.
Přerušování paprsku , tzv. fotozávora obr. 1b. - v modelu musí být umístěny proti sobě obě součástky, a proto tak vhodných míst pro jejich skrytou montáž je méně. Závoru lze využít např. v budově výtopny, v tunelu, u rozpojovače aj.


Obr 1a.- reflexní snímání	Obr 1b.- snímání přímého paprsku, optozávora

Pro velikost TT i H0 lze použít součástky o prum.3mm, ( např. z prodejen GES-electronics nebo GMe ). Součástky lze zabudovat i mezi pražce TT a manipulace s nimi je pohodlná. Jedná se o typy L934 (IR-LED) a L932 (fototranzistor), dodávané ve variantách s modrým nebo čirým pouzdrem. Pro větší měřítka (i H0) lze použít lépe 5mm součástky IRE5, IRS5, z GMe.

2a) součástky L934, L932
(porovnání s pražci TT)

2b) součástky 5mm IRE5,
IRS5(infraLED)

2c) montáž

2d) montáž
kuprextit rozdělen
na dvě plochy

Zhotovení optosnímače sestává ve spojení obou IR součástek do bloku, ve kterém je fixována vzájemná poloha součástek a zajištěno světelné odstínění mezi nimi. I když rozptylový úhel citlivosti součástek je okolo 30°, je vhodné zajistit sklon LED a fototranzistoru pro účinný odraz paprsku, jak je naznačeno na obr. 1a.

Na obrázcích 2c, 2d jsou nakresleny vyzkoušené postupy upevnění součástek, základem je odřezek oboustranně plátovaného kuprextitu. Varianta 2d je pevnější, ale je nutné uprostřed oddělit měděné plošky na dvě poloviny. K vývodům součástek se připájí vodiče a celek se vloží do připraveného místa a zalepí lepidlem, tak aby nedošlo k potřísnění čoček součástek. Případně mezi součástky se poté vloží proužek černého kartonu/plastu pro vzájemné odstínění.

0br. 3 Vestavěný snímač v koleji TT

pohled ze shora pro lepší viditelnost snímače,
při bočním pohledu není snímač tak zřetelný

Vlastní popis teorie zpracování signálů a příkladů zapojení je přesunut do samostatné podkapitoly. Pro vlastní stavbu optosenzoru je v ZIP příloze uvedeno schéma a popis oživení, snímač je principielně shodný se senzorem SN2.

Je to upravená varianta základního snímače. Zapojení, princip snímání je stejný, pouze je jiný SW v procesoru PIC12F508. Pomocí dvou snímačů v koleji, umístěných cca 5-10cm od sebe, což může být vhodné např. pro detekci směru jízdy vozidla řízeného DCC signálem a zastavení před navěstí.

Obvod vyhodnocuje směr jízdy, ve dvou variantách a reaguje jen na pořadí zastínění S1-S2.

Nově byla upravena varianta která detekuje jak směr pohybu, tak i ovládá relé izolovaného úseku před návěstidlem, navrženo pro spínání brzdového generátoru DCC. V případě zájmu o tuto variantu napište email, pro ujasnění drobnější úpravy na plošném spoji.

Upozornění: Infra LED vyzařují lidskému oku neviditelné záření, u některých typů lze v šeru pozorovat slabou rudou záři v okolí čipu (zbytková část viditelného spektra). Nedoporučuji detailní a dlouhodobé prohlížení svítícího čipu infraLED diody zblízka, napájenou DC proudem. To se netýká popsaných obvodů (ty generují krátké 50us pulsy) ale je určeno pro různé bastlíře, kteří dostanou nápad si detailně prohlížet čip IR LED pod trvalým napájením. Protože je IR neviditelné oku, tak na záření nereaguje zornice a přitom na sítnici dopadá nemalý světelný tok.