Op mijn modelbaan maak ik gebruik van een computer voor de aansturing. De computer moet weten waar de trein zich bevind. dit doe ik door middel van stroomdetectie in blokken. Dit werkt allemaal perfect tot dat er een moment komt dat een trein achteruit gaat rijden.
Het probleem is namelijk dat enkel de stroomverbruikers gedetecteerd worden(Locomotieven en rijtuigen met verlichting). op het moment dat er een trein achteruit rijdt en enkel de locomotief gedetecteerd wordt kunnen de wagons al in een volgend blok zijn voor de trein stopt. Dit kan natuurlijk niet en heeft als gevolg dat de treinen in botsing kunnen komen. Ook wil ik de treinen op een precieze plek kunnen stoppen. dit kan nu redelijk maar omdat stroomdetectie werkt door 1 spoorstaaf te isoleren kan het zijn dat de ene trein de linker spoorstaaf afneemt met de voorste set wielen en de andere met de achterste set wielen. hierdoor kan de stopafstand met een treinlengte verschillen.
Nu zijn er een aantal oplossingen mogelijk voor dit probleem. Een veel gebruikte oplossing is om de achterste wagon te voorzien van een weerstand tussen de wielen zodat er stroom gedetecteerd kan worden. Dit heb ik geprobeerd maar ik moet dan altijd opletten dat er een wagon die aangepast is achteraan hangt of ik moet alle wagons aanpassen met weerstanden.
Mijn volgende optie was niet achteruit rijden, In mijn layout gaat dat niet omdat ik dan mijn opstelspoor niet kan bereiken.
Mijn eerste poging was met een simpele IR led en IR receiver waarbij het licht over het spoor schijnt en onderbroken wordt door de trein. volgens dit princiepe (https://www.modelbouwled.nl/contents/nl/d1106_lichtsluis_modeltrein_itrain_koploper_marklin_modelbaan.html) maar niet direct deze kit.
Het probleem dat ik hiermee had is dat het zichtbaar is, en dat meerdere lichtsluizen naast elkaar storen op elkaar.
Om storing te voorkomen en het minder zichtbaar te maken was mijn plan om de IR led en receiver in het spoor te verwerken. In plaats van de lichtstraal doorbreken werkt het door de lichtstraal te reflecteren. hiervoor heb ik een ir proximity sensor gebruikt waarvan ik de led en receiver heb verlengd zodat deze in de baan verwerkt kon worden.
Dit werkte perfect, meerdere sensoren naast elkaar was nu geen probleem en de treinen werden goed gedetecteerd.
Maar helaas de blijdschap was van korte duur. Het probleem? Zonlicht. Omdat ik vaak alleen in de avonduren tijd heb voor mijn hobby was tijdens het testen de zon niet aanwezig. Tot ik een keer in het weekend overdag tijd had. Elke keer dat de zon achter de wolken vandaan kwam schoten al mijn blokken in de bezetmelding.😒 De gebruikte sensors zijn niet gemaakt om zonlicht te filteren.
Okey wat nu? Het idee van de sensor in het spoor beviel me wel. Dus het probleem genaamd zonlicht moet worden opgelost. Simpel alleen in de nacht rijden😂. Nee dat was het ook niet. Maar wat ik wel kan doen is het zonlicht wegfilteren. Er zullen vast kant en klare oplossingen zijn hiervoor maar ik vind het leuker om het zelf te maken.
Door gebruik te maken van een Arduino nano kan ik de IR leds aan en uit zetten. Door de waardes van de IR receivers wanneer de IR leds uit staan af te trekken van de waardes wanneer de IR leds aan staan weet ik de hoeveelheid gereflecteerd licht van de IR leds. aan de hand van een drempelwaarde kan ik vervolgens een signaal sturen of er een detectie is of niet. De Arduino kan dit duizenden keren per seconde doen waardoor de detectie geen vertraging heeft.
| Zon | Trein aanwezig | IR led on | IR led off | IR reflected |
| Weinig | Ja | 511 | 288 | 223 |
| Veel | Ja | 805 | 580 | 225 |
| Weinig | Nee | 299 | 288 | 11 |
| Veel | Nee | 595 | 580 | 15 |
In de bovenstaande tabel staan een aantal voorbeeld metingen, in de praktijk zal je altijd wel iets van reflectie hebben. daarom is er een drempelwaarde ingesteld in
Nu de theorie bewezen is kan er een ontwerp gemaakt worden
In het ontwerp is gekozen om de IR leds te splitsen in 2 groepen. hierdoor kan met een transistor de microcontroller ontlast worden van het verbruik van de IR leds
De leds worden aangesloten op de bovenste rij terminals, aan de rechter kant komt het signaal van de IR receivers binnen. dit gaat via de Arduino naar de outputs aan de linker kant. hier zitten leds zodat het snel te zien is welke outputs er aan staan.