Elektronische Verkehrskontrolle
von Andreas Biernath
Diese Schaltung vereint eine Ampelschaltung mit Fußgängerampel und ein mobiles Raderblitzgerät, welche häufig bei Polizeikontrollen eingesetzt werden. Mit diesem Radarblitzgerät hier wird darauf geachtet, dass kein Auto oder LKW über Rot fährt. Bei jeder zweiten Rotphase blitzt es entweder Rot oder Weiß auf. Die Ampel selber schaltet vorbildgerecht alle Phasen (Rot; Rot-Gelb; Grün; Gelb) durch, während die Fußgängerampel (Rot; Grün) dazu passend funktioniert. So hat man beispielsweise auf einer Modelleisenbahn, einer Playmobilwelt/Legowelt oder der Auto-Spielmatte von Kindern eine perfekte Verkehrskontrolle.
Erklärung:
Die Idee basiert auf den Schaltungen Nr. 20 und Nr. 22 des Conrad Adventskalenders 2016. Für die zweite grüne und die dritte rote Leuchtdiode wird noch der Adventskalender für Kids benötigt. Falls dieser nicht zur Verfügung steht, muss auf die Fußgängerampel verzichtet werden. Der Oszillator zum „Betreiben“ des Zählers wird mit 100 nF und 110 k bestimmt. Das sind 11 ms pro Zählvorgang im 1. Bit und damit wird jeder Takt beim Ausgang Q7 etwa 1,4 Sekunden (Formel: 1,4 s = 27 · 11 ms) gehalten.
Die Schaltung teilt sich in zwei Bereiche auf:
Die beiden LEDs der Radarfalle sind antiparallel geschaltet und werden über den Elko abhängig vom Zählerstand mit kurzen Stromstößen gespeist. Wenn die Flanke des Ausgangs Q10 von + auf – oder umgekehrt wechselt, ändert sich sehr schnell die Spannung. Damit ist die Steigung du/dt sehr hoch. Zusammen mit der Kapazität des Elkos ergibt sich dann ein positiver oder negativer Stoßstrom
(Formel: i = C · du/dt). Dieser ist über die LEDs zu sehen.
Die Ampel wird über die Zählerfunktion gesteuert. Zwei aufeinanderfolgende Zähler höheren Grades dienen dabei als Grundlage. Q7 und Q8 wurden deswegen gewählt, um zusammen mit den vorhandenen Bauteilen eine vernünftige Frequenz der Schaltung zu erhalten. Die Ausgänge können je nach Zählzustand gegen Plus (+) oder gegen Masse (-) geschaltet sein. Die LEDs sind dabei, zusammen mit dem jeweiligen Vorwiderstand, wie folgt geschaltet:
· Verkehrsampel Rot: Anode an Pluspol und Kathode an Q8; leuchtet immer, wenn Q8 gegen Masse (-) schaltet.
· Verkehrsampel Gelb: Anode an Q7 und Kathode an Masse; leuchtet immer, wenn Q7 gegen Plus (+) schaltet.
· Verkehrsampel Grün: Anode an Q8 und Kathode an Q7; leuchtet nur, wenn Q8 gegen Plus (+) und Q7 gegen Masse (-) schaltet.
· Fußgängerampel Rot: Anode an Q8 und Kathode an Masse; leuchtet immer, wenn Q8 gegen Plus (+) schaltet.
· Fußgängerampel Grün: Anode an Pluspol und Kathode an Q8; leuchtet immer, wenn Q8 gegen Masse (-) schaltet.
|
Takt |
Q8 |
Q7 |
Verkehrsampel |
Fußgängerampel |
|
0 |
- |
- |
Rot |
Grün |
|
1 |
- |
+ |
Rot-Gelb |
Grün |
|
2 |
+ |
- |
Grün |
Rot |
|
3 |
+ |
+ |
Gelb |
Rot |
Erweiterungsmöglichkeiten:
Diese Schaltung eignet sich hervorragend, um auf Modelleisenbahnen eingesetzt zu werden, in Lego- oder Playmobilwelten oder auch für Kinder auf einem Autoteppich. Für die Fußgängerampel habe ich 3mm-LEDs verwendet. 5mm-LEDs klappen natürlich auch, wie der Aufbau am Steckbord zeigt. Wer mehr Feinmotorik besitzt, kann die Schaltung noch modellmaßstäblicher aufbauen oder sich beispielsweise den Ampelbausatz von Conrad (Artikelnummer: 210630) besorgen. Wenn man weitere Low-Current-Leuchtdioden und Widerstände besitzt, kann die Schaltung um eine Ampel ausgebaut werden. Jede serielle LED-Widerstandkombination wird dazu parallel zu den bisherigen Leuchtdioden gesetzt. Wichtig ist hierbei, dass der maximale Ausgangsstrom des Bausteins nicht überschritten wird.