Blinklichtanlage für Bahnübergänge
(Funktionsbeschreibung)

 




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Grundsätzliches zum verwendeten IC NE555:

Der eingesetzte NE555 kann in verschiedenen Betriebsarten verwendet werden. Hier wird er als astabiler Multivibrator verwendet. Er erzeugt Rechteckspannung, deren Frequenz und Impuls-Pausenverhältnis (Duty-Cycle) durch die äußere Beschaltung festgelegt wird.

Bevor ich zur eigentlichen Beschreibung komme, vorab die Pinbeschreibungen des NE555:

Betrieb als astabiler Multivibrator:

Dieser Beschaltung wird für die Blinklichtanlage benutzt.Die Versorgungsspannung wird an Pin 1 (GND) und 8 (+Ub) angeschlossen. Damit der NE555 immer schwingt, wird Pin 4 ebenfalls an +Ub angeschlossen. Pin 5 wird über einen 100nF-Kondensator an GND angeschlossen.
Die eigentliche Beschaltung wird von R 1, R 2, C4 und D2 gebildet. für die grundsätzliche Funktion ist D 2 nicht nötig. Ich gehe später auf die Funktion dieser Diode ein.

Nach dem Einschalten ist der Kondensator C4 entladen. Dadurch liegt an Pin 2 eine Spannung von 0V an. Diese wiederum führt dazu, daß das Flip-Flop gesetzt wird und der Ausgang positives Potential führt. Der Pin 7 ist nicht mit GND verbunden und der Kondensator kann sich über R1 und R2 aufladen.
Wenn der Kondensator eine Spannung von 2/3 Ub erreicht hat (von Pin 6 überwacht), schaltet das Flip-Flop in den Grundzustand zurück. Gleichzeitig wechselt der Ausgang nach 0V und der Pin 7 wird mit GND verbunden, um den Kondensator über R2 zu Entladen.
Wenn der Kondensator eine Spannung von 1/3 Ub erreicht hat, beginnt das ganze von vorne...
Der Kondensator hat also im Betrieb eine Spannung, die zwischen 1/3 Ub und 2/3 Ub schwankt.

Die Aufladezeit, in der der Ausgang +Ub führt berechnet sich nach der folgenden Formel:

t+ = 0,7 x C4 x (R1 + R2)

Die Entladezeit berechnet man nach dieser Formel:

t- = 0,7 x C4 x R2

Soll die Frequenz errechnet werden, kann auch die folgende Formel benutzt werden:

f = 1/ ( 0,7 x C4 x (R1 + 2R2)) Frequenz in Hz

Problematisch ist, daß es mit der Grundbeschaltung nicht möglich ist ein Puls-Pausen-Verhältnis von 1:1 zu erreichen. Bedingt dadurch, daß die Aufladung über R1 und R2 erfolgt, die Entladung aber nur durch R2, müssen unterschiedliche Zeiten zustande kommen. Durch Einbau der Diode D2 wird beim Aufladen R2 überbrückt, sodaß nur R1 wirksam ist. Die Entladung erfolgt wie üblich über R2.Durch entsprechende Dimensionierung können die einzelnen Zeiten nun unabhängig voneinander eingestellt werden.

Daher ergeben sich die folgenden Formeln:

t+ = 0,7 x C4 x R1 Aufladezeit, Ausgang +Ub

t- = 0,7 x C4 x R2 Entladezeit, Ausgang 0V

f = 1/ ( 0,7 x C4 x (R1 + R2)) Frequenz in Hz

Die Werte werden in den Grunddimensionen eingegeben:

R in Ohm, C in Farad, t in Sekunden


Verantwortlich für den Inhalt: Armin Mühl, letzte Änderung: 08.12.1998