Hall senzory

Kamarád Mirek za mnou přišel se zajímavým požadavkem. Chtěl co nejlevněji zautomatizovat odjezdová návěstidla (2 světla - stůj, volno) na svém kolejišti a řízení pomocí počítače pro něj nepřipadalo v úvahu (rozhraní k centrále, software, složitost). Volba padla na navzájem se blokující detekce obsazení. Takové řízení návěstidel není podle mne realistické, ale kamarádovi tohle zapojení vyhovuje a snad pomůže i někomu jinému.

Jelikož jsem líný, padla volba na úpravu zapojení a programu GCA173 Petera Gilinga. Tento obvod je původně určen pro prodlužování impulsů z Hallových snímačů.

Hallovy snímače pracují na principu detekce magnetického pole. Pro detekci lokomotivy (vozu) je nutné umístit na lokomotivu malý magnet. Pro spolehlivou detekci v kolejišti postačí neodymové magnety velikosti Ø3x1mm. Používám unipolární Hallovy snímače se Schmittovým klopným obvodem OH137 nebo A3141-4. Lze použít i jiné např. TLE4905, ale jsou výrazně dražší. Použití unipolárních snímačů vyžaduje (na rozdíl od jazýčkových kontaktů) správnou polarizaci detekovaných magnetů (sever/jih). To znamená, že před umístěním magnetu na lokomotivu, je nutné ověření polarity magnetu. Lineární ani bipolární Hallovy snímače (49E, 3503) nelze s tímto modulem použít.

Vyhodnocení a blokování obstarává procesor PIC16F628. Systém pracuje následovně: Pomocí Hallova snímače je detekován příjezd vlaku před návěstidlo. Tato detekce přestaví návěst na "volno" a zároveň nastaví čas zpoždění, po který bude tato návěst zobrazena. Po uplynutí času (projetí soupravy) bude opět zobrazena návěst "stůj". Snímače pracují ve dvojicích. Druhý snímač je umístěn za návěstidlem a slouží pouze k blokování detekce prvního snímače (taky stanovenou dobu), aby se návěst na odjezdovém návěstidle, při jízdě z opačného směru, nepřepínala. Pokud je vlaková souprava delší, lze čas prodloužit dalšími detekcemi (osazení magnetů i na vozy).

Pokud je na společném zhlaví více odjezdových návěstidel např. 3, nemusí se nutně osazovat 3 snímače za návěstidly. Snímač za zhlavím se osadí pouze jeden a ostatní vstupy na modulu se spojí. Potom je však nutné nezapojovat vývody na rezistorové pull-up síti RN1 pro příslušné vstupy a pro tyto spojené vstupy osadit pouze jeden kondenzátor. Také by bylo možné upravit obslužný program.

Pro připojení snímačů slouží konektory SV5 až SV12, pro připojení LED SV1 až SV4. Jeden konektor LED je pro jedno návěstidlo (návěsti stůj, volno a společné +). Propojkou JP1 lze zvolit napětí pro LED v návěstidlech. Rezistory pro LED na DPS nejsou a je nutné je přidat externě. Do programu jsem zapracoval i efekt postupného zhasínání a rozsvěcení. Na výběr máte 2 verze programu, s časy zpoždění 5 a 10 sekund.

Průjezd vlaku lze detekovat i jinými detektory, které spínají GND na vstup. Podle citlivosti snímačů je potom možné zvýšit hodnotu rezistorové sítě RN1.

Pro použití desky k další automatizaci jsem upravil program tak, aby snímače detekovaly směr jízdy a spínaly podle toho výstupy. Snímače opět pracují ve dvojicích. První snímač detekuje průjezd vlaku, přepne výstup a zároveň nastaví časovou prodlevu, po kterou bude výstup aktivní a zároveň druhý snímač blokován. Při jízdě vlaku opačným směrem je funkce stejná: druhý snímač přepne druhý výstup a nastaví časovou prodlevu pro blokování prvního snímače. Při jízdě jedním směrem tak bude sepnut jeden výstup a při jízdě opačným směrem druhý výstup. Časová prodleva je přibližně 10 sec. Zpoždění lze opět prodloužit následnými detekcemi (umístěním magnetů i na vozy).