Vorfahrt geregelt: Vorrangschaltungen und Ampeln im Car-System
Wo Straßenbahnen, Busse und Lkw unterwegs sind, muss geregelt sein, wer Vorfahrt hat – sonst kracht es. In Kirchhorsten haben wir dafür eigene Schaltungen entwickelt, die die Fahrzeuge des Car-Systems per Infrarot anhalten und wieder freigeben.
Straßenbahn vor Auto
Alle Straßenbahnen in Kirchhorsten fahren digital – über die eigene Roco-Z21-Zentrale des Car-Systems, nicht über die Zentrale der Eisenbahn. Ein Z21-Detektor meldet, welcher der 16 Straßenbahnabschnitte belegt ist; Weichen und Belegung lassen sich auf Tablet oder Smartphone verfolgen.
Nähert sich eine Straßenbahn einem der beiden Straßenübergänge, blinken die Andreaskreuze und die kreuzenden Autos und Busse werden angehalten. Damit wir nicht in das Roco-System eingreifen müssen, erkennen zusätzliche Besetztbausteine vor den drei Gleisabschnitten 4, 5 und 6 die Bahn.
Für technisch Interessierte: weitere Einzelheiten
Jeder der drei Abschnitte erhält einen modifizierten Brückengleichrichter mit nachgeschaltetem Optokoppler. Fließt in einem Abschnitt Strom durch ein Fahrzeug, fällt an den Dioden des Gleichrichters eine Spannung von etwa 2 × 0,7 V ab – genug, um den Optokoppler ansprechen zu lassen. Über Dioden entkoppelt steuern zwei Transistorstufen die Relais „V“ (vorderer Übergang) und „W“ (hinterer Übergang). Eine Abfallverzögerung verhindert Flackern, wenn die Räder der Straßenbahn kurz keinen Kontakt haben.
Kommt die Bahn vom Hauptbahnhof, belegt sie zuerst Abschnitt 4: Relais V zieht an und sperrt den vorderen Übergang, der hintere bleibt noch frei. In Abschnitt 5 zieht zusätzlich Relais W an. Fährt die Bahn weiter in Abschnitt 6, hält eine Diode Relais V noch so lange, bis auch die Abschnitte 4 und 5 frei sind; erst dann wird der vordere Übergang freigegeben, während der hintere noch gesperrt bleibt.
Die LEDs in den Andreaskreuzen werden wechselseitig über Light@Night angesteuert. Physisch angehalten werden die Fahrzeuge durch ein Infrarot-Stoppsignal des Car-Systems; die Dioden sitzen an Lichtmasten vor den Gleisen. Mit 1-kΩ-Trimmern auf der Platine stellen wir die Halteposition vor dem Gleis fein ein.
Hauptstraße vor Nebenstraße
Fahrzeuge, die gerade den vorderen Bahnübergang überquert haben, sollen nicht mit Fahrzeugen aus der Nebenstraße zusammenstoßen. Aus der Nebenstraße darf man deshalb jederzeit links abbiegen – außer, ein Fahrzeug aus der gegenüberliegenden Hauptstraße hat gerade einen Hallsensor vor dem Straßenbahngleis überfahren. Dann hat die Hauptstraße für eine einstellbare Zeit Vorrang, und die Nebenstraße wird per Infrarot gestoppt. Als Kontrollleuchte dient ein Krankenwagen, der in einer Hausdurchfahrt steht.
Für technisch Interessierte: weitere Einzelheiten
Der Hallsensor H1 gibt beim Überfahren einen negativen Impuls über einen 100-nF-Kondensator an den Timerbaustein NE 555 (monostabile Kippstufe). Wie lange Relais N angezogen bleibt, bestimmt ein 1000-µF-Kondensator mit einem 56-kΩ-Potentiometer – einstellbar zwischen 2 und 60 Sekunden. Relais N schaltet die Stopp-Infrarotdiode IR3 für die Nebenstraße und die weiße Kontrollleuchte im Krankenwagen.
Hat bereits eine Straßenbahn den Vorrang für sich aktiviert, kann H1 gar nicht ansprechen: Er liegt so dicht vor dem Gleis und hinter der Infrarotdiode, dass ihn kein Fahrzeug erreicht.
Bus an der Haltestelle gegen Überholspur
An der Bushaltestelle Gartenstraße darf ein Bus erst wieder ausfahren, wenn kein Fahrzeug auf der Überholspur neben ihm ist – und umgekehrt muss ein Fahrzeug auf der Überholspur warten, wenn der Bus gerade ausfährt. Wer zuerst kommt, fährt zuerst. Das erledigt eine kleine Zusatzplatine mit drei Hallsensoren und zwei Infrarotdioden.
Für technisch Interessierte: weitere Einzelheiten
Die Diode IR4 ist schräg und versenkt neben dem Magnetstreifen der Busspur eingebaut, sodass nur Fahrzeuge auf der Busspur ihre Signale empfangen. Am Ende der Busspur (HR) und auf gleicher Höhe in der Überholspur (HL) liegen Hallsensoren, ein dritter (HF) hinter der Zusammenführung gibt die gesperrte Spur wieder frei.
Der zuerst überfahrene Sensor verriegelt über sein Relais den anderen. Beispiel: Ein Bus wartet an der Haltestelle (Befehl „Halt mit Blinker rechts“). Überholt ihn ein anderes Fahrzeug, aktiviert es HL; Relais L geht in Selbsthaltung und hält den Bus per Stoppsignal fest. Erst wenn das überholende Fahrzeug HF erreicht, wird die Sperre aufgehoben. Fährt umgekehrt der Bus zuerst aus, aktiviert er HR und Relais R stoppt nachfolgende Fahrzeuge auf der Überholspur – über die Diode IR5, die hinter der Frontscheibe eines roten Sprinters versteckt ist. Zusätzlich erhalten die Fahrzeuge jeweils den Befehl „Blinker aus“.
Ampeln
Kreuzungen und Abzweigungen regelt die autonom arbeitende Ampelsteuerung KIT 2 von Idasiak. Ob drei oder vier Straßen zusammentreffen und wie lang die Rot- und Grünphasen sind, lässt sich über Tasten programmieren. Weil wir statt Stoppspulen Infrarotsignale verwenden, haben wir die Schaltung angepasst. Auch die Vorwiderstände haben wir ersetzt: Unsere farbigen LEDs würden sonst unterschiedlich hell leuchten.
Die komplette Kreuzung mit Ampelmasten, Infrarotdioden und Magnetstreifen ist so aufgebaut, dass sie nach dem Lösen einiger Steckverbinder zur Wartung nach oben herausgehoben werden kann.
Das Ampelmodul übernimmt noch eine weitere Aufgabe: Am Bahnhofsvorplatz von Kirchhorsten gibt es drei Busbuchten. Damit sich abfahrende Busse nicht gegenseitig die Vorfahrt nehmen, ist unter jedem Haltestellendach – oder als Koffer getarnt an einer Figur – eine Infrarotdiode angebracht, die im Takt der Ampel immer nur eine Bucht freigibt.
