DIY Automatische Bahnschranke: Sichere Zugerkennung mit LDR-Sensor

Eine automatische Bahnschrankensteuerung ist ein einfaches, aber äußerst nützliches Projekt: Sie öffnet und schließt die Schranke selbstständig bei Annäherung oder Abfahrt eines Zuges.

Normalerweise bedient ein Schrankenwärter die Schranken manuell, basierend auf Informationen des nächsten Bahnhofs. Viele Bahnübergänge sind jedoch unbesetzt – dort ereignen sich häufig Unfälle. Eine vollständige Automatisierung eliminiert menschliches Versagen und zeitliche Verzögerungen beim Schließen.

Funktionsprinzip

Das System nutzt zwei LDR-Sensoren (Light Dependent Resistors). Je ein LDR wird von einer LED angestrahlt. Fährt der Zug zwischen LED und LDR, wird der Lichtstrahl unterbrochen → der Widerstand des LDR steigt → über einen Spannungsteiler erhalten die Basiswiderstände der NPN-Transistoren (BC547) Spannung → die Transistoren schalten durch → die Motoren (hier BO-Getriebemotoren) fahren die Schranken hoch/runter.

Für den Modellbau reichen Getriebemotoren; im Realbetrieb wären bürstenlose DC-Motoren mit höherem Drehmoment nötig. Das Projekt ließe sich durch Infrarotsensoren oder Mikrocontroller erweitern, blieb hier aber aus Kostengründen bei der diskreten Transistorschaltung.

Verwendete Bauteile

• 4× BC547 NPN-Transistor
• 2× LDR (Lichtabhängiger Widerstand)
• 2× weiße LED (für Sensoren), 3× gelbe LED (Straßenlaternen)
• 2× 220 Ω Widerstand
• 2× 47 kΩ Widerstand
• 2× 1 kΩ Widerstand
• 2× 1N4148 Z-Diode
• 2× BO-Getriebemotor
• Lochrasterplatine (Veroboard)

Schaltplan:

Aufbau-Anleitung

1. Alle Bauteile laut Schaltplan auf der Lochrasterplatine verlöten. Vorsicht: Transistoren sind hitzeempfindlich – zügig löten!
2. Holzmodell für die Schrankenanlage bauen, lackieren, Elektronik einbauen, verkabeln.
3. Spielzeugzug (beliebig) für die Demo besorgen.
4. Straßenlaternen: Trinkhalme mit Knick als Mast, LED an der Spitze befestigen.
5. Lichtschranke aufbauen: LED und LDR exakt gegenüber positionieren, sodass der Zug dazwischen den LDR verdunkelt.

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Urheber: Sparsh Kishore Kumar, Indien/Dehradun, Student an der Graphic Era University.