Rilevatore di presenza con barriera ottica

(a cura di Andrea Altrocchi e Tiziano R.)

Ho deciso di realizzare questo sistema di rilevazione, in quanto all'ingresso della Stazione di Segrino (plastico "la valle incantata") c'è una diramazione che conduce alla ferriera.
I due binari finiscono in galleria ed il treno non è quindi più visibile.
Se infatti il deviatoio lo comando con una pulsantiera che mi consente di vederne la posizione (led rosso o verde) perdo invece di vista il treno.
Avevo quindi bisogno di sapere quando questo raggiunge il tronchino a dx (o supera completamente il deviatoio in galleria), per poterlo così far tornare indietro.

Per determinare il passaggio del treno su un determinato punto della linea ci sono tre sistemi.
1. pedale reed azionato da un magnete (v.di guida sui blocchi automatici);
2. circuito rivelatore di presenza ad assorbimento;
3. barriera luminosa.
- Il primo richiede l'applicazione di un piccolo magnete sotto il rotabile;
- il secondo richiede il doppio sezionamento della rotaia;
- il terzo è costituito da una sorgente di luce (anche ad infrarossi) e da un rilevatore che la riceve ovvero il fototransistor (ricevitore).
Questi sono posizionati a cavallo del binario, e l'operazione non richiede alcun intervento alle rotaie o ai rotabili ed è elettricamente indipendente dal circuito di trazione.
Si può anche facilmente mimetizzare nel paesaggio nel caso in cui non lo si debba posizionare in una zona nascosta.
Maggiore è la distanza tra i due componenti, maggiore dovrà essere l'intensità luminosa generata dall'emettitore.
La parte anteriore del convoglio in arrivo, in qualunque senso di marcia, interrompendo il fascio luminoso cambia lo stato di conduzione del fototransistor.
Fase della saldatura a stagno sulla "basetta millefori".
la parte sottostante…

e la parte superiore.

Inquadratura ravvicinata del rilevatore ed incollaggio sulla base di sughero.

Con questo sistema basta posizionare il dispositivo nel punto interessato e quando un qualsiasi ostacolo (nel nostro caso un treno) interrompe il collegamento ottico tra fotodiodo ed il fototransistor, la spia led si accende sul sinottico e ci permette di operare di conseguenza.
Il convoglio sta per imboccare la barriera.
Il led è spento.

Il convoglio ha imboccato la barriera.
Il led si illumina.

Ecco dunque tutto quello che ci serve per realizzarne uno (oltre ad un piccolo saldatore a stagno per le saldature):
1 LED Infrarossi: GL480
1 Fototransistor: PT481F
3 diodi 1N4148
1 resistenza da 1K Ohm
1 resistenza da 360 Ohm
1 Led (colore a piacere)
1 basetta millefori
Ecco lo schema della barriera a infrarossi realizzata:

R1 serve a limitare la corrente che attraversa il led infrarosso che sarà di circa 30 mA.
R2 invece serve a polarizzare correttamente il fototransistor che lavorerà in zona di saturazione o in zona attiva a secondo che il raggio di luce infrarossa del led sia interrotto o meno dalla presenza di un treno sul binario.
Per facilitarne la lettura, ecco lo schema con la disposizione dei componenti della barriera.
Il disegno rappresenta la vista dall'alto e le zone in grigio rappresentano i punti di saldatura.
Un raccomandazione: a parte per le resistenze, è importante rispettare la polarità dei componenti (diodi, led, transistor) così come sono riportati nello schema, pena il mancato funzionamento del circuito.

Per quanto concerne l'alimentazione, occorre un "alimentatore dedicato".
Possiamo utilizzarne uno molto economico, i 12V di uscita non sono molto stabili, però se ci limita ad usarlo per il solo circuito della barriera ottica, può andare bene.
La corrente di Uscita è di 500mA, la potenza nominale di 6W, la tensione di ingresso 230V in c.a. e quella di uscita a 12Vc.c.

Possiamo invece utilizzare un alimentatore stabilizzato (con quindi all'uscita i 12V "puliti") ed una potenza 3 volte superiore (tiene fino a 1,5 Ampere).
È indicato nel caso anche un domani si decidesse di alimentare anche altri circuiti (per esempio qualcosa con relè in cc).
La corrente di Uscita è di 1.5A, la potenza nominale di 18W, la tensione di ingresso 230V in c.a. e quella di uscita a 12Vc.c.

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