3.3 Positionierungselektronik

  Die Aufgabe der Elektronik besteht darin, dem Meßgerät die vorher fest definierten Markensignale und nach einer vorher festgelegten Markenanzahl das Liniensignal zu senden. Hierzu werden die Wagenumdrehungen optoelektronisch an der Wagenachse abgenommen. Pro Umdrehung ergeben sich zwei äquidistante Signale, so daß bei einem Radumfang von nach jeweils eine Marke gesetzt wird. Die Anzahl der Marken, nach der das Liniensignal gesendet wird, kann zwischen 0 und 999 eingestellt werden. Hieraus resultiert eine maximale Linienlänge von , die aber in der Praxis wohl kaum Anwendung finden wird (Fortpflanzung der Positionierungsfehler).

3.3.1 Hauptplatine

Die Schaltung wurde in der störungsunanfälligen TTL-Technik gebaut. Sie besteht im wesentlichen aus drei   BCD-Zählern (SN74LS290), die die optoelektronischen Impulse zählen und einem Vergleicher, der durch NOR-, EOR- und AND-Gatter (SN7425, SN74LS86, SN74LS11) realisiert wurde. Er prüft ständig, ob das zuvor eingestellte Linienende bereits erreicht ist. Solange dies noch nicht der Fall ist, wird bei jedem optoelektronischen Impuls ein Markensignal an das Meßgerät gesendet. Mit Erreichen des Zählerstandes wird das Liniensignal gesendet, und das Meßgerät beendet die Messung dieser Linie. Da nun bei einem weiteren optoelektronischen Impuls wieder ein Markensignal gesendet würde, wird ein Stopbit gesetzt, das anzeigt, daß nun keine Signale mehr ans Meßgerät gehen dürfen. Man kann nun an die Anfangsposition der nächsten Linie fahren. Dort wird der Reset-Schalter betätigt, um den Zählerstand auf Null zurückzusetzen und das zuvor gesetzte Stopbit zu löschen, und man kann mit der Prospektion der nächsten Linie beginnen.

Sowohl der aktuelle Zählerstand, als auch der Referenzstand werden über LED-Siebensegmentanzeigen angezeigt, so daß eine ständige Überprüfung der aktuellen Position möglich ist. Abbildung 3.8 zeigt die Logikschaltung und Abbildung 3.9 das Flußdiagramm der Elektronik. Im Schaltbild wurden die Siebensegmentanzeigen und deren Treiberbausteine (SN7447) aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Die RS-232 Ein- und Ausgänge des Meßgeräts stehen ebenfalls auf der Elektronikplatine zur Verfügung, so daß ein Laptop auch bei angeschlossener Elektronik Daten vom Meßgerät empfangen kann. Abbildung A.3 zeigt die Lage der Schalter und Stecker in der Elektronikbox. Die Steckerbelegungen werden aus Abbildung A.2 im Anhang ersichtlich. Die  Stromversorgung der Elektronik besteht aus einem Blei-Gel-Akku mit einer Spannung von und einer Kapazität von . Da der maximale Stromverbrauch der Elektronik weniger als beträgt, läßt sich mit einer Batterie eine Meßdauer von ca. realisieren.

  
Abbildung 3.8: Logikschaltung der Positionierungselektronik. Die Treiber der Siebensegmentanzeigen wurden aus Gründen der Übersichlichkeit weggelassen.

  
Abbildung 3.9: Flußdiagramm der Positionierungselektronik

3.3.2 Optoelektronischer Impulsgeber

Der  optoelektronische Impulsgeber besteht aus einer Infrarotlichtschranke, die beim Wechsel von dunkel auf hell durchschaltet. Sie steuert einen TTL-Treiber (SN 75451B) an, dessen Ausgangssignal als Eingangssignal für den BCD-Zähler dient. Abbildung 3.10 zeigt das Schaltbild des Impulsgebers.

  
Abbildung 3.10: Schaltung des optoelektronischen Impulsgebers