SIGNAL + DRAHT (104) 10/2012 36 n Akustik am BÜ die Nachtabsenkung konnte eingestellt werden. Verschiedene Betriebsarten und Töne konnten per Codierschalter ausgewählt werden und eine Funktionsanzeige wurde über LED gewährleistet. 2 Die digitale Bahnübergangsakustik 2.1 Ausgangslage Moderne Bahnübergangssicherungsanlagen wie die BUES 2000 erfüllen nicht nur die Anforderungen eines Landes, sondern sind länderübergreifend als System für die „Funktion Bahnübergang“ entwickelt worden und decken somit Anforderungen verschiedener Länder und Kunden ab. Aufgrund erweiterter Anforderungen der europäischen Kunden und als Reaktion auf die Abkündigung von Bauteilen wurde im Hause Scheidt & Bachmann die Entwicklung einer neuen, modernen Akustik-Baugruppe begonnen. Es war das Ziel, einerseits eine voll kompatible Baugruppe zu entwickeln, die die Akustik-Baugruppe der EBÜT 80 und der BUES 2000 voll kompatibel ersetzt. Andererseits sollte eine für zukünftige Technologien und Anforderungen gerüstete Technik verwendet werden, die neue Anforderungen wie zum Beispiel die Regelung der Lautstärke anhand des Umfeldgeräuschpegels erfüllt. In Zusammenarbeit mit der Hochschule Niederrhein in Krefeld/Mönchengladbach wurde unter anderem im Rahmen zweier Masterarbeiten ein Hardware- und Software-Konzept erarbeitet, um die genannten Ziele zu erreichen. 2.2 Die neue digitale BÜ-Akustik Bei der Entwicklung der neuen BÜ-Akustik wurden moderne Bauteile und Entwicklungstools verwendet, um eine Baugruppe mit einem großen Funktionsumfang und gleichzeitiger Kompatibilität zu der bisher eingesetzten Akustik zu entwickeln. Herzstück der neuen Baugruppe sind zwei ARM-Mikrocontroller, die sämtliche Steuerungs- und Überwachungsfunktionen übernehmen. ARMProzessoren sind in Smartphones und Tablet-PC weit verbreitet. Sie zeichnen sich durch hohe Leistungsfähigkeit und stabiles Betriebsverhalten bei geringem Strombedarf aus. Die neue BÜ-Akustik ist mit diesen Mikrocontrollern in der Lage, je nach Einsatzland und Einsatzort unterschiedliche, universelle Klänge abzuspielen. Die Informationen zur Erzeugung der verschiedenen Klänge werden aus WaveAudiodateien eingelesen. Diese Dateien können komfortabel von einem PC über eine USB-Schnittstelle in den internen Datenspeicher der BÜ-Akustik geladen werden, ohne dass auf dem PC eine zusätzliche Software erforderlich ist. Beim Entwurf der neuen Akustik wurde das Wave-Format gewählt, da es weit verbreitet ist und eine Vielzahl von Programmen existiert, die Wave-Dateien erzeugen können. Dieses Konzept ermöglicht eine flexible Anpassung an verschiedene nationale und internationale Anforderungen. Auch andere Klänge wie zur Orientierung von Blinden sind leicht zu realisieren. Mit zwei Drehschaltern auf der Baugruppe sind 256 verschiedene Klänge abrufbar. Die zweikanaligen Amplitudeninformationen, die als eine lange Abfolge von Zahlen in der Wave-Datei enthalten sind, werden von den Mikrokontrollern in einen Datenstrom umgesetzt und an die internen PWM-Controller gesendet. Dabei können zusätzliche Faktoren wie Unterschiede zwischen Tag- und Nachtlautstärke oder der Umfeldgeräuschpegel (siehe unten) berücksichtigt werden. Die PWM-Ausgangssignale liefern in Verbindung mit einem Filterglied die gewünschten Analogsignale des Klangs, der ausgegeben werden soll. Jeder Mikrocontroller besitzt einen eigenen Stereoverstärker, der die erzeugten Analogsignale verstärkt und auf den angeschlossenen Lautsprechern wiedergibt. Hierbei werden moderne Class-D-Verstärker verwendet, die sich aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades durch geringen Strombedarf und Abwärme auszeichnen (Bild 4). Insgesamt ist es mit den beiden Mikrocontrollern möglich, auf jedem der vier anschließbaren Lautsprecher einen anderen oder zeitlich versetzten Ton auszugeben. Da viele Bauteile der neuen Akustik doppelt ausgelegt sind, kann bei einem Ausfall eines Bauteils (wie Mikrocontroller oder Verstärker) dennoch auf den beiden anderen Lautsprecher die Tonausgabe weiterhin erfolgen. Eine Neuerung der BÜ-Akustik ist die eigenständige Ausfallerkennung der Baugruppe. Bei der Ausgabe eines Tones überwacht jeder der beiden Mikrocontroller die Ausgangsströme von beiden Verstärkern. Damit können beide Controller unabhängig voneinander sowohl ihre als auch die Funktionsfähigkeit des anderen Controllers prüfen und bei Ausfall eine Störung anzeigen. Die kompatible Ansteuerung über Schaltkontakte ist um eine optionale Bild 2: Detail, Läutewerk einer mechanischen Schranke Quelle: Scheidt & Bachmann
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