Voor de beveiliging van de punten waar het wegverkeer de spoorweg kruist, zijn verschillende systemen in gebruik geweest. De AKI (Automatische Knipperlicht Installatie) is er een van.

De meeste AKI's zijn inmiddels vervangen door mini-AHOB's, omdat er op dit type overwegen veel (dodelijke) ongelukken plaatsvonden. Op een paar plekken na, vooral particuliere terreinen, kun je deze overwegen nog vinden.

De beveiliging

De eerste installatie kwam in 1936 in dienst en zag er heel anders uit dan het huidige type. Dat type behandel ik hier dan ook niet. Desondanks zijn er door de jaren heen heel wat veranderingen geweest die het uiterlijk behoorlijk bepalen.

Sowieso is dit in model een van de makkelijkste overwegen om te maken, omdat er geen aandrijving nodig is voor een stel slagbomen. Alleen soldeervaardigheid en een electronische schakeling om de LED's te laten knipperen zijn vereist.

Op deze pagina kan je dan ook een wat globale beschrijving van de zelfbouw van een AKI in model vinden, het is helaas geen zeer duidelijk uitgewerkt stappenplan. Er is een opsomming van de benodigde gereedschappen en materialen en tot slot een schakeling om het geheel zoals het grote voorbeeld te laten knipperen.

Pagina-overzicht


Uiterlijk van de palen

Beschildering van palen Vanaf het begin van de overwegbeveiliging tot aan ongeveer 1975, waren de rood-witte strepen op de palen schuin aangebracht (1), daarna werden de strepen horizontaal aangebracht (2).
Na het aanbrengen van 1 achtergrondscherm in plaats van 3 losse werden de palen volledig zwart geschilderd (3).
Bij controles of werkzaamheden werden de palen nog wel eens van een grijs kleurtje voorzien (4), maar lang niet overal.

Uitvoeringsvormen van de schermen rond de lampen Vanaf 1951 kreeg elke lamp een afzonderlijk rond scherm, dat vanaf 1990 weer werd vervangen door 1 groot scherm.

De 1990 variant is het makkelijkst om te maken.

uitvoeringsvormen van de lampbevestiging Naast de bovenstaande verschillen zit er ook nog verschil in de bevestiging van de lampen: Bij de ene overweg werden de lamphouders zo gemonteerd dat de lampen 'hingen' (linker-afbeelding) maar er zijn ook overwegen geweest waarbij de lampen als het ware op de lamphouders 'stonden' (linker-afbeelding)

Waarschijnlijk zijn er hier en daar ook wel combinaties geweest van de verschillende montagevormen. Vaststaat dat beide manieren bij de versie met losse achtergrondschermen als met 1 groot achtergrondscherm toegepast werden.

Aan de slag

Om het model te maken, is een behoorlijk aantal materialen en gereedschappen nodig, die hieronder opgesomd zijn:

De materiaallijst...

...voor het maken van de mal:

...voor het maken van de AKI-palen:

De benodigde gereedschappen...

...voor het maken van de mal:

...voor het maken van de AKI-palen:


De bouw

Begin met de mal. Als we de AKI-palen gemakkelijk in elkaar willen zetten, is een mal een vereiste. Je mag het van mij zonder proberen maar ik raad het niet aan.

Mal met messing-buisje in de groef gelegd, klaar om de achtergrondschilden te bevestigen Met een bol freesje in de Dremel, frees je in een stukje multiplex (10 x 10 centimeter is ruim voldoende) een rechte sleuf zodat daar straks het buisje in kan liggen.

Lijm op de door jouw gewenste lengte een strookje hout waar straks de kopse kant van het buisje tegenaan ligt. Dit zorgt ervoor dat je het lampenschild steeds op dezelfde hoogte aan de paal monteert.

Lijm daarna aan elke zijde van de sleuf 2 stukjes hout om de helften van het lampenschild in de juiste positie te houden. Je zal hiervoor een proef-model moeten maken. Met dat proef model kun je de 2 stukjes hout dan goed vastlijmen. Hiernaast zie je de mal met een buisje klaar voor montage van een AKI-paal.

Daarna is het de vraag met hoeveel LEDs je je AKI uit wil rusten. Je kan ervoor kiezen om je AKI met een totaal van 6 LED's uit te voeren, omdat je bijvoorbeeld steeds tegen dezelfde kant van je AKI aankijkt en je de andere LED's dus nooit zal zien.

Je kan er echter ook voor kiezen beide palen aan beide kanten van LEDs te voorzien. Het geeft natuurlijk een leuk effect als een trein de overweg passeert en de overige LED's het passerende materieel beschijnen.

Als je alleen de zijde die naar jou toe gericht is van LEDs voorziet, ben je met 4 rode en 2 witte SMD LEDs klaar. Ik heb gekozen voor de variant waarbij beide zijden van de palen verlicht zijn en heb dus ook twee keer zoveel LEDs nodig.

Twee messing achtergrondschilden voor de bouw van de AKI Het lampenschild maak ik van messing plaat van 0,5 mm dik. Om de juiste vorm van de driehoek met afgeronde hoeken te krijgen, gebruik ik een tekening uit het boek: 'De nederlandse Modelspoorweg' van uitgeverij Schuyt & Co (ISBN 90-6097-304-6)

Op pagina 119 staat een prachtige tekening van een AKI, inclusief maten. De betreffende tekening heb ik ingescand en verkleind totdat het geheel op schaal was.

Dat druk je af op normaal papier. Afhankelijk van het aantal AKI-palen dat je maakt, dien je dit voor elke paal af te drukken. Ik ga uit van een set en dus heb je 2 afdrukken nodig. Na het uitknippen van het papier kun je dit met dubbelzijdig plakband of iets dergelijks op het messing plakken.

Daarna knip je de achtergrondschermen uit met een huishoudschaar (bijvoorbeeld) en houd je 2 schermen overhouden zoals op de foto te zien is.

Zoals je in de afbeelding van de mal misschien al hebt gezien dien je van de messing plaatjes met de tekening van het lampenschild, de paal weg te knippen. Je houd dan 2 helften over, die aan het messing buisje gesoldeerd worden. Na het knippen van het lampschild is het papieren opschrift niet meer nodig. Met aceton kun je dat en de lijmresten verwijderen. Je wilt het niet gaan verhitten bij het solderen vanwege de stank en het komt de soldeerverbinding niet ten goede.

Na het knippen kun je de 2 helften samen met het buisje in de mal plaatsen en aan elkaar solderen. Plak het buisje even vast in de mal met tape van het een of ander (PVC tape vind ik zelf prettig werken) anders loop je het risico dat het buisje tijdens het aansolderen van de tweede helft van het lampenschild draait en daardoor een naar binnen staand lampenschild oplevert.

Boor nu in het buisje de gaten voor de draadjes en de lamphouder van de witte lamp. Voor de witte lamp maak je van koper of messing draad van 0,5 of 0,8 mm dikte een soort 'U'. Buig het laatste 'been' van de 'U' echter wel pas nadat je het stukje draad door het gat in de paal gestoken hebt, anders krijg je het er niet doorheen!

De 'U' wordt zo snel en tegelijkertijd goed mogelijk vastgesoldeerd. Doe je er te lang over dan vallen de schilden onherroepelijk van de paal af, doe je het te snel, dan heb je weer geen goede soldeerverbinding. Hier op oefenen is misschien vereist voor je de smaak te pakken hebt.

Boor daarna boven of onder de houder voor de witte lampen een gaatje voor het draadje dat de LED's straks van stroom voorziet.

Invoeren van het koperdraad

Aan de paal is de lamphouder voor de witte LEDs gesoldeerd en de eerste draden zijn ingevoerd Neem 3 geëmailleerde koperdraadjes van dezelfde lengte, bijvoorbeeld 50 centimeter lang. In ieder geval liever te lang dan te kort.

Je kan kiezen hoe je het in de paal proppen van het draad aanpakt. Ik heb dat bij dit model 1 voor 1 gedaan, omdat 3 bij elkaar gedraaide draden weinig neiging tot buigen vertonen.

De eerste gaat er vaak probleemloos in, maar bij het tweede en derde draadje ben ik aanmerkelijk langer bezig. Om het invoeren makkelijker te maken komt het bij de benodigdheden genoemde potje vaseline van pas. Steek het draadje dat je in wil voeren in de vaseline en voer het daarna in. Je zal merken dat het veel makkelijker gaat, al blijft een pincet erg handig.

Hiernaast kun je een AKI paal zien waar de witte lamphouder al aangebracht is en de draden getrokken zijn:

Ingevoerde draden en gemonteerde lamphouder De tweede stap is het monteren van de rode lamphouders.

Van 2 stukjes koperdraad buig je wederom een 'U' met als verschil dat je dat voor 1 paal nu 2 keer moet doen. De afstand tussen de 'benen' van de U dient natuurlijk de afstand die in werkelijkheid tussen de lampen aanwezig is, te benaderen.

Zowel het paaltje als de 'U' eerst vertinnen en daarna solderen levert een betere soldeerverinding op. Ook hier weer opletten: te lang solderen en het lampenschild laat weer los.

Lamphouders voor de rode lampen aan de paal gesoldeerd Zoals je op de foto kan zien is 1 van de benen van de 'U' langer dan de andere. Het monteren van de 'U' is dan makkelijker omdat je 1 zijde met een tangetje vast kan pakken om het daarna te solderen. Zonder de extra lange been zitten soldeerbout en tang elkaar al snel in de weg. Na solderen knip je het te lange been op lengte.

Op de foto zie je 1 houder voor de rode lampen gesoldeerd aan de paal. Om de houders op de juiste plek te houden boor ik vaak een gaatje, waar de stukjes draad dan als het ware een beetje 'in vallen'. Opa die manier wordt de soldeerverbinding ook wat steviger. Het te lange been is hier duidelijk nog niet afgeknipt.

Paal met bijgewerkte lamphouders En hier zijn beide benen bijgewerkt tot de juiste lengte. De foto is niet helemaal geweldig, maar maakt wel duidelijk hoe het geheel in elkaar steekt. Uiteraard dien je, als je de andere kant ook van LEDs voorziet, ook aan de andere kant een dergelijke 'U' aan te solderen.

Aan de AKI-paal zijn nu de LEDs gesoldeerd Een redelijk rechtoe-rechtaan klusje: het aansolderen van de LED's. Om dit solderen aanzienlijk makkelijker te maken zijn de volgende stappen handig.

Pak het stuk karton en het dubbelzijdige plakband erbij, plak een stukje van het dubbelzijdige plakband op het karton en verwijder het beschermlaagje van het plakband.

Haal de SMD LED's uit de verpakking en leg ze met de lichtgevende zijde op het dubbelzijdige plakband.
Druk ze voorzichtig aan en vertin daarna beide contactpuntjes van de minuscule LED's.
Pak daarna het stukje draad van 0,05 mm2. Verwijder aan 1 kant een paar millimeter isolatie en vertin het blanke koperdraad. Knip het draad daarna af tot ongeveer 2 mm.
Soldeer het vertinde deel van het draadje aan de kathode van de LED en soldeer de LED aan de paal via het draadje dat je in je hand hebt. Op deze manier heb je veel controle over de LED. De meeste pincetten zijn voor 0603 LEDs toch al snel te groot om nog ruimte te bieden voor een soldeerbout.

Wanneer je alle LED's gesoldeerd hebt aan de paal, hoort het er zo uit te zien als hiernaast. De witte LED's zijn duidelijk herkenbaar aan het wat gelige uiterlijk.

Testen

Test na het aansolderen van de LEDs of de lichtgevende diodes nog werken. Via een multimeter op de diodestand loopt er vaak genoeg stroom om de LED duidelijk op te zien lichten. Gaat de LED niet branden, draai dan de pennen van de meter eens om. Het kan zijn dat je de LED toch verkeerd gemonteerd hebt, oftewel de kathode aan de paal in plaats van de anode. Als de LED dan nog niet oplicht, kan je er zeker van zijn dat de LED stukgegaan is.

Gesoldeerde LED's met draad Daarna komt het leukste priegelwerk: het aansluiten van de koperdraadjes. Brand met de soldeerbout het isolerende laagje van het koperdraad en vertin het. Daarna op lengte knippen en het aan de LED solderen.

Als je goed kijkt zie je aan deze zijde 2 draadjes aan elke LED zitten. Dat komt omdat ik de LED's per 2 parallel geschakeld heb. Dit zorgt ervoor dat ik maar 3 draadjes (in plaats van 6) in het krappe messing buisje hoef te trekken.

Test hierna de LEDs nogmaals: als je het goed gedaan hebt werken alle LED's nog en kun je door met de andreaskruisen en bellen.

Het verschil tussen de lampkleur. De koudwitte SMD-LED heeft een klein beetje gele verf gekregen Hiernaast zie je 2 palen waar nog geen andreaskruisen op bevestigd zijn. Misschien dat het verschil tussen de kleur van de witte lampen opvalt. De witte LEDs die ik hiervoor gebruik zijn niet warmwit. Daarom komt het witte licht wel erg kil over, terwijl dat in het echt altijd wat gelig van kleur was.

Sterk verdunde gele verf, aangebracht met een penseeltje bracht uitkomst: de kleur werd er een stuk vriendelijker door.
Boven de oude kleur, onder de nieuwe.


Bel, Andreaskruisen en andere zaken

Omdat de AKI natuurlijk wel op het voorbeeld moet lijken krijgt elke paal een bel. Ik heb die gemaakt van rond styreen staf van 3 mm dik. De bellen zijn in de diameter gezien iets dikker dan de paal waar ze op vertoeven.

Een stukje van 3 centimeter lengte wordt in de schroefmachine geklemd. Laat de machine LANGZAAM draaien en vijl de vorm van de eigenlijke bel in het stukje staf met een rond sleutelvijltje. Als je de machine te hard laat draaien zal het styreen te warm worden en zullen de 'spanen' zich in je vijltje vastzetten, waarna je vijltje nog maar weinig zal doen.

Styreenbuis om de bel van de AKI mee te vormen in zowel onbewerkt als geschilderde vorm Op de foto zie je het stukje styreen staf met de ingevijlde klokvorm. Eronder staat de bel in de verf.
Waarom ik de bel al schilderde voordat ik 'm vastlijmde, weet ik niet meer. Als de bel later op de paal gelijmd zou worden kon ik het veel makkelijker schilderen, maar het idee is duidelijk.

Zaag de bel hierna af. Je houdt helaas een vervelend klein stukje materiaal over wat zeker niet makkelijk lijmt, maar een andere oplossing weet ik er niet voor.

De bellen wijzen over het algemeen naar de weg. Ik heb de bellen gelijmd met secondelijm. Let daarbij enorm op voor je vingers, want die zitten zo vast. Een pincet spaart je vingers, maar mijn ervaring is dat pincetten nog eerder vast zitten dan je vingers of de bel..

Er zijn trouwens ook AKI's uitgerust geweest met een zogenaamde 'platte bel'.

Andreaskruisen in de witte verf gezet door deze tussen twee magneetjes in te klemmen De Andreaskruisen, die aangeven of de AKI voor 1, 2 (of meer) sporen geldt maak ik van stripjes messing plaat van 0,3 mm dik. Ik zeg het er bij: het is geen makkelijk klusje om de dunne, smalle stripjes goed op maat te krijgen.

Je kunt de kruisen trouwens ook uit 1 stuk messing knippen. Voor enkelspoor is dat niet zo'n probleem, maar een dubbel andreaskruis uit 1 stuk messing knippen is een aardige opgave.
Ook daarom maak ik de kruisen uit 2 stripjes messing, die ik vervolgens in een simpel malletje aan elkaar soldeer. Het geeft het geheel ook nog wat reliëf, iets wat het totaalplaatje denk ik wel ten goede komt.

Op de foto zie je ze in de witte verf staan. Die heb ik, net zoals de rode verf, twee keer opgebracht om dekkend te krijgen. Voor de hanteerbaarheid heb ik elk kruis ingeklemd tussen 2 magneetjes. Op die manier krijg je geen kramp in je vingers en kan je op je dooie gemak de kruisen van verf voorzien.

Voor de bevestiging van de kruisen geldt hetzelfde. Hou je het simpel, dan lijm je de kruisen direct aan de paal, doe je wat meer moeite, dan kun je met een messing draadje de afstand van ongeveer 30 centimeter tussen paal en kruis nabootsen.

Van styreenbuis, waarvan ik de binnendiameter opgeboord heb, maak ik de zonnekappen. Deze lijm ik ook vast met secondelijm. Ik ben niet echt tevreden over m'n huidige zonnekappen, maar een betere oplossing heb ik nog niet gevonden.

Gecompleteerde AKI palen voorzien van beschildering, andreaskruis en bel En als alles uiteindelijk vastgelijmd en geschilderd is, is de AKI zo goed als klaar. Alleen de schrikhekken ontbreken eigenlijk nog. Schrikhekken zijn de rood-wit gestreepte 'hekjes' die de overweg duidelijk markeren voor het wegverkeer. Zonder die hekjes is het geheel echter al prima herkenbaar.

De witte randen vallen naar mijn mening een beetje negatief op. In het echt is die witte rand ook aanwezig, maar in model is het niet makkelijk om die aan te brengen. Een fijne witte Edding marker en een vaste hand brachten niet helemaal het resultaat wat ik hoopte.


Verbeteringen voor de toekomst

De bouw van deze AKI-paaltjes heeft wel wat punten opgeleverd die voor verbetering vatbaar zijn.
Punt 1: de bevestiging van de andreaskruisen. Nu zitten die via een messing draadje aan de paal gelijmd met secondelijm. Ik snap dat modelbouw fragiel is, maar ze zijn op deze manier veel te kwetsbaar en het vastlijmen is ook geen gemakkelijk klusje.
Voor de volgende versie soldeer ik de kruisen zelf nog steeds in/aan elkaar, maar boor er daarna 2 gaatjes in. Een stukje messing draad wat ik in de juiste vorm buig steek ik er dan doorheen en soldeer ik vast. Daarna kan ik het geheel aan de paal solderen.

Punt 2: De zonnekappen. Deze vind ik te grof, maar ik heb er geen andere oplossing voor.
Punt 3: De lichtdichte afwerking van de 'lampen'
Ondanks het feit dat het geheel zwart geschilderd wordt zie je vaak toch nog lichtlekkage van de LED's. Ik ben van plan om in de zonnekappen een sleufje voor het metaaldraad waar de LED's aan gesoldeerd zijn, te maken, zodat de achterkant van de zonnekap gelijk ligt met de achterzijde van de LED. Door aan de achterkant dan een rondje styreenplaat van 0,13 mm dik te lijmen en daarna te schilderen wordt het geheel lichtdicht.

Punt 4: de verdere afwerking van de palen. In het echt zit er een fors voetstuk rond de palen waar deze de fundering 'ontmoeten'. Ik denk aan een blokje styreen met wat extra richels en 'dingen' die dat moet imiteren.
Punt 5: De bel. Die is niet echt op schaal en kan netter naar mijn mening.

Elektronica voor het knipperen

Eigenlijk zijn we er nog niet helemaal: Het geheel moet natuurlijk ook knipperen!
Een manier om dat te doen is via een 555 timer-IC. Via een relais wordt geschakeld tussen 'overweg veilig' en 'trein nadert'.
Het is vast ook met transistoren op te lossen, maar een relais heeft iedereen waarschijnlijk wel in huis.

Hiernaast het schema: transistor T1 inverteert het signaal van de 555 en zorgt zodoende voor het afwisselend oplichten van de LED's.
Ik heb het schema getekend zoals mijn situatie dat vereist. 4 witte LEDs en 8 rode LED's in totaal. 2 witte en 4 rode per paal. Heb je er voor gekozen om alleen de voor jou zichtbare zijde uit te rusten met LED's, dan dien je de andere groepen LED's gewoon weg te denken.

Schema voor AKI schakeling De 'schakeling' voor het relais heb ik niet getekend, maar ik acht dat ook niet nodig. Een schakelaartje dat de spoel wel of niet bekrachtigt lijkt me niet het moeilijkste aan deze schakeling.

Netjes is het wel ervoor te zorgen dat het relais in ruststand is als de witte lamp knippert.

Op deze manier wordt er alleen stroom verbruikt door het relais als het rode licht knippert, wat waarschijnlijk economischer is dan andersom (tenzij uw modelbaan zeer druk verkeer kent...)

Onderdelenlijst:

Niet in het schema getekend: ontkoppelcondensator over de voedingslijnen: een 100 uF elco is voldoende
R1 = 4,7 k ohm
R2 = 470 k ohm
R3 = 12 k ohm
R4, R6, R8, R10 = 820 ohm tot 2,2 k ohm: je dient een beetje te experimenteren met de waardes om het geheel niet te fel te laten branden
R5, R7, R9, R11 = 820 ohm tot 2,2 k ohm: hetzelfde verhaal als hierboven
C1 = 2,2 uF
T1 = BC547
IC1 = NE555
K1 = relais met 1 wisselcontact, spoelspanning 12 Volt
D1, D2, D4, D5, D7, D8, D10, D11 = 0603 SMD LED rood
D3, D6, D9, D12 = 0603 SMD LED wit

Met de gegeven waardes voor R1, R2 en C1 komt de knipperfrequentie heel aardig in de buurt van de oude 45 keer per minuut. Voor de nieuwe frequentie (90 keer knipperen per minuut) dien je R2 te verlagen tot 220 k ohm.

Einde van dit artikel