Rundenzeiterfassung für modellautos mit hohem speed

[Che Guevara]

Hallo Leute,

für einen Freund soll ich etwas bauen, das die Rundenzeiten von 6 Autos feststellt und dann am PC über RS232 ausgibt.

Mein Problem ist jetzt, dass ich nicht weiß, wie ich das ganze anpacken soll....
Ich hätte mir überlegt, jedem Auto eine IR-Led zu spendieren, alle mit verschieden Frequenzen (zur Unterscheidung der Autos) und dann im Ziel einen Phototransistor zu installieren und dahinter 6 mal einen LM567 (auf die verschieden Frequenzen der Autos abgestimmt) . Je nachdem, welches Auto dann das Ziel passiert, liefert ein bestimmer LM567 ein Low Signal. Am Controller wird ständig überwacht, ob ein Low-Signal kommt. Mir gehts jetzt hier allerdings nur um den Teil vorm Controller.

Das Problem bei dieser Lösung ist, dass die Autos ja nicht immer im gleichen Winkel zum Ziel/Phototransistor fahren/kommen.

Was haltet ihr von meiner Lösung?? Machbar oder schlecht machbar??
Wie würdet ihr das machen??

Wichtig ist vielleicht noch, dass das ganze wenn möglich im 20 bis 30 Euro Bereich bleiben sollte (also nur die Elektronik, ohne Controller unso).

Wäre vielleicht Ultraschall eine Lösung (also im Prinzip das gleiche wie mit IR, nur die Übertragungsart wäre anders...)

Danke schon mal für eure Antworten

Gruß
Chris

[steep]

Wie wäre es mit einem Schwingkreis welcher beim drüberfahren verstimmt wird. Dann musst bei den einzelnen Wagen nur einen passiven LC Kreis einbauen.

[radbruch]

Hallo

Bei diesem Ansatz senden die Modellautos mit einem Tiny13 RC5-Signale zum PC. Entwickelt wurde dabei eine kleine IR-Fernsteuerung. Ob das allerdings jemals in den Autos eingebaut wurde weiß ich nicht:

https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=36253

Gruß

mic

[Che Guevara]

Hallo steep und radbruch,

danke erst mal für eure antworten.

@steep,
wie würdest du das anordnen?? Meine spontane Idee wäre, einen Draht 1m breit "durchs" Ziel zu legen, damit wirklich jedes Auto trifft xD Parrallel zu diesem Draht dann einen Kondensator und schon hat man einen Schwingkreis, oder sehe ich das falsch??
Was muss dann ans Auto? Ein weiter Schwingkreis??
Wie bekomme ich dann aus dem Schwingkreis ein anständiges 5V Pegel Signal (TTL)??
Sehr viele Fragen, ich weiß, aber mit sowas kenne ich mich leider zu wenig aus!

@radbruch,
das wäre ja im Prinzip der gleiche Lösungsansatz, wie ich es vorgeschlagen hatte, nur mit RC5. Der Vorteil wäre natürlich, dass man dann jedem Auto dann eine eigene ID zuordnen könnte, was die Unterscheidung seeeeeeeeehr leicht machen würde. Allerdings stellt sich natürlich auch hier die Frage, ob das Auto immer "ins Ziel strahlt"...

Gruß
Chris


Was ich vielleicht noch dazu sagen sollte, die Autos kommen teilweise mit bis zu 120km/h ins Ziel.

[Besserwessi]

bei der Lösung mit den Schwingkreisen, wäre im Auto ein Schwingkreis, entweder knapp über dem Boden, oder weit oben. Das Problem dabei wäre vermutlich die reltiv hohe hötige Frequenz um auch die schnellen Autos erfassen zu können. Da sollte man dann schon eine Amateurfunklizenz haben.

[steep]

der Schwingkreis im Auto müsste knapp über dem Boden sein so dass es, beim Überfahren der Ziellinie, zu einer starke Annäherung an die auf dem Boden montierte Spule (Drahtschlaufe) des 2. Schwinkreises kommt.
Nur etwas habe ich leider noch nicht zu ende gedacht, was ist wenn 2 oder 3 Autos relativ gleichzeitig die Ziellinie überfahren.

[Che Guevara]

Wenn ich das richtig verstehe, dann muss im Auto ein Schwingkreis mit Wechselspannung sein und auf dem Boden ein Schwingkreis ohne angelegter Spannung.
Der Schwingkreis auf dem Boden wird dann von dem anderen angeregt und schwingt dann mit dessen Frequenz. In welcher Größenordnung bewegt sich den dann diese Spannung?? Oder sollte ich den (Schein-) Widerstand des Schwingkreises durch Spannungsteiler feststellen?
Was bedeutet den "hohe nötige Frequenzen"? Reichen 200kHz?

Gruß
Chris

[steep]

Nein, gerade umgekehrt. Im Auto ist es rein passiv nur C+L.
Es gibt dann 2 Möglichkeiten zu messen.
1. Man misst die Verstimmung des Schwinkreises am Boden oder ...
2. Man misst die Frequenz welche vom Fahrzeugschwingkreis zurück gesendet wird. Diese Version ist meines erachtens die sicherste Lösung um die Fahrzeuge sicher zu erkennen und sollte auch dann funktionieren wenn 2 oder 3 Fahrzeuge gleichzeitig über die Ziellinie fahren..

[Thomas$]

Ich würde jedem auto einen sender verpassen. und dann im boden eine antenne haben und die empfängt die signale der autos. jedes auto sollte eine eigene Frequens haben hierbei müssen die send leistungen gering sein.

als sender könnten es ir led sein und im boden ist dann eine reihen von ir empfangs diode. das schwierige wird sein die frequensen von ein under zu entscheiden
mfg thomas

[Ceos]

ich würde (sofern an der startund ziellinie umsetzbar) versuchen ne gabellichtschranke in den slot einzupassen, rauscht ein auto drüber, sollte die "führungsnadel" auslösen

aus früherer zeit weis ich dass in den meisten dieser autos unten magneten verbaut sind aber da ist die geschwindigkeit kritisch, sonst hätt ich reed kontakte vorgeschlagen

eventuell könnte man auch ein paar hallsensoren verbauen und sogar die durchfahrtschgeschwindigkeit messen XD

[Thomas$]

Ceos
Wie willst du dann die runden zeit eines jeden einzelnen autos ermitteln? :-k

[Ceos]

ach verdammt sorry aus irgendwelchen gründen hatte ich das bild einer slotcar strecke im kopf tut mir leid

EDIT: wie wäre es mit einer kombination aus sender und empfänger im auto, an der ziellinie wird ne modulierte IR-LED(besser mehrere) angebracht, diese wird gegen die fahrtrichtung abgeschirmt, damit das licht erst exakt auf der ziellinie sichtbar wird, im auto steckt dann ein kleiner sender, der seine ID sendet, sobald er das signal der LED messen kann, so hätte man eine relativ exakte erfassung, man muss nurnoch die wahrschinlich vermischten autosignale herausfiltern (unterschiedliche kanäle verwenden z.B.)

man könnte es ja mit nem I2C funkmodul für 10€, nem tiny und paar IR LEDs und nem empfänger versuchen(ähnlich dem receiver-IC vom asuro oder so)

[Thomas$]

mit dem Hall ... man könnte jedem auto nen beepser verpassen und durch ein Micro die Ton höhe ermitteln um zu er kennen ob das auto die Ziellinie überquert hatt könnte man den Dopplerefekt nutzen sobald vorbei ist wird der ton tiefer und wenn ein auto näherkomm höher. nagut bissel umständlich


ambesten wird das mit den irleds sein.

[Che Guevara]

Hallo Leute,

erstmal danke für eure Antworten.

Ich habe mich jetzt für die Variante mit IR-Led entschieden, weil diese 1. günstig sind und 2. das ganze aufm Steckbrett schon mal hervorragend funzt :-D

Aber jetzt habe ich nochmal eine Frage:
Die Idee, mehrere Phototransistoren im Boden zu "verstecken" scheint mir als sehr zuverlässig, allerdings was passiert, wenn ich mehrere Parrallel schalte? Zur Zeit habe ich 3 parrallel mit dem emitter an VCC und am Kollektor ist ein 500Ohm Widerstand nach Gnd (also zwei 1K parallel, weil ich keinen 500Ohm hatte). Dahinter ist dann ein LM567 mit benötigter externer Beschaltung. Ich habe vor, 6 mal einen LM567 usw. aufzubauen, jedesmal mit einer anderen Frequenz (wahrscheinlich: 1Khz, 2Khz, 3Khz, 4Khz, 5Khz, 6Khz). Jedem Auto werden dann 3 IR-Leds spendiert und ein NE555, welcher die Frequenzen erzeugt. Hat es irgendwelche relevante Auswirkungen auf die Funktion der Schaltung, wenn ich mehrere Phototransistoren parallel schalte??

Gruß
Chris

[Thomas$]

und man muss das alles sonnenlicht unempfindlich machen. 8) irgend ein dach drüber bauen ich denken man kann sie parallel schalten probieren würd ich sagen

[Ceos]

naja das problem ist, dass du unterschiedlich starke ströme erzeugst, je nachdem wieviele transistoren grad gleichzeit und wie stark durchschalten!
meine idee an der stelle wäre gewesen, einfach fertige IR-Empfänger-ICs zu nehmen, die sind je nach typ schon auf eine frequenz eingestellt und reagieren am ausgang dann mit einem pegelwechsel (ich mein die 3beinigen dinger wie sie am asuro verbaut sind) wie die auf mehrere auf unterschiedlichen frequenzen modulierte signalquellen reagieren kann cih dir nicht sagen, das musst halt probieren

[radbruch]

man könnte jedem auto nen beepser verpassen
Besser wäre wohl ein Megaphon. Ich vermute nämlich das ein Modelauto das mit 120 Sachen durch die Gegend düst nicht gerade leise ist :) Wie sehen die Renner eigentlich aus? Wie sind die technischen Daten? Wo kann man sie "besichtigen"?

Um meinen oben erwähnten RC5-Ansatz noch etwas weiterzudenken: Man könnte vielleicht mehrere IR-Leds übereinander anordnen und zwischen zwei Pappstreifen (oder etwas stabileres) kleben. Die LEDs werden dabei etwas zurückgesetzt befestigt, so entsteht ein IR-Lichtvorhang der nur in einer Ebene abstrahlt. Diesen Streifen könnte man dann seitlich senkrecht stehend am Fahrzeug befestigen (aerodynamisch optimal ;), die obersten LEDs müssen höher sein als das Dach (oder anderer höchster Punkt) der anderen Fahrzeuge. Und der Lichtvorhang sollte natürlich auch möglichst rechtwinklig zur Hauptbewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sein, also zur Seite strahlen. Vielleicht könnte man die Konstruktion auch irgendwie in einen Spoiler oder mit SMD-LEDs in die Antennen integrieren.

Zum Empfang würde nun ein einzelner TSOP ausreichen. Kritisch wäre vermutlich eine Situation in der zwei Fahrzeuge den TSOP gleichzeitig treffen. Das entstehende Mischsignal würde verhindern, dass der TSOP die Signale der einzelnen Fahrzeuge unterscheiden kann. Die Fahrzeuge könnte die Kennungen in unterschiedlichen Intervallen aussenden oder mit mehreren TSOPs und unterschiedlichen IR-Trägerfrequenzen arbeiten. Die TSOPs sollte sich hinter einer senkrechten Schlitzblende befinden...uswuswusw. Vom Ansatz her scheint mir das machbar.

Zusätzlich sollte man das Ganze an einer Stelle der Strecke mit ziemlich eindeutiger Ideallinie machen (z.B in einer Schikane, dann wäre auch die Geschwindigkeit nicht zu hoch).

Das reicht erstmal ;)

Gruß

mic

[Che Guevara]

@Thomas$,
naja, eig nicht, weil ich dahinter ja mehrere LM567 parallel habe, welche nur bei bestimmten Frequenzen den Output auf Low schalten, ansonsten ist er high. Sonnenlicht glaube ich hat keine Frequenz und selbst wenn, dann müsste es schon ein großer zufall sein, dass es genau auf meine frequenzen passt ;-)

@Ceos,
wegem dem Strom mache ich mir keine sorgen, den kann man minimieren (falls nötig). An diese Dinger hab ich auch schon gedacht (Tsops :-)), aber aus Tests habe ich ermittelt, dass meine Methode weniger Störempfindlich ist und außerdem wollen diese Dinger keine Längeren Signalfolgen, sondern immer wieder kurze Impulse, was schon wieder mehr Aufwand zur Folge hätte; entweder einen kleinen µC im Auto (oversized) oder einen FlipFlop, was nur Platz wegnehmen würde.

Gruß
Chris

[Besserwessi]

Ich würde eher vorschlagen die LEDs an den Autos nach oben Strahlen zu lassen, und die Empfänger über die Ziellinie zu hängen. Da hat man dann kaum noch Probleme mit der Sonne und auch weniger mit Dreck.
Sonnelicht hat zwar keine (oder fast keine) Modulation, aber die Intensität ist so groß das man die meisten Empfänger damit in die Sättigung treibt.

Bei 120 km/h (ca. 30 m/s) hat man bei 20 cm Breite nur etwa 6 ms Zeit in der man das Signal empfängt.
Für die Fotodioden /Transistoren sollte man wohl unabhängige Verstärker / Auswertschaltungen spendieren. Dadurch wird man kaum oder nie mehr als ein Fahrzeug gleichzeitig unter dem Sensor haben. Bei der Auswertung könnte ein µC auch deutlich mehr als einen Fototransistor auswerten. Die analoge Version mit dem LM567 wird dann doch relativ aufwendig und ein µC wäre sicher einfacher. Je nach Sensorsignal und größe der Störungen sollte ein µC wohl etwa 2-8 Sensoren abfragen können. Wie lang wäre denn die Ziellinie im Vergleich zur Breite der Wagen ?


Wegen der großen Zahl würden sich Empfänger wie die TSOPs anbieten. Das Signal ist zwar etwas aufwendiger, aber ein kleiner µC (8 Pin AVR oder 6 pin PIC ?) oder ein NE556 sollte als Sender schon reichen. Andererseits braucht man auch keine so hohe Empfindlichkeit und schon einfache Fototransistoren könnten als Empfänger reichen.