Zeitmessung via IR

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Zeitmessung via IR

    










BID = 578490

johnnycash89

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Beiträge: 31
Wohnort: Paderborn
 

  


Hallo,

ich möchte eine Zeitmessung für den Modellbau realisieren und habe dazu ein Paar fragen.
Dieser Thread hat mir ein paar Anregungen gegeben, doch da dieser sehr alt ist, musste ich ein neues Thema erstellen: https://forum.electronicwerkstatt.d.....95445

Ich möchte ähnlich wie er jedes Fahrzeug mit einem IR-Sendemodul ausstatten. der IR Sender strahlt das Signal nach obe ab und wird dann an einer Zielbrücke vom Empfänger registriert. Die einfachste Lösung erscheint mir da, eine TV-Fernbedienung auseinanderzunehmen, eine Taste mit einem Leiter zu überbrücken (sodass also ein bestimmtes Signal dauerhaft gesendet wird) und den Rest der Platine wegzuschneiden. Für jedes Modell wird dann eine neue Fernbedienung genommen und dann immer eine andere Taste belegt, sodass man die verschiedenen Modelle unterscheiden kann.
Frage bis dahin: Ist diese Lösung des Senders rein technisch möglich und sinnvoll?

weiter zum Empfänger: Da die Daten später am PC verarbeitet werden sollen, ist eine IR Empfänger mit USB (oder seriellem Anschluss) vielleicht am besten. Diese Teile werden fertig meist zu Multimediazwecken verkauft.
Das wirft einige Fragen auf: kann man die Signale, die dann durch die verschiedenen Tasten am PC ankommen, überhaupt zu Zeitauswertungen verwenden? eine Auflösung von 0,01 Sekunden wäre perfekt, 0,1s würden es zur Not auch tun.

Eine andere Frage ist, ob man das Signal der IR-Diode durch einfache Mittel schwächen kann oder einfach eine schwächere einbauen kann. Denn gewöhnlich haben TV-Fernbedienungen eine sehr hohe Reichweite und das selbst, wenn sie nicht direkt auf den Empfänger gerichtet ist. Doch mein Empfänger soll ja nur in einem sehr kleinen Bereich von ca. 20cm ansprechen.
Desweiteren weiss ich nicht, ob solche handelsüblichen Empfänger mehrere Signale gleichzeitig verarbeiten (parallele Zieldurchfahrt).

falls Links erlaubt sind: ich meine ein System in dieser Art: http://de.sourcingmap.com/multimedi......html

Ich hoffe, ihr könnt mir helfen.

Gruß, Johannes


BID = 578496

Morgoth

Schreibmaschine



Beiträge: 2930
Wohnort: Rockenhausen (Pfalz)

 

  

Hallo Johannes,
Willenlos Fernbedienungen zu kaufen, und zu zerschnippeln halte ich für sinnfrei.
Wie steht es mit deinen Elektronikkenntnissen?
Man könnte das ganze sehr platzsparsam mit einem nahezu beliebig kleinen Microcontroller und einer IR-LED pro Fahrzeug lösen.
Googlefutter wäre hier z.B: "AVR RC5-Sender"

Bei ordentlicher Strahlführung sehe ich in dem gewünschten Erfassungsradius kein Problem.
Die Zeit sollte auch kein Problem sein, du musst deine Signalfolge dann halt kurz genug halten, und schnell genug hintereinander senden.

Um welche Fahrzeuge handelt es sich?

_________________
Es irrt der Mensch solang er strebt








BID = 578514

johnnycash89

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Beiträge: 31
Wohnort: Paderborn

Hi Morgoth,

Ja, das mit den Fernbedienungen zerschnibbeln ist nicht die beste Art, aber aufgrund meiner beschränkten Elektronikkenntnisse (nur Grundlagen), war es die naheliegenste Idee.

Danke fürs "Googlefutter", falls ich das dann verstehe, werde ich versuchen, so eine Lösung zu basteln. Wenn ich nen passenden Schaltplan finde, wäre das Löten kein Problem, nur zum programmieren von Microcontrollern fehlt mir das know-how.

Fragt sich dann nur, ob der vorgefertigte Empfänger den Sender dann auch versteht.

Noch eine Frage: kann ich einfach zu dem eingebauten Fototransistor im Empfangsmodul weitere Fototransistoren parallel schalten, um die Streckenbreite abzudecken?

Es handelt sich um einen Team Losi Micro-t (M 1:36, 11cm lang). Von daher sollte die Elektronik klein und leicht sein (maximal 10 Gramm), aber das sollte ja kein Problem sein.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: johnnycash89 am  8 Jan 2009 12:55 ]

BID = 578519

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
kann ich einfach zu dem eingebauten Fototransistor im Empfangsmodul weitere Fototransistoren parallel schalten, um die Streckenbreite abzudecken?
Ein belichteter Fototransistor verhält sich ähnlich wie ein geschlossener Schalter: Wenn mindestes einer von mehreren Licht bekommt, kannst du bei einer Parallelschaltung nicht feststellen, ob einige abgedunkelt sind.
Diese logische Verknüpfung nennt man ODER (meist englisch OR).

So ist das also für dein Problem nicht geeignet.

Wenn du sie aber hintereinanderschaltest, müssen alle Licht bekommen, damit Strom fliessen kann: Logisches UND (engl. AND).
Das könntest du also verwenden um festzustellen, ob irgendeine Lichtschranke unterbrochen wurde.

Leider sind Fototransistoren, besonders im leitenden Zustand keine perfekten Schalter und viel schlechter als ein einfacher Kontakt.
Durch Hintereinanderschaltung werden die Eigenschaften weiter verschlechtert und deshalb verwendet man sie besser einzeln und erledigt die logische Veknüpfung durch ein spezielles IC für ein paar Cent (meist ein NAND oder NOR, je nach Schaltung).






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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  8 Jan 2009 13:20 ]

BID = 578520

johnnycash89

Neu hier



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Wohnort: Paderborn

Google hat mir folgende Seite gezeigt: http://www.holger-klabunde.de/rc5send.htm

man beachte folgende Passage:

Zitat :
RC5 eignet sich NICHT als Lichtschranke um bei Rennen herauszufinden wer der Sieger ist. Zwei oder mehr RC5 Sender stören sich gegenseitig und das Protokoll selbst braucht auch Zeit für die Übertragung. Wenn mehrere Wagen mit RC5 Sender dicht hintereinander ankommen kann es auch gut sein das der zweite zuerst die Stoppuhr auslöst.


Wird in Fernbedienungen das gleiche System verwendet und sind diese demnach auch ungeeignet?

Es sollten schon bis zu 4 Fahrzeuge mit Sendemodul gleichzeitig fahren können.

Gruß, Johannes


BID = 578522

johnnycash89

Neu hier



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Wohnort: Paderborn

Hi Perl,

Ich verwende ja keine Lichtschranke in dem Sinne. Mir geht es darum, dass ich über die Streckenbreite verteilt 2-3 empfänger installieren will, dass er empfängt, egal, ob das Auto innen oder außen über die Ziellinie fährt. Also muss ja midestens einer aufmachen, demnach eine OR Schaltung.

Allerdings ändert das wohl nix an den schlechten Schalteigenschaften der Bauelemente. Die Lösung mit IC's hört sich da besser an.


Gruß, Johannes

BID = 578526

perl

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Beiträge: 11110,1
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Zitat :
ch verwende ja keine Lichtschranke in dem Sinne.
Wenn deine Autos moduliertes Licht aussenden und du Empfänger-ICs verwendest, kannst du deren Ausgänge einfach parallelschalten - Wired-OR.
Die ICs sind dafür geeignet und vorbereitet.

Die Schaltgeschwindigkeit sollte auch ok sein, denn die Fernbedienungen arbeiten vielfach mit 1200Baud, können also 1200 komplette Ein-Aus-Schaltungen pro Sekunde übertragen.

Allerdings wirst du dir etwas einfallen lassen müssen, damit die Empfänger das Modell nicht schon zu früh sehen.
Bei 18km/h, entsprechend 5m/s, bewegt sich das Modell in 1/1000 Sekunde nur um 5mm !


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BID = 578527

johnnycash89

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Beiträge: 31
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Danke, dann wäre das Problem mit der Parallelschaltung schonmal gelöst.

Die Geschwindigkeit wird unproblematisch sein, da bei diesem Maßstab die Strecken gerade mal 10-15m² groß sind und ich die Brücke in einem langsamen Kurvenbereich installieren werde. Somit wird die Brücke mit weit unter 10Km/h passiert.

Gruß, Johannes

EDIT: Sorry, hab erst im zweiten lesen dein Problem verstanden. Da hast du recht, die Empfänger müssen durch eine gute Blende abgeschirmt werden, damit sie wirklich nur einen kleinen Bereich von ein paar Zentimetern abdecken.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: johnnycash89 am  8 Jan 2009 14:08 ]

BID = 578529

perl

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Zitat :
hab erst im zweiten lesen dein Problem verstanden.
Mein Problem ist das nicht !

BID = 578562

Deneriel

Schriftsteller



Beiträge: 981
Wohnort: Westmünsterland
ICQ Status  

Klingt nach konventionellen Slot-Cars.
Wechseln deine Fahrzeuge denn die Spuren auf der Bahn überhaupt?
Was spricht dagegen einfach die übnliche Variante bestehend aus einer Lichtschranke pro Fahrspur zu nutzen? Bei Problemen durch Streulicht kannst du Sender und/oder Empfängerdiode recht problemlos in ein undurchsichtiges Röhrchen stecken um Umgebungslicht abzuschirmen.

Komplizierter aber elegant wäre eine Kombination mit einer Art Mini-InduSi wenn eine Fahrzeugerkennung gewünscht ist.
Alternativ könnte man mit einem Zeitgeber a la NE555 ein IR-Blinksignal auf einer bestimmten Frequenz modulieren und anhand unterschiedlicher Frequenzen die Fahrzeuge zuordnen.

Sag doch mal was Ziel des Projektes ist, dann gibts bestimmt noch mehr Ideen.

Edit(h) meint: Zur Zeitauswertung brauchste ja eh einen PC oder nen µC - meine Vorschläge wären mit letzterem mehr oder weniger einfach zu realisieren.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Deneriel am  8 Jan 2009 18:08 ]

BID = 578579

johnnycash89

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Hi Deneriel,

nein, das sind keine slotcars, das sind RC-Cars. So ein Ding ist das und auf solchen Bahnen wird gefahren: http://www.youtube.com/watch?v=Fvq2qvWBUcY
Streckenbreite ist da 50-70cm.

Die Auswertung soll auf jeden Fall am PC passieren, da ich bereits eine kleine Software habe, die sowas mit Transponderanlagen macht. Da muss dann wahrscheinlich (hoffentlich ) nur das Eingangssignal auf den USB-IR-Empfänger umprogrammiert werden.

Mein Ziel ist es, dass für jedes Auto die Rundenzeiten am PC angezeigt werden und auch Läufe gegeneinander gefahren werden können und dann am PC die Rundenzahl und Gesamtzeit angezeigt wird.
Wichtigstes Ziel der Umsetzung ist es, dies für einen Elektroniklaien so einfach wie möglich zu gestalten.
Bei meier oben genannten Idee müsste ich nur Den Empfänger und ein paar Fernbedienungen kaufen, diese auseinanderschnibbeln, ein paar Sachen verlöten und das Programm am Rechner anpassen. So der Plan (falls es technisch möglich ist), aber meistens geht ja eh was schief.




[ Diese Nachricht wurde geändert von: johnnycash89 am  8 Jan 2009 18:54 ]

BID = 578592

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
und dann am PC die Rundenzahl und Gesamtzeit angezeigt wird.
Was hältst du dann von einem simplen Camcorder? Der macht quarzgenau 25 Bilder pro Sekunde, die du nur abzuzählen brauchst.

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BID = 578599

Murray

Inventar



Beiträge: 3818

Ich finde die Idee NICHT praktikabel.
Wenn sich 2 Fahrzeuge in der Nähe der Ziellinie befinden bekommst du die einfach nicht sauber getrennt, möglicherweise überlagert sich dann sogar das IR-Licht und du bekommst überhaupt kein Ergebnis.
Wenn müßtest du schon mehrere seperate Empfänger über der Ziellinie anordnen und die auch getrennt auswerten und das "logische" Ergebnis dann nutzen.
Alternativ unterschiedliche Trägerfrequenzen, aber da brauchst du auch mehrere Empfänger.
Aber wirklich genau wird das auch nicht wenn du nicht nebenher noch eine Kamera laufen läßt zur Auswertung.

Eine Idee wäre noch eine Lichtschranke horizontal / mehrere vertikal.
Allerdings müßtest du dann die Fahrzeuge manuell den Ergebnissen zuordnen.

Oder in die Richtung die Deneriel andeutet....



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Murray am  8 Jan 2009 19:28 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Murray am  8 Jan 2009 19:29 ]

BID = 578603

johnnycash89

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Beiträge: 31
Wohnort: Paderborn

Das mit der Cam war auch der erste Ansatz von mir, aber ich habe keine Lust, das alles dann nach dem Fahren auszuwerten, das Ergebnis sollte dann schon direkt vorhanden sein.

Bist du dir sicher, dass die Trennung der Frequenzen für solch einen Empfänger problematisch wird? Die Wahrscheinlichkeit einer direkten Überlagerung im gesamten Messbereich ist natürlich sehr gering, damit könnte ich unter Umständen leben, wenn das System sonst gut ist.
Und meinst du nicht, dass wenn ich die/den Empfänger ordentlich abschirme, den Abstrahlwinkel der IR-LEDs so gering wie möglich halte, dass dann ein halbwegs genaues Ergebnis rauskommt?

BID = 578619

Murray

Inventar



Beiträge: 3818

Wenn sichergestellt ist das keine 2 Fahrzeuge zugleich in der Nähe der Ziellinie sind wird es funktionieren.
Also brauchst du nur eine Bahneinengung bauen das da max. ein Car ist


Der Empänger kann die unterschiedlichen Impulse überhaupt nicht trennen wenn er sie zeitgleich empfängt. Das wird dann ein falscher Code mit dem er nix anfangen kann.



... schon wieder edit ....
oder du spaltest im Zieleinlauf die Fahrbahnbreite auf mehrere abgetrennte, lichtabgeschirmte Bahnen auf. Aber da geht auch kein Weg an mehreren IR-Empfängern vorbei



Inwieweit das insgesamt genau ist - naja, fürs Hobby würde es reichen. Lebt ja schließlich dann jeder mit dem gleichen geringen Meßfehler

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Murray am  8 Jan 2009 20:23 ]


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