Richi´s Lab

Carrera-Geschwindigkeitsmessung 2

Die Carrerabahn-Geschwindigkeitsmessung 2 stellt die Optimierungsschleife der ersten Version dar.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Layout

Eine Umstellung der Sieben-Segment-Anzeige auf ein LCD verringert den Platzbedarf der Platine. Den Linearregler ersetzt ein effizienterer Schaltregler, wodurch der große Kühlkörper entfallen kann. Außerdem können nun mit einer Platine zwei Bahnen gemessen werden. Noch sind dafür aber zwei Mikrocontroller notwendig. Dabei geht es nicht nur um die einfachere Softwareentwicklung, sondern auch um eine möglichst genaue Messung.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Platine

Die doppelseitigen Platinen lieferte MME-Leiterplatten. Diese Leiterplatten waren zwar sehr günstig, sie lassen sich aber auf Grund des fehlenden Lötstopplacks nicht besonders gut löten.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Layout

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Platine

Nach einer weiteren Überarbeitung ist es möglich auf den zweiten Mikrocontroller zu verzichten.
Da der Mikrocontroller nicht genug Interrupteingänge für alle Lichtschranken besitzt, führt ein ODER-Gatter alle Signale zusammen und übergibt sie an einen der Interrupt-Eingänge.

Um mit einer einseitigen Platine auskommen zu können, waren einige 0Ω-Widerstände notwendig.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 STK500 Programmierung

Zum Testen der Software emuliert ein anderer Mikrocontroller am dem STK500-Starterboard die Lichtschranken. Auf diese Weise können beliebige Zeiten und Abfolgen von Lichtschrankenunterbrechungen vorgegeben und die Messung verifiziert werden.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Verkabelung

Nach ein paar Optimierungen der Software ist es auch noch möglich auf das ODER-Gatter und die 0Ohm-Widerstände zu verzichten.
 Die Genauigkeit reduziert sich dadurch etwas, sollte aber immer noch bei Weitem ausreichen: Bis 20km/h beträgt die Abweichung maximal +/-0,9%, bis 40km/h maximal +/-1,8% und bis 99,9 km/h maximal +/- 4%.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Anzeige

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Anzeige

Über zwei Lötjumper lässt sich die Geschwindigkeitsmessung für analoge oder digitale Bahn konfigurieren. Im Modus für analoge Bahnen zeigte das LCD links die Geschwindigkeiten der beiden Bahnen und rechts die Rundenzeiten an. Bei digitalen Bahnen können die Autos die Fahrspur wechseln. Rundenzeiten anzuzeigen ist daher nicht sinnvoll. Im Modus für digitale Bahnen zeigt das Display auf der rechten Seite statt der Rundenzeit die maximale Geschwindigkeit an.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Verkabelung

Um den Einbau der Lichtschranken zu erleichtern, ist es sinnvoller die zwei Module direkt miteinander zu verkleben und die Umrechnung der Zeiten entsprechend anzupassen. Auf diese Weise ist der Abstand der Lichtschranken relativ genau definiert und man muss nicht auf die korrekte Platzierung der Lichtschranken über die Länge des Bahnabschnitts achten.

 

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Bahn

Carrera Geschwindigkeitsmessung 2 Bahn

Bei digitalen Bahnen kann die Stromversorgung direkt von der Bahn erfolgen, da dort immer Spannung anliegt.

Im Fall von analogen Bahnen muss die Versorgung extern erfolgen, zum Beispiel über einen 9V-Block.

 

Galep 5

Die meisten Platinen wurden mit dem STK500-Starterkit programmiert. Für das STK500 benötigt man allerdings bei den meisten aktuellen Computern einen USB/RS232-Wandler. Ein Windows 10 tauglicher Wandler ist zwar vorhanden, funktioniert aber nicht mit dem STK500, das diesbezüglich etwas eigen ist. Dankenswerterweise kann man mit dem ebenfalls vorhandenen Galep-5 fast alles programmieren. Litzen und eine Stiftleiste bilden einen passenden Adapter.

 

Galep 5

 

zurück
oder unterstützt mich über Patreon