Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IR LED Abstand regeln AVR/CVs


von Lars K. (larskin)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hi,

mein Name ist Lars, bin 16 Jahre alt und werde in 2 Wochen auf einem 
Technischem Gymnasium die 11. Klasse beginnen. Für Technik begeistere 
ich mich schon seit ich klein bin, besonders hat es mich im 
Modellbahnbereich gefesselt.

Im Moment arbeite ich am Car System (Modellbauautos mit einem Motor 
versehen sind, die auf einem Fahrdraht mit einem Magneten langfahren und 
so die Richtung erkennen) und stehe kurz davor mein erstes Auto selbst 
zu bauen. Da aber später mehrere Autos auf meiner Anlage ihre Bahnen 
fahren sollen, ergibt sich ja, dass sie sich irgendwann auffahren 
werden, da alle Autos unterschiedliche Akkuspannungen, Motoren und 
Getriebe haben.

Ich habe mir bereits ein paar Tage den Kopf zerbrochen und mir 
verschiedene Systeme ausgedacht, aber richtig gefallen hat mir nur eine 
(dazu später mehr). Angedacht hatte ich zuerst über eine Steuerung mit 
Magnet und einem Reedkontakt, das wenn ein Auto zu nah ans andere fährt, 
ein Magnet einen Reedkontakt auslöst der den Stromfluss zum Motor 
unterbricht. Leider gibt es keine so starken Magneten das die Autos auf 
5-9cm Abstand gehalten werden.

Dazu habe ich dann bei Youtube eine ähnliche Lösung gefunden, von 
Sebastian Depke, der versucht hat das ganze über einen Hallsensor und 
einen Magneten zu regeln. Allerdings läuft dies nicht so richtig wie er 
sich das vorgestellt hat.

Am besten gefällt mir im Moment das DC-Car system. Hier wird in der 
Fahrzeugstoßstange 2 IR LED Empfangsdioden und hinten 2 IR LED Sende 
Dioden. Wenn sich die Fahrzeuge zu nahe kommen erkennt der Microcomputer 
(AVR) das, da die Dioden den Abstand zum nächsten Fahrzeug messen. Ist 
der Abstand zu gering, wird der Motor gedrosselt. Das System hat nur 
einen großen Nachteil. Es ist viel weiterer Schnick Schnack wie Blinker, 
Nebelscheinwerfern und sonstige Lampen die über eine andere Sende IR LED 
am Straßenrand gesteuert werden. Solange ich aber keine IR Sende LEDs am 
Straßenrand habe, funktioniert die Abstandssteuerung nicht.

Ein DC-Car Chip kostet fast 50€, und dazu müssen halt ohne Ende IR LEDs 
an der Anlage installiert werden und ein Sender in dem man die 
kompletten Daten eingibt.

Deswegen wollte ich fragen, wie man dieses Prinzip mit den IR LEDs 
aufgreift und es einzeln baut ? Programmieren kann ich leider nicht, 
Kenntnisse in Sachen Technik und Löten sind aber vorhanden.

Ich hoffe ich habe euch nicht zu sehr zugetextet und ihr versteht was 
ich meine.

Viele Grüße

Lars

von Lehrmann M. (ubimbo)


Lesenswert?

Hallo,

das ist garnicht ein so komplexes Projekt. Du solltest dir ein Buch zu 
AVRs kaufen - wenn möglich in der Programmiersprache C.
Wenn du schon ein bisschen Ahnung hast:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial (wegen der 
Hardware)
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial (das ist das 
Wichtigste)

Du solltest mit einfacheren Projekten anfangen, als mit einem Projekt wo 
gleich ein Regelmechanismus dabei ist (hier Abstandssteuerung, damit es 
nicht so ruckartig ist).

Wie du bereits richtig erkannt hast, sind in der vorderen Stoßstange IR 
LEDs die aber vermutlich nicht nur an sind, sondern auch codiert sind um 
Störeinflüsse zu vermeiden. Das sollte dich aber erstmal nicht 
interessieren - solange niemand mit einer IR-Fernbedienung deine 
Fahrzeuge stört.

In der hinteren Stoßstange sind dann vermutlich IR Phototransistoren 
verbaut. Die Bestrahlungsstärke durch die IR-LED auf den Phototransistor 
wird dann mit dem AD-Wandler digitalisiert und ab einem gewissen 
Grenzwert der Motor abgeregelt. LED und Transistor sollte von der 
Wellenlänge her aufeinander abgestimmt werden.

von holger (Gast)


Lesenswert?

>Leider gibt es keine so starken Magneten das die Autos auf
>5-9cm Abstand gehalten werden.

Nimm Neodym Magneten. Dann fahren die garantiert nicht
aufeinander.

von Lars K. (larskin)


Lesenswert?

Hi Michael,

genau, die Signale der IR LED sind Codiert damit keine anderen Lichter 
das System beeinflussen, auch handelt es sich um Fototransistoren. Ich 
werde mir die Tutorials gleich einmal angucken, vielen Dank dir schonmal 
an dieser Stelle !

Hi Holger,

das hab ich auch schonmal durchkalkuliert, das Problem ist, dass die 
Magneten ja extrem klein müssen und es zusätzlich noch einen 
Gegenverkehr gibt das mit dem gleichen System läuft. Da sollten sich die 
Reed Kontakte nicht durch den Gegenverkehr beirren lassen.

Viele Grüße

Lars

von Lars K. (larskin)


Lesenswert?

Hi,

hat sonst noch wer Vorschläge ? Hab mich jetzt nochmal zu den 
Hallsensoren etwas genauer eingelesen.

Viele Grüße

Lars

von Erich (Gast)


Lesenswert?

Hallo Lars,

die Sache mit dem Abstand per IR ist in den DCC Decoder schon drinn.
Leider habe ich auch noch keinen OpenCode für Fahrzeugdecoder
gefunden. Leider nur für Loks.
Hier halten sich die User sehr bedeckt da sie nur an Ihre
Geldbörse denken.
Leider nehmen sie da keine Rücksicht auf Leute die sich leider
sowas nicht leisten können.
Schüler haben halt Geld wie Sand am Strand.

Solltes Du mal über einen Code für DCC-Car System stolpers,
poste das mal hier.

von Reinhard Kern (Gast)


Lesenswert?

Hallo Lars,

weisst du was das KISS-Prinzip ist? Keep it Simple and Stupid.

Wahrscheinlich brauchst du die Kodierung der Sendeleds und eine 
entsprechende Codeerkennung im Empfänger garnicht. Du hast ja sicher 
keine besonders grossen IR-Strahler auf deiner Anlage (oder hältst du da 
auch Reptilien?).

Ich würde einfach hinten eine IR-LED einbauen mit konstanter Leistung, 
und vorne einen Empfänger, der bei einer bestimmten Eingangsstrahlung 
den Motor drosselt. Macht man Helligkeit und/oder Empfindlichkeit 
einstellbar, kann man dadurch den Abstand einstellen.

Gruss Reinhard

PS wenn du an deinen Bahnübergängen auch eine IR-LED einbaust und mit 
der Warnblinkled zusammen einschaltest, halten die Autos sogar wenn ein 
Zug kommt.

von Klaus D. (kolisson)


Lesenswert?

Reinhard Kern schrieb:
> weisst du was das KISS-Prinzip ist? Keep it Simple and Stupid.

Heisst es nicht KISSS ?

Keep it Simple and Stupid and Save

Auf jeden fall bewährt es sich

Klaus

von Herr M. (herrmueller)



Lesenswert?

Wenn es nicht schon zweieinhalb Monate her wär, und Lars vermutlich 
schon was gebastelt hat, hätte ich folgenden Vorschlag:

Ein Auto mit einem schrägen Röhrchen mit xx Khz Led, entweder 555 oder 
Attiny13 osä.
Anderes Auto mit einem schrägen Röhrchen mit xx Khz TSOP Empfänger.
Wenn die Autos zu nahe fahren, wird der TSOP geblitzdingst und schaltet 
(weiss jetzt gar nicht) high oder low. Das ist auch relativ 
unempfindlich gegen Fremdlicht.
Normal fahren die Autos ja an einem Draht in einer Linie. Allerdings 
gibt es bei Kurven Probleme. Eventuell das Röhrchen mechanisch mit der 
Lenkung koppeln.

von Lars K. (larskin)


Lesenswert?

Hi,

schön das sich noch wer gemeldet hat und noch einige schöne Ideen mit 
eingeflossen sind :)

Die Ideen mit den Röhrchen ist schon sehr gut, nur wird es leider 
Optisch nicht so toll aussehen denke ich.

Reicht es denn wenn ich an den Empfänger den Motor einfach nur so 
anschließe, oder muss da wieder ein Microcomputer zwischen. Gäbe es 
nicht eventuell auch die Möglichkeit den Code von einem chip auszulesen 
und den Part der Abstandssteuerung rauszukopieren ?

Groß weitergebaut habe ich in letzter Zeit übrigens noch nicht, eher nur 
etwas weiter informiert.

Viele Grüße

Lars

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


Lesenswert?

> Die Ideen mit den Röhrchen ist schon sehr gut, nur wird es leider
> Optisch nicht so toll aussehen denke ich.

Nicht nur das....in der Linkskurve krachts.

Gruss
Michael

von B.A. (Gast)


Lesenswert?

Hallo Lars,

du kannst an der Vorderseite des Fahrzeugs eine IR-Sender LED die nach 
oben zeigt verbauen und hinten einen IR-Empfänger der etwas weiter höher 
befestigt wurde und nach unten zeigt.

_
   |--A        /---
   |       ___/
___|  V---/________
 O          O

Wenn der Sender mit 10kHz ein und aus geschaltet wird und der Empfänger 
den Gleichanteil rausfiltert hast du auch einen Schutz vor 
Sonnenstrahlung die auf deine Anlage trifft.

von B.A. (Gast)


Lesenswert?

Verkehrt ... der Empfänger ist natürlich vorn, schön wäre es aber 
trotzdem wenn er nach unten schaut, da er sonst unter Umständen den 
Deckenflutern ausgesetzt ist und das IR-Signal dann auf maximalem Level 
liegt und keine Änderung mehr ausgemacht werden kann.

von Lars K. (larskin)


Lesenswert?

Hi,

Gott sei Dank steht die Anlage im Keller, von daher gibts dort keine 
Sonne. Beleuchtet wird der Raum von einer Leuchtstoffröhre ;)

Ist es denn möglich das ich 2 Fototransistoren zusammen schalte ? Wenn 
die Autos in eine Kurve fahren wäre es ja möglich, dass wenn nur ein 
Sensor verbaut ist, dieser aus dem Sendebereich der LED austritt. Es 
wäre dann immernoch der 2. Sensor vorhanden der das Auto ,,aufspühren" 
könnte. Bei den LEDs dachte ich an Artikelnummer 181698 - 62 bei Conrad. 
Nur nach einem passenden Fototransistor habe ich noch nicht geschaut.

Viele Grüße

Lars

von Lars K. (larskin)


Lesenswert?

Hi,

also ich habe mir jetzt 2 IR-LEDs gekauft und 2 passende Empfänger und 
diese natürlich schon kaputt gespielt :D Morgen gehts zu Conrad erstmal 
10 neue kaufen. Damit werde ich erstmal ein paar Tests machen und dann 
berichten.

Viele Grüße Lars

von Toralf W. (willi)


Lesenswert?

Hallo Lars,

wieviel Aufwand bist Du bereit zu betreiben? Ich bin gerade dabei ein 
Car Decoder (ähnlich dem DC Car) zu entwickeln. Ich denke das könnte ein 
"Open Car Decoder" werden. Der Decoder wird über Frontfototransistoren 
steuerbar sein. Darüber kann er auch Befehle von einem vor ihm fahrendem 
Fahrzeug empfangen (z.B.: halbiere Deine Geschwindigkeit -> er würde 
dann abbremsen und so Abstand zum Vordermann halten). Als zweiter 
Empfängen ist ein TSOP7000 möglich, dieser kann über IR Dioden Befehle 
von einer Digitalzentrale auch über größere Entfernungen empfangen (der 
Testbooster DCC -> IR Sender läuft schon). Der Car Decoder könnte 
sicherlich auch autonom ohne Steuerung durch eine DCC Zentrale arbeiten. 
Momentan arbeite ich an den Decodierdetails. (mega8/88 oder tiny44? 
stepup? Scheinwerfer, Rücklicht/Bremslicht, Blinker, Blaulicht, 
Sonderlicht LED Ausgänge Steuerung über IR (Fototransitoren) + TSOP (IR 
Empfänger) + Magnetkontakt Akkuüberwachung....)
Grundsätzliches, wie Schaltung für IR Empfang, DCC Protokoll usw. ist 
schon entwickelt und getestet, es geht jetzt schon um Details für den 
Platinenentwurf.
Wenn Du mitmachen willst oder Vorschläge hast melde Dich.

Gruß Willi

von Fabian (Gast)


Lesenswert?

Was spricht gegen eine einfache IR-Reflexlichtschranke?

von Lars K. (larskin)


Lesenswert?

Hi Willi,

schön das du dich gemeldet hast, ich freue mich immer wenn ich 
gleichgesinnte finde !

Wie hast du das denn mit der Abstandssteuerung realisiert ? Ich nehme 
mal an du steuerst ihn mit einen kleinen Mikrocontroller ? Interesse 
hätte ich auf jeden Fall, bin allerdings grade erst dabei mich in die 
Materie einzulesen und Informationen zu sammeln.

Edit: Im Moment bin ich ja erstmal nur auf der Suche nach einer 
einfachen Abstandssteuerung, da muss es noch nichts mit blinkenden LEDs 
sein :)Daher habe ich da jetzt noch nicht so viele Informationen 
gefunden. Mich würde es besonders interessieren ob man den Strom den der 
Fototransistor abgibt irgendwie umkehren kann sodass der Motor bei 
Lichteinfall langsamer dreht ?


Viele Grüße

Lars

von Lars K. (larskin)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hi,

ein Freund hat mir jetzt den Tipp gegeben das ich es mit einem 
NPN-Transistor versuchen soll, der kleinen Strom in größeren umwandelt 
und großen in kleinen, also eigentlich genau das wonach ich suche.

Hat jemand ne Vorahnung ob das klappt ?

Viele Grüße

Lars

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> hat sonst noch wer Vorschläge ?

Mir erschinen alle bisherigen Lösungen unprofessionell und untauglich. 
Statt beide Autos vollzustopfen, reicht es, den Sensor vorn an einem 
anzubringen:

http://www.acroname.com/robotics/info/articles/sharp/sharp.html

Die Sensoren gibt es u.A. auch bei Apotheke Conrad.

von Herr M. (herrmueller)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Mir erschinen alle bisherigen Lösungen unprofessionell und untauglich


Wie nett, dass Du mal wieder alle anderen als unfähig hinstellst.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.