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Lap Counter / Rundenzähler Infrarot-Impulsbahnstück

Elektronisches Infrarot-Impulsbahnstück

Als erstes zeigen wir die Funktion unserer Impulsschiene. Per Infrarot-Lichtschranke - die übrigens kein Gegenlicht braucht und deshalb auch im Dunkeln funktioniert - wird der Rundenimpuls durch das durchfahrende Auto ausgelöst. Der Leitkiel unterbricht hier die Infrarot-Lichtbrücke im Slot der Schiene.
Egal mit welcher Geschwindigkeit das Auto die Lichtschranke durchfährt, der Ausgangs-Impuls - angezeigt mit der jeweiligen, roten LED - ist immer 0,5 Sekunden lang. Das garantiert eine korrekte Rundenzählung ohne Prellen oder Fehlimpulse.

 

 


Hier das fertige Impulsbahnstück, gefertigt aus einer Standardgerade ( Carrera Exclusiv ).
Dies geht nicht nur mit CARRERA sondern auch mit allen anderen Schienensystemen wie NINCO, Scalextric etc.

Das Impulsbahnstück bieten wir nicht als Fertigteil an.

Wer am Nachbau dieses Impulsbahnstücks interessiert ist, der sollte sich die folgende Anleitung sorgfältig anschauen.
 

Bauanleitung Infrarot-Impulsbahnstück: 

Wer auf der eigenen Bahn zu Hause Rennen fahren will, der muß natürlich auch die Runden zählen. Mit diesem Stichwort sind wir beim nächsten, großen Thema. Rundenzählung. Doch die Rundenzählung alleine genügt natürlich den echten Rennfahrern nicht. Man will ja schließlich wissen, wie schnell man in den einzelnen Runden während des Rennens ist, um seinen Speed zu kontrollieren. Das kennen wir ja aus der Formel 1 im Fernsehen. Und bei dem Thema Zeitmessung wird es dann komplizierter als gedacht.

Wir kennen ja den guten alten mechanischen Rundenzähler und sein wiederkehrendes "Klack" beim Durchfahren. Diese mechanischen Rundenzähler scheiden bei uns allerdings aus. Da muß etwas besseres her.

Verschiedene Hersteller bieten elektronische Rundenzähler an, die auch die Zeitmessung beherrschen. Doch die Programmierung dieser Rundenzähler vor dem Rennen und auch die Ablesung der Rundenzeiten auf viel zu winzigen LCD-Displays während des Rennens erweist sich als nicht ausreichend. Da muß es doch noch etwas besseres geben ...

Genau ! Der PC-Computer muß ran. Aber wie kommen die Impulse der Zieldurchfahrt der Slotcars in den Computer hinein und welches Programm kann man verwenden ? Wir haben uns mit diesem Thema bis ins Detail beschäftigt und möchten hier einige Lösungen aufzeigen.
 

Zuerst haben wir aus einer Standardgerade ( 1:24 Exclusiv ) den Impulsgeber gebaut. Wir haben in der Mitte der Geraden die beiden Slots von unten mit einem 2,5mm Bohrer angebohrt und danach mit dem Dremel auf ca. 5mm aufgefräst. Dies gechieht nur unterhalb der Schiene, so daß die Oberfläche - besonders der Stromleiter - nicht beschädigt wird.


 


                            Slot             5mm Fräsung
 

 



Als Sensor für einen Slot benutzten wir eine Infrarot-Gabellichtschranke. Diese Technik hat den Vorteil, daß sie auch im Dunkeln perfekt funktioniert und keine Fremdlichtquelle / Gegenlichtquelle benötigt. Wir haben aus dem Gehäuse der Gabellichtschranke die Sendediode und den Empfängertransistor ausgebaut. Diese können mit einer Flachzange einfach herausgezogen werden. Diese beiden Sensoren haben wir an den 5mm Fräsungen mit 2-Komponenten-Kleber befestigt. Der Sender und der Empfänger müssen genau auf einer Linie ausgerichtet werden und dürfen auf keinen Fall schräg oder versetzt eingeklebt werden. Es entsteht somit eine Infrarot-Lichtbrücke innerhalb des Slots. Dieser Infrarot-Lichtstrahl wird durch den Leitkiel der Autos beim Durchfahren unterbrochen. Diesen Impuls muß man nun mit einer Elektronik auswerten. Um den Impuls in den PC einspeisen zu können, haben wir ihn mit einem retriggerbaren Monovibrator auf einen 0,5-Sekunden-Impuls verlängert. Somit ist gewährleistet, daß bei unterschiedlichen Durchfahrt-Geschwindigkeiten die Impulslänge immer gleich ist. Hier ist die Schaltung:
 

Die Grundstellung der Potis
sollte in der Mitte ( 50 K ) sein.
Die Empfindlichkeit des
Empfängers kann dann nach
Bedarf eingestellt werden.

Wenn man zügig eine Scheckkarte durch den Slot zieht, muss der jeweilige Ausgang - erkennbar an der roten LED - schalten.

 

HINWEIS: In Fällen von fehlerhaftem Aufbau der Schaltung, Verpolung der Bauteile, unsachgemäßer Handhabung und daraus resultierenden Fehlfunktionen und Folgeschäden übernehmen wir keine Haftung.

Hier gibt es nun einiges zum downloaden:

A) Die Bauteilliste ( 2 KB ) ( TXT )

B) Der Schaltplan schwarz auf weiß mit zusätzlichen technischen Details ( 160 KB ) ( JPG )

C) Einen Adapter-Schaltplan für den, der zwischen Seriell- und Parallelport wechseln will ( 27 KB ) ( JPG )

Die Gabellichtschranke bekommt man bei CONRAD für unter € 2.- und die restlichen Bauteile der Schaltung mit dem IC 4528 ( 2-fach retriggerbarer Monovibrator ) kosten nur wenige Cent - Alles bei Conrad zu haben.
 

Die Schaltung braucht eine Stromversorgung von 5 Volt Gleichspannung. Diese Spannung haben wir unserem PC / Notebook an der externen Tastatur-Buchse entnommen. Man braucht somit kein zusätzliches Steckernetzteil. Wer doch ein Steckernetzteil benutzen will der sollte darauf achten, daß es sich nicht um ein Billigteil vom Wühltisch handelt sondern um beispielsweise ein Stecker-Schaltnetzteil mit stabilisierter Ausgangsspannung. So ein Schaltnetzteil ist schon ab € 25.- zu haben. Wir selbst entschieden uns für das Software-Programm “Autobahn” für die Rundenzählung und Zeitmessung. Aus diesem Grund haben wir die zwei Ausgangs-Impuls-Leitungen auf den 9-poligen D-Sub-Stecker für die serielle PC-Schnittstelle COM1 verdrahtet. Diese Verdrahtung ist getestet und korrekt.
 

Die Software:

Wir haben uns für das Programm "Autobahn" von Thomas Beneke entschieden. Es ist ein reines Windows-Programm und hat eine sehr ansprechende Grafik. Es handelt sich um ein Shareware-Programm ( ca. € 15.- einmalig ) welches man auf den Seiten von Thomas Beneke herunterladen kann. Dort gibt es auch eine Demo-Version. Ein klasse Programm.
 
Download unter http://www.autobahn.benekedata.de !
 

Im Menu "Option" kann man diverse Programmeinstellungen vornehmen. Man kann z.B. die Anzahl der Rennrunden vorwählen, die Bahnlänge für die Ermittlung der Maximalgeschwindigkeit eintragen oder zwischen Trainingsmodus und Rennmodus auswählen ( seit Version 2.1 ).
Auch die Darstellungsart der Startampel ist wählbar. Detaillierte Darstellung für herkömmliche Monitore und große Darstellung für TFT-Displays / Notebooks.

 

Seit der Version 2.1 von "Autobahn" kann man einen echten Trainingsmodus vorwählen. Hierbei gibt man die Anzahl der erlaubten Trainingsrunden ein. Die schnellste, gefahrene Rundenzeit wird groß angezeigt und zusätzlich werden die einzelnen Rundenzeiten gespeichert. Man kann somit auf nur einer Spur ein richtiges Qualifying fahren. Der Fahrer mit der schnellsten Runde fährt im Rennen auf der schnelleren Spur. Alles in Allem eine runde und perfekte Sache für kleines Geld.

Der Sound beim Durchfahren des Rundenzählers.
Das Programm "Autobahn" löst beim Impulseingang einer jeden Fahrspur, also beim Durchfahren der Impulsschiene auf Wunsch das Standardsignal von Windows aus. Das ist im Normalfall ein "DING" . Wer aber beim Durchfahren des Rundenzählers einen Formel 1 - Sound hören möchte, der kann sich hier die WAV-Datei "driveby.wav" kostenlos herunterladen. Speichern Sie die Datei im Verzeichnis C:\Windows\Media . Rufen Sie dann in der Systemsteuerung den Bereich "Akustische Signale" auf. Ändern Sie nun das Standardsignal von "Ding.wav" auf "driveby.wav". Markieren Sie dann im Programm "Autobahn" unter Option das Feld "Ton nach jeder Runde". Fertig.

 

Wer die Rundenzählung und die Zeitmessung mit dem Programm SLOTMAN machen will muß nur die Ausgangsleitungen unserer Schaltung auf den 25-poligen D-Sub-Stecker für den parallelen Port LPT1 verdrahten. Der Slotman kann auch 4-spurig die Runden zählen. Man muß dann nur unsere oben gezeigte Schaltung zweimal aufbauen.

 

Wer den SLOTMAN direkt kontaktieren will, kann sich das Programm kostenlos in der aktuellsten Version hier downloaden. Dort gibt es auch noch mehr Informationen zu diesem gelungenen Stück Software für Windows.

 

Die Zeitmessung des
SLOTMAN ( 4-spurig ).

Der definitive Aufbau der Schaltung:

Wir haben auf eine Grundplatine verzichtet. Wir haben das IC
unter die Schiene geklebt und alle Bauteile rund herum verdrahtet. Da wir dabei mit Einzeladern ( Kabel ) für die Verdrahtung gearbeitet haben, sieht das Ganze nach der Fertigstellung recht unübersichtlich aus. Detail-Fotos würden an dieser Stelle nicht weiterhelfen.
Da bleibt nur der Tipp: Kleben Sie sämtliche Bauteile unter die Schiene und beschriften Sie diese. Danach verdrahten Sie die Verbindungen laut Schaltplan in “fliegender Form”. Die Bauteile, die direkt am IC sitzen - wie der 100K-Widerstand und der 10uF-Elko - können auch direkt an das IC ( jeweilige Pin’s ) gelötet werden. So spart man einige Kabelverbindungen ein.

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