Entwicklungsthread - RaceControl

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  • Entwicklungsthread - RaceControl

    Hallo Zusammen,

    an dieser Stelle möchte ich gern meine RaceControll vorstellen. Das ganze ist eine Zeitmessung, Zwischenzeitmessung, Startampel mit Frühstarterkennung und Chaos-Taster. Realisiert wird das ganze über einen RaspberryPi und läuft auf Raspian (spezielles Linux-Derivat). Der aktuelle Stand der Entwicklung ist bei ca 65-70%. Die Hardware Funktioniert soweit, aktuell bin ich dabei die grafische Benutzeroberfläche zu basteln. Im folgenden beschreibe ich euch die Funktion der Hardware und dazu den Funktionsumfang der Software und deren möglichkeiten. Das ganze wird auch Stück für Stück während der Entwicklung getestet. Dazu hat sich der gute Dirk (DK167) bereit erklärt, welcher in den nächsten 2-3 Wochen neben der Anschlussbox für die Regler mit Bahnstromabschaltung (welche er schon hat) auch noch die Startampel und Lichtschrankenschienen sowie die eigentlich "fertige" RaceControll-Box von mir bekommt. Ziel war und ist es für einen vertretbaren 2-stelligen Euronenbetrag ein komplettes System zu bekommen (exklusive Monitor und Tastatur/Maus). Ob ich eine Bauanleitung dazu herausgeben werde und ob ich die Software frei zur Verfügung stelle weiß ich noch nicht. So nun aber zur Beschreibung.

    Funktionsweisen der Hardware:

    Ampel:

    Hier habe ich erstmal nach möglichkeiten gesucht und bin schnell dazu gekommen LED´s über einen Raspberry Pi3 anzusteuern. Das ganze kann man sich in folgendem Clip ansehen: youtu.be/y11rqiShAV8
    Das passende Gehäuse für den Versuchsaufbau habe ich dann in Fusion360 erstellt und es bei einem Freund drucken lassen:

    WhatsApp Image 2017-07-17 at 08.45.36.jpeg

    Da es beim ablösen des Druck probleme gab hat es unten rechts an der Ecke eine Delle. Da das Gehäuse aber nur als Versuchsgehäuse dienen sollte/soll war mir das Egal.


    Somit ging es dann an das Einbauen der LED´s und der Verdrahtung:

    WhatsApp Image 2017-07-23 at 17.32.17.jpeg


    WhatsApp Image 2017-07-23 at 17.32.20.jpeg


    Dazu eine kleine "Trockenübung" ;)


    WhatsApp Image 2017-07-23 at 17.32.23.jpeg


    Hier ein Test an der Bahn: youtu.be/3k93xiOo7OQ


    Die Ampel an sich kann X-Beliebig aussehen, wird aber in der Standardversion das Design haben, welches Dirk und ich zusammen ausgearbeitet haben (Anzahl der LED´s kann problemfrei variert werden)


    26655003_1161096810687156_1955794281_o.png Das Modell wird über das Wochenende gedruckt.

    Anschlussbox mit Bahnstromabschaltung:

    Hierzu gibt es eigentlich nicht ganz so viel zu erzählen. Die Anschlussbox ist x-fach von anderen Leuten gebaut worden. Hier habe ich jedoch zustäzlich an den Ausgang von der Box zur Schiene ein Schaltrelais verbaut.

    WhatsApp Image 2017-08-11 at 16.50.29.jpeg WhatsApp Image 2017-08-11 at 16.50.30.jpeg WhatsApp Image 2017-08-11 at 23.00.05.jpeg

    Auf den Bildern ist noch eine Brücke eingebaut gewesen damit man nur ein Netzteil betreiben kann. Ausgelegt ist die Box aber auf ein Netzteil pro Slot. Die Relais sind so angeschlossen, dass man auch Fahren kann ohne die RaceControll jedes mal anmachen zu müssen. Erst wenn das Relais den Befehl bekommt zu Schalten wird der Stromkreis geöffnet und es kann kein Strom mehr zur Schiene gelangen. Das Schaltrelais wird vom Raspberry angesprochen. Hierzu gibt es später bei der Softwareerklärung genauere Infos.

    Von der Zeitmessung bzw. der Frühstartereknnung habe ich aktuell keine Bilder an der Hand. Diese wird aber über Reflexlichtschranken in den Schienen realisiert. Wenn ich Bilder gemacht habe für die fertigen Schienen, welche Dirk am Oberlandring verbauen wird, werde ich diese hier nachreichen.


    Funktiosnweisen der Software:

    Die GUI wird nichts verspieltes oder verschnörkeltes (das liegt daran, dass ich eigentlich null Ahnung vom Programmieren habe und eigentlich garnicht weiß was ich mache :D gemäß: Learning by doing). Hier zwei Bilder eines frühen Entwicklungsstandes:

    21017676_10212049858579682_1336238313_o.jpg 21017443_10212049890100470_2020368836_o.jpg

    Die Software wird automatisch beim Starten des Raspberry geladen und ist nach ca 15 sekunden Boot-zeit Einsatzbereit. Es können diverse Einstellungen vorgenommen werden, die ich hier im Thread immer mal wieder vorstellen oder erläutern werden. Das Prinzip der Racecontroll am Oberlandring wird sich wie folgt gestallten.

    Durch Drücken des Startknopfes (entweder in der Software oder ein physischer Knopf) startet die Ampelsequenz. Die reten LEDS schalten im Sekundentakt ein. Dann generiert ein Zufallsgenerator eine Zeitspanne von 1,5-3 Sekunden in den die Ampel von rot auf grün schaltet (an FIA-Reglement angelehnt). Fährt der Fahrer auf Slot1 vor dem Umschalten auf grün über die Lichtschranke, schaltet das Relais in der Anschlussbox für eine (ind er software) vorher eingestellte Zeit den Strom des Slots ab und man hat quasi eine Zeitstrafe. Ist die Zeit abgelaufen schließt das Relais den stromkreis wieder und das Auto kann weiterfahren. Ebenfalls kann über die Software ein (oder mehrere) Chaos-Schalter aktiviert/deaktiviert werden. Wird dieser Gedrückt, schaltet die Software beide Slots über die Relais stromlos und alles bleibt stehen. Erst durch die Freigabe in der Software erfolgt ein neustart nach einem Countdown (welcher ebenfalls in der Software eingestellt werden kann).

    Die Zeitmessung am Oberlandring erfolgt zum einen an der Start & Zielampel sowie an zwei Stellen auf der Strecke. Somit ist der Oberlandring in 3 Sektoren eingeteilt und man kann zu den gefahrenen Sektoren sich in der Software die Zeiten anzeigen lassen. Ebenfalls wird es eine "Hall of Fame" mit den Bestzeiten geben und eine Auswertung der aktuellen Rennen. Es wird ein Trainingsmodus geben, einen Qualifyingmodus, einen Einzelrennenmodus über Zeit und/oder Runden und einen GrandPrix-Modus über Zeit und/oder Runden. Man wird auch Bilder der Fahrer hinzufügen können und auch den Autotyp dazu eintragen können.
    An dieser Stelle bin ich auch gern offen für Vorschläge. Auch was man noch in die Software einbauen könnte, könnt Ihr hier gern mit anmerken. Aktuell ist das System für 1:43 ausgelegt... kann aber Problemfrei auch auf 1:32 oder 1:24 ausgeweitet werden (oder auf H0 verkelienrt werden). Die Spuranzahl kann beliebig erweitert werden. Aktuell ist das System nur auf analoge Bahnen ausgelegt. Das wird sich ändern sobald das System komplett fertig ist. Dann möchte ich mich an der digitalen Erweiterung versuchen. Das wird aber noch dauern, da ich bisher alleine für die jetzigen Ergebnisse ein halbes Jahr gebraucht habe und es halt nebenbei als "Zweithobby" betreibe :) :) .

    Für alle neugierigen. Die Hardwarekosten am Oberlandring liegen momentan zwischen 80€ und 95€. Darin entahlten sind: Anschlussbox, Startampel, Startschiene, 2x Zwischenzeitmessungsschiene, RaceControll (inkl. Raspberry Pi3 und Netzteil). Man muss also nurnoch einen Monitor via HDMI und Maus/Tastatur via USB anschließen und kann loslegen :). Für den Oberlandring bekommt Dirk von mir ein Anschlussschema, welche Leitung an welchen Pin des GPIO-Headders angesteckt werden muss (ein bisschen Selbstbasteln muss er ja schließlich auch :thumbsup: )

    So das war es erstmal von der Vorstellung meiner RaceControll. Kritik und Verbesserungsvorshcläge sind ausdrücklich erwünscht :D
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • MemphisBLN schrieb:

    .... Für den Oberlandring bekommt Dirk von mir ein Anschlussschema, welche Leitung an welchen Pin des GPIO-Headders angesteckt werden muss (ein bisschen Selbstbasteln muss er ja schließlich auch :thumbsup: )


    ....
    8o Und das bei meinen zwei linken Daumen und dem Verständnis von Elektronik. Du bist gut.

    Bin echt schon gespannt wie das Ganze dann am Ring funktioniert.

    Da muss ich mich ja jetzt sputen, das alles wieder läuft. Aktuell ist ja nix mit Stromfluss am Oberlandring
    Gruß, Dirk [tschuess]
    Aufbau Taucherwaldring (Taucherwaldring) / Oberlandring (Oberlandring) / Umbau und Eigenbauten (DK167 - Umbauten und Eigenbauten)
  • Digisteve schrieb:

    Tolle Idee.
    Schade dass ich ausschließlich digital fahre. Das bin ich nämlich noch nicht 100 Prozent sicher, welches System ich letztendlich wähle.

    Aber bisher.....hört es sich für die analogen doch mega an.
    Wie gesagt, wenn analog fertig ist, kommt digital an die reihe :D aber ich hab den datenabgriff noch nicht verstanden ;) und will das nicht auch noch in mein kopf schieben ;)
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • FotN schrieb:

    Hallo Kai,

    schön das du es realisiert hast und nun in der Testphase ist. Bin gespannt wie es sich im Rennbetrieb schlägt.

    Gruß

    Harald
    Grüß dich Harald,

    wird halt noch nen bisschen dauern ... ich denke im Frühling wirds fertig... und wenns bei Dirk gut funktioniert kommt das alles in die Arena ;)
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • danielmueller112 schrieb:

    Ja das ist ja mal sehr genial! :thumbsup:
    Für den Preis was du meinst, wäre das ja echt der Knaller. So könnte ich auch endlich mal eine vernünftige Zeitmessung auf meiner Holzbahn realisieren!
    Das ist halt der reine Materialpreis ... wobei ich den auch noch ordentlich gedrückt bekomme ;) das teuerste daran ist halt der RaspberryPi 3 und der 3D Druck der Ampel :)
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • Auf dem raspberry läuft nen abgespecktes Linux ohne Benutzeroberfläche oder jeglichen schischi... da wird nur die Shell gestartet aus der dann automatisch nach dem Booten das Programm startet ... dauert halt so ca. 15 Sekunden bei nem abgespreckten Raspian (das ist ein Linuxderivat auf Basis von Debian).

    Und wenn ich es zum Kauf anbieten würde, würde ich glatt 100€ plus versand nehmen :D
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • MemphisBLN schrieb:

    Und wenn ich es zum Kauf anbieten würde, würde ich glatt 100€ plus versand nehmen


    ist das denn geplant?

    ...um mein teures CockpitXP weiterhin (aber auf Analog) nutzen zu können, müsste ich nun nochmal 80 Hebel raus tun...und das sehe ich irgendwie nicht ein, da halte ich nach etwas anderem Ausschau!


    Gruß Andreas
    Wo ich bin, ist vorn!
  • Wie findet die Zeitmessung denn statt ? Gabellichtschranken welche auf den Raspi gehen, wie überführst das Signal von z.b der Lichtschranke auf den Raspi ?

    Nächste Frage. Wieso nimmst nicht den arduino ?

    Raspi der Version 3 hat ja Bluetooth benutzt du diese schnittstelle ?

    Mit dem Arduino könntest direkt ein Netzteil als Stromlieferant zum ansteuern von Dioden nutzen, daher die Frage wieso du ein Raspi nutzt.
  • txwca schrieb:

    Wie findet die Zeitmessung denn statt ? Gabellichtschranken welche auf den Raspi gehen, wie überführst das Signal von z.b der Lichtschranke auf den Raspi ?

    Nächste Frage. Wieso nimmst nicht den arduino ?

    Raspi der Version 3 hat ja Bluetooth benutzt du diese schnittstelle ?

    Mit dem Arduino könntest direkt ein Netzteil als Stromlieferant zum ansteuern von Dioden nutzen, daher die Frage wieso du ein Raspi nutzt.
    Hey,

    Ich benutze keine gabellichtschranken. Hier kommen kleine reflexlichtschranken zum Einsatz. Diese sind direkt an die gpio vom Pi angeschlossen. Wenn ein Fahrzeug drüber fährt gibt es einen kurzen stromfluss und die Software musst die Zeitspanne zwischen den Signalen.

    Arduino benutze ich nicht weil ich davon noch weniger Ahnung habe als vom programmieren :D

    Die komplette Stromversorgung der ganzen Sache kommt vom Pi mit einem 5V 3A Steckernetzteil :) funktioniert soweit ganz gut bisher und führt nicht zu Stromproblemen.

    Der weitere Vorteil am Pi ist, das ich direkt HDMI und USB habe und somit nicht noch irgendwas dazwischen habe ... zumal son Nano ja auch 5€ kostet und ich im Fall von Dirks Oberlandring mindestens 3 bräuchte wenn ich mich nicht irre :)

    Lasse mich aber gern eines besseren belehren :) für Details kannst du mir ja eine PM schicken :)
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • rathead schrieb:

    Hast du mal ein paar Details zu den Reflexlichtschranken inkl. Bild und Maße.

    Danke
    Chris
    Klar, ist kein Geheimnis :)

    Nutze die TCR5000er dafür ... 1-25mm Erkennungsbereich :) gibt es auch als fertig gelötetes board :)

    Ich kann ja mal ne Bauteilliste zusammenstellen und Sie im Bastelforum hochladen ;)
    Dateien
    • TCR5000L3.jpg

      (33,8 kB, 12 mal heruntergeladen, zuletzt: )
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • rathead schrieb:

    Danke.
    Mir ist noch nicht klar, wo die Dinger platziert werden. In der Farbahn oder im Slot.

    Gruß
    Chris
    Ich mach morgen mal ein paar Bilder...

    Die werden in der Fahrbahn platziert ... neben dem Leiter... wenn ein Auto drüber fährt, werden die IR Strahlen reflektiert und die RLS gibt ein wert von 0 bis 255 aus, welche der Rasperry als Signal wertret... wenn nichts drüber fährt wird kein Wert ausgegeben ... die Zeit zwischen den Werten wird entsprechend erfasst und in der Software ausgegeben. Die Addition aller Zeiten (bei Dirk am Oberlandring) ergibt dann die Rundenzeit... Wenn keine Zwischenzeitmessung verbaut wird (und entsprechend angebmeldet wird in der Software) wird nur die Zeit zwischen den Werten der jeweiligen Runden an Start/Ziel gemessen.
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • Ich vermute mal, vereinfacht gesagt, is das wie
    bei einer IR - Lichtschranke . . . da hat ja auch niemand was mit den Fingern unter der Lichtschranken oder auf der Bahn zu
    suchen . . . ;)
    8o :huh: :pump: Carrera OHNE DTM??? Dit jeht ja mal janich . . . !!! :D :thumbup: ;)
    Mein kanal! :vain:
    "Bosespeedway Berlin" im Netz (2013 - 2015) 8o :thumbsup:
    Driften wird völlig überbewertet :crazy:

    Klugscheisser und Selbstdarsteller mag NIEMAND!!!



    Gesendet von meinem SM - G955F
  • txwca schrieb:

    Darfst aber keine Slotwechsel in der Bahn haben, dort wo die Zeiten genommen werden, wenn du auch eine Box für digis machst musst dann auf andere Hardware wechseln oder wie ?
    Wie gesagt, das ganze ist momentan auf Analog ausgelegt, da ich mich mit dem digitalen Gedöns noch nicht befasst habe. Wahrscheinlich wird es so sein, dass man für die Zeitmessung entweder selbst nachrüsten muss, oder ich schaffe es irgendwie die Daten der CU/BB (oder vom 143er Rundenzähler) abzugreifen... aber wie gesagt, damit befasse ich mich erst wenn das analoge System komplett fertig ist und Dirk zufrieden ist

    Digisteve schrieb:

    ich hab ja null ahnung von solch Materie.....
    aber...kann es da nicht zu fehlmessungen kommen, wenn bspw etwas anderes über die schranke "fährt"?
    Bspw ein Schatten, ein Finger beim einsetzen.....
    Wie der OstBerliner schon gesagt hat ... Hände und Finger haben da nichts zu suchen :) und da der "Messbereich" zwischen 1-25mm Entfernung über den Dioden liegt, ist die Gefahr relativ gering dads man mit den Fingern dort landet ;) Aber ja, DIESE gefahr besteht... wenn auch verschwindet gering bin ich der Meinung :) Diese Art der Fehlmessung kann dir aber auch bei Gabellichtschranken passieren, welche in den Slot eingebaut sind... jemand stellt beim Einsetzen den Waagen in den Slot und schiebt ihn durch die Lichtschranke ... es ist also alles mit einem gewissen Risiko verbunden :) selbst bei digitaler Zeitmessung über die Dioden der CU/BB oder des 143er Rundenzähler :)
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    Grüße,
    Memphis :popcorn:

    Slot-Arena Berlin
  • woodboss028 schrieb:

    Ist das System auf zwei Spuren begrenzt oder wären auch drei oder mehr möglich :?:
    Ich bin zwar nicht Memphis, aber ich weiß, dass das System auch in einem Renncenter nach erfolgreichen Test eingesetzt werden soll. Und dort ist die Bahn 4-spurig.
    Gruß, Dirk [tschuess]
    Aufbau Taucherwaldring (Taucherwaldring) / Oberlandring (Oberlandring) / Umbau und Eigenbauten (DK167 - Umbauten und Eigenbauten)