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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Quarzoszillatoren Zeitmesung so möglich?


Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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Guten Tag

ich hab mal eine Frage ob mein Gedanken ansatz früchte tragen könnte 
irgendwann mal.

Und zwar überlege ich eine zeitmessung zubauen...

Gedacht war es von mir verschiedene Quarzoszillatoren als Sender zu 
nehmen die sende leistung läst sich ja varieren über verstärker antennen 
sollte aber nicht mehr als 10 cm betragen und die Signale werden dann 
einfach mit einer bodenschleife abgefangen (ka ob das schnell genug ist 
bei 60 km/h?)dann müste ich nur noch einen microcontroller dazu bewegen 
die passende frequenz jeweils einem ausgang zuzuordnen?

Wäre das so möglich wie find ich den einen passenden microcontroller 
dafür ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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Versuch mal dein Chaos im Kopf in den Griff zu bekommen und das ganze 
für normale Menschen veständlich zu formulieren . . .

Autor: Ratebär (Gast)
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Zeitmessung bei einer Kartbahn?

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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So mal gedanken besser geordnet.

Ich überlege eine Zeitmessung für Rc Fahrzeuge 1/8 Offroad 
zurealisieren.
Die Hüchstgeschwindigkeit der Fahrzeuge liegt bei ca 70 km/h und die 
Breite auf der die Fahrzeuge gemessen werden sollten beträgt ungefähr 3 
meter.


Gedacht habe ich mir man könnte verschiedene Quarzoszillatoren 
(Frequenzen) als Transponder / Sender in die Fahrzeuge packen 
Spannungsversorgung wäre ja kein problem ist ehh an board. Die Sende 
leistung läst sich ja varieren über verstärker antennen oder 
dergleichen, sie sollte aber nicht mehr als 10 cm betragen.

Regristriert werden die Fahrzeuge von einer Schleife die im Bodenliegt 
über die komplette Fahrbahnbreite. Dann müste man nur noch einen 
microcontroller dazu bewegen die passende Frequenz jeweils einem ausgang 
zuzuordnen.

So sieht zumindest mein gedanken ansatz aus, ich habe aber leider keine 
Ahnung ob das klappen kann.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Was ist denn wenn mehrere Fahrzeuge die Schleife gleichzeitig 
überqueren.
Muss das auch erfasst werden?
Generell würde ich das eher analog machen, ansonsten brauchst du nämlich 
ne FFT.

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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ja wen möglich es möglich wäre sollten auch 2 Fahrzeug erfasst werden. 
Dabei würde es mir aber reichen wen die Messung ca auf 1/10 sekunde 
genau wäre.

Wie würdest du das Analog den machen?

Und was ist bitte ein FFT

Vielen Dank

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Analog: Zwei Filter die auf die jeweiligen Frequenzen abgestimmt sind, 
und nur diese durchlassen. Also ein Bandpass.

FFT: Ein Möglichkeit eine Spektrumanalyse zu machen.

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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Ich hab mal was von Sende und Empfänger quarzen gehört. Wäre das evtl. 
eine Möglichkeit den FFT ausszulassen? So würde ja nur der passende 
Empfänger auf seinen quarz reagieren und auch gleichzeitige 
Regristration möglich.

Die Modellfahrzeug kommunikation kommt ja dadurch auch immer beim 
passenden model an. Finde nur keine Schaltung für die Quarze im netz 
bisher.

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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Sinnbild der Schaltung wie ich mir das so vorstelle im Anhang.

Autor: AC/DC (Gast)
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@Volker Heidrich

Die Lösung deines Problems hört sich schwer nach RFID
(Radio Frequency Identikations device) an.
Das ist so wie an einigen Supermarktkassen wo eine
Riesenspule steht und vergessene (oder geklaute) Waren
mit RFID-Modul erkannt werden. Ob die Genauigkeit so
einfach realisierbar ist kann ich nicht sagen, dürfte
aber nicht so einfach sein.
Vielleicht solltest du im Web nach RFID suchen.
Von reinen Empfängerquarzen hab ich noch nie was gehört
außer bei Funkgeräten als frequenzbestimmendes Teil des
Abstimmkreises.

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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@AC/DC

Hab ich auch schon drüber gelessen aber wieder verworfen da die RFID 
Module ja passiv sind müssen sie wohl erst über ein Induktionsfeld mit 
Spannung versorgt werden. Meine Quelle im netz meinte dazu das dies 
dadurch zulangsam werden würde da sich das Fahrzeug bei einer 10 cm 
Breiten Schleife nur knappe 5 millisekunden im bereich aufhält.

Falls es doch gehen könnte lasse mich gerne vom gegenteil überzeugen.

So müste man ja nur den Leser bauen die Modul sind ja quasi umsonst da 
überall dran.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ich überlege eine Zeitmessung für Rc Fahrzeuge 1/8 Offroad
>zurealisieren.

Was auch immer RC-Fahrzeuge sind, warum keine Lichtschranke(n)?

Autor: Skua (Gast)
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>Das ist so wie an einigen Supermarktkassen wo eine
>Riesenspule steht und vergessene (oder geklaute) Waren
>mit RFID-Modul erkannt werden. Ob die Genauigkeit so

Leider falsch.
Das sind einfache Schwingspulen die einen Leistungsabfall im Feld 
bewirken die sind nicht unterscheidbar.

Autor: Skua (Gast)
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Schwingspulen = Quark
Schwingkreise.

Autor: AC/DC (Gast)
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>Hab ich auch schon drüber gelessen aber wieder verworfen da die RFID
>Module ja passiv sind müssen sie wohl erst über ein Induktionsfeld mit
>Spannung versorgt werden.
Das Problem haste ja nicht.
Das Grundprinzip dabei ist, das per niederfrequente Schwingung über
einen Lufttransformator Daten (Kennung) duplex übertragen werden können.
Das mit der Zusatzfunktion der Energieversorgung ist nur optional
wenn das von Nöten ist(z.B. wenn Tiere per RFID markiert werden sollen
und eine Energieversorgung des Kennungschips nicht machbar sind).
Da die Versorgung kein Problem zu sein scheint braucht nur eine
Kennung oder Signatur niederfrequent schmalbandig zum Boden gesendet
werden damit die Bodenspule die Signale empfangen kann.
Vereinfacht könnte man auch jedem Fahrzeug eine Frequenz zuordnen, wo
dann ein Quarz als frequenzbestimmendes Bauteil eines Schwingkreises
durchaus sinnvoll ist. Als Auswerteschaltung könnte ein 565 geeignet
sein womit man Frequenzen detektieren und somit auswerten kann.
Bestimmt gibts auch noch andere Lösungen.

Autor: HildeK (Gast)
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Meine Ideen dazu:
Man nimmt für jedes Fahrzeug einen AM-Sender mit der selben 
Trägerfrequenz, aber mit unterschiedlichen Modulationsfrequenzen, z.B. 
im Abstand von 5kHz, beginnend bei 10kHz oder höher wegen der nur kurzen 
aktiven Zeit von 5ms.
Empfangsseitig nimmst du einen AM-Empfänger, der jetzt die 'Töne' 
ausgibt, also z.B. 20kHz bei Fahrzeug 1, 25kHz bei F2, 30kHz bei F3 usw.
Auf der NF-Seite kommt dann noch ein Ton-Dekoder, im einfachsten Fall 
nur ein Bandpass-Filter auf diese Frequenzen und danach ein 
Signaldetektor.
FM geht hier nicht, weil der stärkere den schwächeren Sender wegdrückt.

Eine andere Variante wäre:
Man nimmt für jedes Fahrzeug gleich einen unterschiedlichen Träger, ev. 
sogar sehr nah abgestuft, falls man die Quarze bekommt. Im Empfänger 
dann entweder mit dem selben Quarz wieder filtern (selektieren) und den 
Signalpegel auswerten -
oder aber den tieffrequentesten Quarz der Serie als Mischfrequenz 
nehmen. Dann die Werte der Differenzfrequenz zum gesendeten Signal 
auswerten. Beispiel:
Sender hätten den Träger bei 10.1MHz, 10.2MHz 10.3MHz usw.
Empfänger hat den Mischoszillator bei 10MHz. Nach der Mischung entstehen 
dann die Signale 100kHz, 200kHz, 300kHz usw., je nachdem welches 
Fahrzeug gerade die Schleife passiert. Diese können natürlich auch 
gleichzeitig auftreten, wenn zwei Sender gleichzeitig auf der Schleife 
vorbeikommen.

Autor: ups... (Gast)
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@HildeK

Nette Idee, hat aber einen, wenn nicht mehrere Haken.
Um sowas zu bauen mußte mindestens ne Amateurfunklizenz besitzen,oder?
Zumindest sind Kenntnisse in Funktechnik nötig.
Ob der Demodulator hier in weniger als 10ms einschwingt?
Mit der räumlichen Präzision dürfte es auch Probleme geben.
Bei AM kommt dann die Funkstörunempfindlichkeit auch noch dazu.

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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Hab da aber evtl eine Idee zu

mit dem von conrad MODELCRAFT 8-KANAL EMPFÄNGER 40MHZ

1 Empfänger Quarz dazu und 8 gleiche Sende Quarze und nun müste man nur 
noch den Kanal des Quarzes gezielt dauer ansteuern.
Wäre sowas nicht möglich?

Autor: HildeK (Gast)
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>Nette Idee, hat aber einen, wenn nicht mehrere Haken.
Nein, generell mal nicht unbedingt.
Der Ansatz des TO war ja, mit sehr geringen Sendeleistungen einen 
'Sender' zu haben (Reichweite 10cm!). Ich habe nur eine Idee genannt, 
wie man die Fahrzeuge auseinanderhalten kann und wie Konzepte aussehen 
könnten.

>Um sowas zu bauen mußte mindestens ne Amateurfunklizenz besitzen,oder?
Das kann schon sein. Aber das ist bei RFID dann nicht anders - auch hier 
werden Trägersignale oberhalb 10kHz verwendet.

>Zumindest sind Kenntnisse in Funktechnik nötig.
Das war schon ohne meinen Vorschlag notwendig.

>Ob der Demodulator hier in weniger als 10ms einschwingt?
Das ist eine Frage der Bandbreite und damit des noch wählbaren Abstands 
der einzelnen Sendefrequenzen bzw. Modulationsfrequenzen. Da Problem ist 
bei RFID noch dramatischer.

>Mit der räumlichen Präzision dürfte es auch Probleme geben.
Wie gesagt, ich will ja nicht im ganzen Raum senden. Das könnte aber bei 
allen aktiven Ansätzen ein Problem sein.

>Bei AM kommt dann die Funkstörunempfindlichkeit auch noch dazu.
Nicht mehr, als bei den anderen einfachen Methoden auch.
Man kann auch FM nehmen, dann aber muss für jedes Fahrzeug eine eigene 
Sendefrequenz und ein eigener Empfänger verwendet werden. Dann muss man 
mehr BB pro Kanal spendieren und kann sogar ein kurzes digitales 
Telegramm mit Fehlerkorrekturmaßnahmen unterbringen.

Autor: Route_66 (Gast)
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@lippy: RC = radio controlled = funkferngesteuert

Autor: Klaus (Gast)
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Hallo tastenchef,
was ist den die eigentliche Mess-Aufgabe ?
Zwei verschiedene Modellautos als Rundenzähler / Geschwindigkeitsmessung 
zu erfassen, soweit ich verstehe.

Warum nicht einfach über analoge Hall-Sensor(en), und in den Modellautos 
zwei unterschiedlich starke Magneten, die aber beide sicher erfasst 
werden.

Zu einfach?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Was du brauchst nennt sich Transponder
http://www.kloft-display.de/20/amb20.html

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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Ja genau soetwas brauch ich. Nur müste das ganze bezahlbar sein hehe ist 
schon sehr teuer der spaß :-(. Daher überlege ich krampfhaft wie man das 
selber günstig nachbauen / ein ähnliches System entwerfen kann.

Autor: Skua (Gast)
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NF direkt ohne Träger.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Volker Heidrich wrote:
> Ja genau soetwas brauch ich. Nur müste das ganze bezahlbar sein hehe ist
> schon sehr teuer der spaß :-(. Daher überlege ich krampfhaft wie man das
> selber günstig nachbauen / ein ähnliches System entwerfen kann.


Willst du Wettkämpfe organisieren?

Ich kenn das aus der Rennboot Szene. Die benutzen mitlerweile auch 
Transponder um die Rundenzeiten zu stoppen. Das Problem: Jeder 
Transponderhersteller kocht hier sein eigenes Süppchen. Soll heissen: 
Mit einem Transponder des Herstellers XY kannst du auf einer Anlage, die 
für YZ ausgelegt ist, nichts anfangen. Also haben sich die 
Wettbewerbsausrichter auf eine bestimmte Marke geeinigt. Wenn du dann da 
mit einem anderen Transponder ankommst, hast du ganz einfach Pech gehabt 
und kannst nicht fahren.

D.h. Eigenbau ist zwar schön und gut. Aber sei gefasst, dass du dann für 
jeden deiner Teilnehmer einen Transponder bauen und bereitstellen musst, 
den der sich ausleihen kann. Und das kann auch beim Selbstbau ganz 
schnell ins Geld gehen.

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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Ja das wäre eigentlich so mein ziel mit dem selbstbau das wir für 
unseren eigenen Verein eine eigene Zeitmessung haben. Dabei wäre es 
eigentlich kein Problem einen Transponder für 20-30 € für jeden zubauen. 
Wettbewerbe wollen wir nicht ausrichten nur intere fun events dafür die 
Zeitmessung.

Autor: Volker Heidrich (tastenchef)
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So durch zufall hab ich bei Conrad ein schon fast fertiges Transponder 
System gefunden incl Software.

Das Artikel-Nr.: 750782 - 62  kann ja 500 Transponder das heißt für mich 
es wird auch zwischen diesen 500 unterscheiden können und diese in 
Echtzeit an RS232 rausgeben können?

Meint ihr das das Funktioniere könnte ? In diesem Falle müste ich nur 
noch eine software schreiben lassen.

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