Hallo, wir haben vor ein Geschwindigkeitsmesssystem für eine Bowlingbahn zu bauen. Das System soll die Zeit zwischen Messpunkt A und B messen und über einen festgelegten Weg, zwischen A und B, die Geschwindigkeit das Bowlingballs errechnen. Diese soll dann über eine kleine LCD Anzeige wiedergegeben werden. Für die Messpunkte sollen Lichtschranken oder kapazitive Sensoren verwendet werden. Ich würde mich freuen wenn mir jemand Hilfestellung bei der Hardwareauswahl und der Programmierung geben kann. THX
An sich ein sehr interessantes Projekt. Je nachdem wie viel du selber basteln möchtest bzw. ausgeben möchtest könntest du z.B. 2x die Reflex-Lichtschranke Contrinex LLK-5050 nehmen (gibt es u.a. bei Conrad), max. Reichweite 15m, Preis ~20€/Stück. Ansonsten kann man Lichtschranken natürlich auch selber basteln, wenn man möchte... Hast du schon mal einen Mikrocontroller programmiert? Ich denke ein ATMega8 wäre gut für den Einstieg. Die LED-Anzeige würde ich z.B. über einen SAA1064 realisieren. Schöne Grüße, Alex
modulierte Sender-LED, Empfangsdiode über Kondensator ausgekoppelt an uC
Also der Aufwand sollte so gering wie möglich sein, also würde ich doch schon eher fertige Bausteine bevorzugen. Die Reichweite der Lichtschranbke wäre mit 1,5m schon völlig ausreichend. Das programmieren von Mikrocontrollern ist für mich doch noch eher Neuland, bin also auf Foren wie dieses hier angewiesen.
Warum nicht einen externen Zähler, der die Zeit zwischen den externen Lichtschranken mißt und dann per USB in einen Laptop einlesen. Der Laptop hat ein fertiges Display, Software dürfte einfach sein.
Das Ganze soll wenn es soweit ist fest installiert werden. So zu sagen soll sich die Recheneinheit im Maschinenraum befinden und die LCD-Anzeige im Bereich des Montiors auf dem die Spielwertung angezeigt wird.
Eine wirkliche "Recheneinheit" brauchst du dafür gar nicht. Wie gesagt, ich würde es, wenn ich deine Aufgabenstellung richtig verstanden habe, so machen: Zur Messung 2x die oben genannte Reflex-Lichtschranke. Die ist zuverlässig, kompakt, nicht allzu teuer und verfügbar. Die Zeitmessung mit einem ATMega8, der ist ebenfalls sehr günstig und es gibt hier im Forum diverse Tutorials und eine Menge Leute können dir Hilfestellungen geben. Den Controller würde ich dann zusammen mit einem SAA1064 und einer 4-Stellen LED-7-Segment-Anzeige in ein Gehäuse einbauen und dieses dann, wie von dir beschrieben, neben dem Monitor aufhängen. Wenn man es gut macht sieht es spitze aus und das Gehäuse wäre etwa Zigarettenschachtel-Groß. Oder möchtest du neben der Geschwindigkeit auch noch andere Informationen anzeigen können? Dann bräuchtest du nämlich wirklich eine LCD-Anzeige. 7-Segment-Anzeigen haben in meinen Augen den Vorteil das sie auch von größerer Entfernung gut lesbar sind und von sich aus schon leuchten. LCDs benötigen eine Hintergrundbeleuchtung. Schöne Grüße, Alex
Die von dir angeführten Lichtschranken kommen auf jedenfall in Frage und sind so gut wie bestellt :-) und auch die anderen Komponenten scheinen verlockend. Aber das besoregen der Komponenten und die Installation auf der Bahn sollte sicherlich nicht das Porblem werden, aber wenn diese dann da sind die Programmierung und das richitge Verlöten wird das Problem. Und Nein auf der Anzeige sollte nur die Geschwindigkeit zu sehen sein. Das ist glaub ich fürs erste Aufgabenstellung genug. Ich bedanke mich schon einmal für deine Mühen. P.S. Du hast die Aufgabenstellung sogar sehr gut verstanden.
>sind so gut wie bestellt
Warte mit der Bestellung mal noch ein bisschen, ich habe gerade gesehen
das es sich bei den LLK-5050 leider um "Einweg-Lichtschranken" und nicht
um "Reflex-Lichtschranken" handelt, d.h. für die LLK-5050 bräuchtest du
noch einen separaten Sender. Ich würde dir aber empfehlen das ganze mit
Reflex-Lichtschranken aufzubauen, alleine weil du da nur auf einer Seite
der Bahn Leitungen verlegen musst.
Schöne Grüße,
Alex
P.S. Das du zur Programmierung eines Mikrocontrollers ein
Programmiergerät benötigst ist dir bekannt, oder?
Zur Programmierung muss nur der Impuls der ersten Lichtschranke abgewartet werden, dann startet ein Timer, bis die zweite Lichtschranke durchlaufen wurde. Die Zeit zwischen beiden Impulsen lässt sich sehr leicht errechnen, wenn man den Takt des Mikrocontrollers kennt. Man braucht dann nurnoch die Information wie weit die beiden Lichtschranken voneinander entfernt sind, da wird wohl ein Abstand von ca. 1m meiner Meinung nach sinnvoll sein. sollte aus irgendwelchen Gründen die zweite Lichtschranke vor der ersten auslösen, sollte ein Reset erfolgen (beide Lichtschranken warten auf die Kugel). Sollte nach der ersten Lichtschranke eine ganze Weile nichts passieren, so sollte auch ein Reset erfolgen. Und auch wenn eine oder beide Lichtschranken lange blockiert sind sollte ein Reset mit einer Fehlermeldung am Display folgen. Damit sind alle Eventuallitäten abgedeckt oder?
Ja klar, sowas ist dann die Modellbildung. Hört sich gut an. Oder wie "Hancock" zu sagen pflegt: "Gut gemacht." .
ist für einen anfänger auf dem gebiet mikrocontroller etwas knifflig, aber durchaus machbar :) ich würde beim ATmega auf jedenfall noch eine ISP-Schnittstelle einbauen, viell. willst du später das projekt ja mal erweitern! z.b. Top Speed derzeitiges Spiel anzeigen lassen All Time Top Speed anzeigen lassen Geschwindigkeit auf einer Balkenanzeige ausgeben usw.
Den Abstand zwischen beiden Lichtschranken würde ich gern so gering wie möglich halten, da sich ja bei unterschiedlichen Winkeln des Ballverlaufs der Weg zwischen beiden Messpunkten verändert. Also würde ich von diesem Gesichtspunbkt aus denken das desto geringer der Abstand zwischen Messpunkt A und B desto genauer wird die Messung. Wo bei sich wieder die frage Stellt wie genau die Zeitmessen nach dem Komma ist weil desto geringer der Abstand zwischen A und b desto geringer ja auch die Zeitunterschiede. Jetzt weiss ich natürlich nicht wie sich ein Faktor, z.B. 4 bei 25cm um dann auf eine Standartwert von 1m zukommen, in das Rechenprogramm einbauen lässt. Die von die beschriebenen Eventualitäten in das Programm mit einzubauen ist sicherlich interessant, aber wie ich schon beschrieben habe ist das ganze für mich Neuland und ich kann mir vorstellen das es fürs erste etwas zu umfangreich wird. Ein verändern der Software im nachhinein ist ja sicher immernoch möglich?!
die Idee mit Top Speed usw finde ich gut, evtl. noch average Speed des ganzen Abends mit aufnehmen. Würfe Zählen. nunja ich glaube mein nächstes Projekt wird eine Bowlingbahn :) Das mit den Winkeln ist prinzipiell richtig, umso mehr Winkel in der Kugel ist, desto geringer die gemessene Geschwindigkeit. Aber die Annahme, dass der Messfehler bei geringerem Lichtschrankenabstand abnimmt ist falsch. Der gemessene Wert ergibt sich aus: Gemessen=realer Wert*sin(Winkel) wobei mit Winkel hier der Winkel der Kugel zur Bahn gemeint ist, also bei gerade Laufender Kugel ist der Winkel=0° Trotzdem kann man die Lichtschranken wahrscheinlich dichter als 1 Meter stellen. Denn umso weiter ich die Lichtschranken auseinander mache, umso mehr nimmt ja auch die Geschwindigkeit der Kugel ab. Nunja, das wird sich wohl in einem recht kleinen uninteressanten Bereich abspielen.
Was mir grad so eingefallen ist wie bekommt das ganze eigenlich Strom ich glaube irgendwo etwas von einer Batterie gelsen zu haben? Sollte dies der Fall sein kan man das doch sicherlich so umbauen das man am Gehäuse einen Kippschalter für EIN und AUS hat?! Wenn du zufällig aus der Regieon um Frankfurt/Oder kommst dann könnte dein nächstes Projekt eine Bowlingbahn sein :-D
Für die Stromversorgung brauchst du eigentlich nur ein Netzteil irgendwas zwischen 5V und 12V (am besten Gleichspannung). Da du auf jeden Fall eine kleine Platine brauchst auf die du den Mikrocontroller mit einem Quarz lötest kannst du dann auf diese Platine noch einen 5V Spannungsregler drausetzen, dieser macht aus der Netzteilspannung eine 5V Spannung (Bauteil 7805). Die Empfohlene Lichtschranke habe ich mir jetzt nicht angeguckt. Die braucht hoffentlich auch 5V. Komme aus Frankfurt aber nicht Oder :)
Die Lichtschranken sind mit Betriebsspannung:10 - 36 V/DC angegeben aber die könnte man ja unabhängig von dem Rest mit Strom versoren da die Lichtschranken und die Platine ca. 20m von einander entfernt sind. So hab mich grade mit dem Betreiber der Bowlingbahn unterhalten und der meinte das ähnlich aber natürlich viel teurere Systeme den ersten Messpunkt kurz hinter der Foulline haben und den zweiten Messpunkt kurz vor dem Pindeck was einer Entfernung 16-17m entspricht, sollte ja jetzt noch nich das Problem sein. Kannst du mir einen Shop empfehlen wo ich möglichst alles bekommen würde für das was ich vorhabe? (vielleicht abgesehen von den Lichtschranken) Also Platine, Anzeige, Chip usw. THX
Hallo hasski, alles was du benötigst kannst du bei Reichelt bekommen (www.reichelt.de). Die haben auch Reflex-Lichtschranken, allerdings kosten die dort ~70€/Stück. Ich bin mir sicher das man auch günstigere bei anderen Shops auftreiben kann. Wie gesagt, mit den oben genannten Contrinex LLK-5050 geht es nicht so einfach, denn diese sind nur die Empfänger und brauchen jeweils noch einen Sender. Also such mal nach Shops mit Reflex-Lichtschranken. Die Spannungsversorgung würde ich ebenfalls mit einem kleinen Steckernetzteil und einem 7805 erledigen. Einfacher geht es nicht... Wenn du die beiden Lichtschranken an Anfang und Ende der Bahn aufstellst hast du natürlich eine mittlere Geschwindigkeit der Kugel gemessen + Winkelfehler spielen so gut wie keine Rolle. Schöne Grüße, Alex
Was haltet ihr von dieser Lichtschranke: http://www.pollin.de/shop/detail.php?pg=NQ==&a=NTg5OTgxOTk= Das Relais müsste nicht aufgelötet werden, der pin, welcher das Relais schaltet könnte direkt in den Mikrocontroller geführt werden. Alle anderen Teile bekommt man hier auch sehr günstig. Netzteil, Display, 7805, Kondensatoren, Quarz, Lochrasterplatinen ATmega8 Ich persönlich kann dir auch das ATMEL Evaluations-Board Version von Pollin sehr empfehlen, mit 15 Euro unschlagbar und du kannst damit den ATmega8 (und auch andere) programmieren. Anhand des Schaltplanes kannst du auch genau sehen was du minimal an Elektronik brauchst um den Mikrocontroller zum laufen zu bekommen. Klingt nach einem Projekt mit hoher Erfolgswahrscheinlichkeit, halte uns auf dem Laufenden. Die einzige Schwierigkeit die ich momentan sehe ist das Ansprechen vom Display, dazu gibts hier ein Tutorial. Bei mir hatte es trotzdem nicht funktioniert.
Warum nicht Dopplerradar? Die Dinger geben je nach Wellenlänge bei Bewegung auf den Sensor zu in bestimmten Abständen Impulse ab. Die Zeit zwischen den Impulsen ist dann Deine Geschwindigkeitsmessung ... einfach Interrupts und Timer und gut ist. Keine Installation auf der Bahn nötig, nur hinter den Pins zentral mittig mit Blickrichtung nach vorne weg. SMX1 währe da so in etwa ganz brauchbar denk ich.
Blöde Frage, warum 2 Lichtschranken, die Kugel haben doch alle den gleichen Durchmesser, reicht es nciht aus einfach die Zeit des Impules zu messen?
>die Kugel haben doch alle den gleichen Durchmesser
Ist das so? Gibt es nicht auch kleinere, leichtere Kugeln?
ich denke schon, das Gewicht ist unterschiedlich, der Durchmessel sollte gleich sein - sonst währe es ja ein Nachteil
Mal eine kurze Bowlingerklärung. Ja die Bälle haben alle den gleichen Durchmesser und nur andere Gewichte. Im Freizeitbowling wird der Ball gerade nach hinten geworfen und gut ist. Da es hier aber um Sportbowling geht und dort mit Ballrotation gearbeitet wird kommt es dazu das der Ball auf der Bahn unterschiedliche Geschwindigkeiten hat. Bowlingbahnen sind zu ca. 2/3 mit Öl belegt. Dies führt dazu das der Ball in den ersten 2/3 rutscht und wenn er dieses Öl verlässt ins Rollen gerät wodurch er Geschwindigkeit aufbaut. Das Prinzip wäre ähnlich wie bei einem Auto was auf z.B. Eis wenig traktion hat und kaum vorwärts kommt und auf einmal auf z.B. Aspahlt gerät und schlagartig beschleunigt. Also muss die Geschwindigkeitsmessung über die gesamt Bahnlänge erfolgen. Ich hoffe das Problem durch dies Erklärung noch einwenig verdeutlichen zu können.
Ihr hab mir bis jetzt schon viel weiter geholfen, da ich aber wie schon erwähnt ein Neuling in dem Gebiet bin fehlt mir noch ein wenig die Vorstellungskraft, wie die Platin mit den aufgelöteten Bausteinen auszusehen hat. Kann mir da jemand vielleicht einen groben überblick geben? THX
Hasski, ich glaube du unterschätzt den Elektronik- und Softwareanteil gewaltig. Sicher, 50% aller Mitleser hier könnten das aus dem Stand innerhalb von 1..3Tagen bauen. Aber als kompletter Anfänger?!? Damit du einen ungefähren Überblick bekommst, wie "aufwendig" das für dich wird, zieh dir mal das Tutorium hier rein und baue(!) eine einfache Blink-LED-Schaltung nach und programmiere diese selbst. Mit viel Engagement und Zeit kannst du das in optimistischen 6..8 Wochen schaffen. Mag nicht sonderlich aufbauend sein, aber irgendeiner muss es ja aussprechen, was vermutlich viele im Hintergrund denken...
Das das ganze nich grad einfach wird is mir auch schon aufgefallen, hab mir da jetzt auch schon nen Elektroniker ins Boot geholt der mich da unterstützt. Ich denke mal das könnte die ganze Sache etwas erleichtern.
"...Da es hier aber um Sportbowling geht und dort mit Ballrotation gearbeitet wird kommt es dazu das der Ball auf der Bahn unterschiedliche Geschwindigkeiten hat. Bowlingbahnen sind zu ca. 2/3 mit Öl belegt. Dies führt dazu das der Ball in den ersten 2/3 rutscht und wenn er dieses Öl verlässt ins Rollen gerät wodurch er Geschwindigkeit aufbaut. Das Prinzip wäre ähnlich wie bei einem Auto was auf z.B. Eis wenig traktion hat und kaum vorwärts kommt und auf einmal auf z.B. Aspahlt gerät und schlagartig beschleunigt. Also muss die Geschwindigkeitsmessung über die gesamt Bahnlänge erfolgen. Ich hoffe das Problem durch dies Erklärung noch einwenig verdeutlichen zu können...." wäre es da nicht cooler 3 lichtschranken zu nehmen und somit die geschwindigkeit des vorderen teils und des endes zu berechnen? so wie du das erzaehlst klingt es ja so als wenn die kugel nochmal richtig geschwindigkeit aufbaut. ich glaub mit deinem elektroniker an board wirds deutlich besser gehen. das programm kann man sich durch tutorials und quelltexte relativ gut ja basteln. aber die richtige anschaltung des ganzen find ich persönlich schwerer. kann man nicht auch anstatt lichtschranken nen laser nehmen der gleichzeitig die entfernung der kugel misst und somit kriegt man auch den winkel der kugel raus? wobei der winkel ja nicht alles ist da die kugel sich ja im bogen bewegen kann wenn ich das richtig mitbekommen habe. die wahrscheinlich messgenauste variante wäre wohl die mit einer kamera über der bahn, die dort den weg berechnet und die zeit. aber das wäre wahrscheinlich zu aufwendig ausserdem weiß ich nicht wie gut das mit den lichtverhältnissen ist, so eine bowlingbahn ist ja bunt beleuchtet.
THENO schrieb: Damit du einen ungefähren Überblick bekommst, wie "aufwendig" das für dich wird, zieh dir mal das Tutorium hier rein und baue(!) eine einfache Blink-LED-Schaltung nach und programmiere diese selbst. Mit viel Engagement und Zeit kannst du das in optimistischen 6..8 Wochen schaffen. LOL, das halte ich für ein riesen großes Gerücht. Ich denke es ist durchaus möglich Blinkschaltungen öder ähnliches als Anfänger innerhalb von 1-2 Tagen zu programmieren!!!!
ich glaube er meinte das bowlingprojekt, wenn man 2 monatze zum blinken braucht sollte man es besser bleiben lassen.
Sagen wir es mal so eine Variante mit 3 Lichtschranken wird sicherlich noch genauer aber auch aufwendiger. Ob man das später mal umbaut is ja offen, aber ich denke mal das die Variante mit 2 Lichtschranken noch am einfachsten sein sollte. Da man so ja einen Wert über die Durchschnittsgeschwindigkeit auf der ganzen Bahn bekommen würde.
> ich glaube er meinte das bowlingprojekt, wenn man 2 monatze zum blinken > braucht sollte man es besser bleiben lassen. ja, genau, war auf das Lichtschrankenprojekt bezogen. War nicht deutlich genug geschrieben. :-)
6-8 Wochen find ich auch realistisch. Ich find das wie gesagt ein interessantes Projekt, auch für einen Anfänger (da muss ich mich selbst auch noch zu zählen). Wenn Fragen aufkommen kann er ja immer hier fragen. Es geht eben erstmal darum überhaupt ein Programm in den Controller zu flashen. Wenn das klappt und die Hardware aufgebaut ist, ist es nicht mehr viel oder täusche ich mich da? Mein Tipp. Kauf dir das Pollinboard (+Kabel) + Netzteil 9V, drei Atmega8 controller ein Display SAA1064 und ein Flachbandkabel um das Display mit dem Board zu verbinden. Auf dem Board hast du dann schon 2 Taster und 2 LEDs verbaut. 1. Besorge dir ein Hexfile für einen Atmega8 das die leds blinken lässt, das können dir die meisten hier zuschicken. Versuche das Hexfile mit dem kostenlosen Programm Ponyprog auf den Mikrocontroller zu flaschen. Lade dir das ebenfalls kostenlose AVR Studio runter und versuche ein eigenes Hex file zu erzeugen. 2. Schreibe ein Programm, dass den Zeitabstand von 2 Tasterdrücken misst. (Ausgabe provisorisch über 2 verbaute LEDs möglich) 3. Versuche Zahlen auf dem Display auszugeben. (anspruchsvoller) 4. Hänge die Lichschranken an einen Port vom Mikrocontroller und versuche sie auszulesen. Kann man auch wieder direkt an den Verbauten LED's ausgeben. (einfach) Wenn die drei Aufgaben gelöst sind steht dem Gesamtprojekt doch nichts mehr im Weg oder?
Anstatt Lichtschranken, ganz andere Idee: Eine Webcam, ein alter PC, darauf mittels Bildverarbeitung (Motion-detection) den Ball verfolgen, aus gemessener Zeit und dem bekannten Abstand zwischen zwei Punkten im Bild die Geschwindigkeit berechnen. Gruß
Sicherlich auch eine gute Idee aber wie oben schon erwähnt sollte das System relativ klein sein so das es über der Bahn angebracht werden kann. Die angesprochene Variante haben wir schon einmal mit einer Testversion des Programms Dartfish ausprobiert. Es ist machbar aber leider zu umständlich für eine schnelle Auswertung der Ballgeschwindigkeit.
Hier ist noch ein neuer Thread augemacht worden, sicher interessant: Zeit (ms) mit Mikrocontroller messen Beitrag "Zeit (ms) mit Mikrocontroller messen"
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