Hallo,
bei einem selbstgebauten Airhockey-Tisch sollen Tore automatisch gezählt
werden. Dazu gibt es im umlaufenden Rahmen ein Prellholz in 45 grad,
damit der Airhockeypuck nicht aufs Spielfeld zurückprallt.
Dann fällt er im Rahmen herunter (der Luftraum beträgt etwa 60x10x30
cm), darin kann sich der Puck relativ frei bewegen. Anschließend kann
man ihn rausnehmen und wieder auflegen.
Es gibt natürlich die Möglichkeit, einen simplen Schalter einzubauen,
den der Spieler drückt. Aber da besteht natürlich die Möglichkeit von
Mogeleien, deshalb würde ich gerne die Tore automatisch erfassen.
Allerdings habe ich noch keine Möglichkeit gefunden, den Puck
zuverlässig zu erfassen.
Rauskommen sollte 5V-Logik, damit das Signal von einem Atmega-16
ausgewertet werden kann.
Für Input bin ich dankbar.
Was hast du dir denn schon überlegt?
Zeig mal ein Foto oder ne Zeichnung.
Spontan würde ich Piezo sagen oder und Lichtschranke.
> Es gibt natürlich die Möglichkeit, einen simplen Schalter einzubauen,> den der Spieler drückt. Aber da besteht natürlich die Möglichkeit von> Mogeleien, deshalb würde ich gerne die Tore automatisch erfassen.
Naja ob man bei einer Automatik nicht mogeln kann möchte ich mal stark
anzweifeln ...
Leser schrieb:> Rauskommen sollte 5V-Logik, damit das Signal von einem Atmega-16> ausgewertet werden kann.
Meine erste Idee wäre auch: Lichtschranke hinter dem Tor.
Mit einer IR-LED ein 38 KHz Signal modulieren.
Mit einem TSOP IR-Empfänger das Signal auswerten.
Bei Unterbrechung der Lichtschranke ein Tor zählen.
Vorsicht: Beim TSOP-Empfänger auf original Markenqualität von "Vishay"
achten, denn die können bei Lichtschrankenanwendungen mit ständigem
Signal "Dauer-HIGH" am Ausgang liefern wie man es braucht.
Bei NoName-Nachbauten kommt es schon mal vor, dass manche TSOP-Empfänger
zwar mit einem Dauerstrich 38 KHz IR Signal bestrahlt werden, dass diese
dann aber alle paar Sekunden zwischendurch immer wieder unvermittelt
auch LOW liefern, ohne dass das Signal unterbrochen wurde, so dass
solche TSOP-Empfänger dann nur für Fernbedienungsanwendungen, nicht aber
für Lichtschrankenanwendung zu gebrauchen sind.
Hier mal eine Skizze, wie das ganze momentan aussieht hinter dem Tor.
An Lichtschranke habe ich auch gedacht, nur sehe ich da zwei Probleme.
Erstens weiß ich nicht wo genau der Puck durch das Tor rauscht, ich
bräuchte also mehrere und zweitens gibt es ein gewisses Umgebungslicht.
Ich weiß nicht, inwiefern man das rausfiltern kann.
> simplen Schalter einzubauen,> den der Spieler drückt. Aber da besteht natürlich die Möglichkeit von> Mogeleien
wenn A ein Tor schießt drückt B einen Schalter zum +Zählen
wenn B ein Tor schießt drückt A einen Schalter zum +Zählen
Umgebungslicht sollte kein Problem sein. Lichtschranke verläuft
natürlich entlang der Torlinie.
Mit zwei hintereinander kannst du auch erkennen, ob sich der ganze Puck
über die Linie bewegt hat.
Sonst kannst du noch eine Kamera über dem Spielfeld anbringen und den
Puck tracken.
> Hier mal eine Skizze
sinnvolle Bildgröße beachten!
Leser schrieb:> An Lichtschranke habe ich auch gedacht, nur sehe ich da zwei Probleme.> Erstens weiß ich nicht wo genau der Puck durch das Tor rauscht, ich> bräuchte also mehrere und zweitens gibt es ein gewisses Umgebungslicht.
Mehrere würdest Du brauchen, wenn die Lichtschranken von oben nach unten
messen. Aber wenn Du den Lichtschranken-Messstrahl direkt hinter der
Torlinie quer von rechts nach links laufen läßt?
Beim Airhockey flitzt der Puck doch in einer genau definierten Höhe und
kann nicht "abheben", so dass er stets "dicht über der Tischoberfläche"
gemessen werden kann?
Das Umgebungslicht wird durch die 38 KHz Modulation des Signals
ausgeblendet: Dein Signal ist gepulst mit 38 KHz, das Umgebungslicht
nicht, und das kann der Sensor erkennen.
Die Technik, dass diese Sensoren nicht auf das Umgebungslicht reagieren,
ist bei handelsüblichen IR-Fernbedienungen der Unterhaltungselektrik
millionenfach erprobt.
Ein Problem könnte allenfalls Streulicht Deiner IR-LED werden: Deine
IR-LED dürfte aufgrund des Abstrahlwinkels auch "über den Puck" Licht
aussenden, und wenn das auf den Sensor zurückreflektiert wird, könnte
Dein Puck durchflitzen, ohne dass eine Unterbrechung erkannt wird, weil
der Sensor immer noch von reflektiertem IR-Licht getroffen wird, selbst
wenn der direkte Strahl vom Puck unterbrochen ist.
An die Idee, einfach zwei Lichtschranken zu benutzen habe ich noch gar
nicht gedacht. Das ist simpel wie genial. Dadurch ließe sich die
Lichtschranke auf Höhe des Toreingangs verlagern. Sehr gute Idee, danke.
Das Problem mit dem Umgebungslicht lässt sich vielleicht durch die
Verwendung von Lasermodulen (die kosten ja quasi nichts mehr) lösen, die
gezielt auf die Fotowiderstände oder Fototransistoren schießen. Wenn man
das Ganze jetzt noch weit genug in der Bande versenkt dürften Probleme
mit dem Umgebungslicht auch erledigt sein, oder?
Entschuldigung wegen der Bildgröße.
Was ich noch nicht ganz verstehe: Warum muss ich das Signal mit 38 kHz
modulieren? Kann ich nicht einfach dauerhaft leuchten und mit einem
Spannungsteiler und einem nachgeschalteten Komparator mit einstellbarer
Referenzspannung das Signal digitalisieren?
Jürgen S. schrieb:
werden kann?
> > Das Umgebungslicht wird durch die 38 KHz Modulation des Signals> ausgeblendet: Dein Signal ist gepulst mit 38 KHz, das Umgebungslicht> nicht, und das kann der Sensor erkennen.>> Die Technik, dass diese Sensoren nicht auf das Umgebungslicht reagieren,> ist bei handelsüblichen IR-Fernbedienungen der Unterhaltungselektrik> millionenfach erprobt.>> Ein Problem könnte allenfalls Streulicht Deiner IR-LED werden: Deine> IR-LED dürfte aufgrund des Abstrahlwinkels auch "über den Puck" Licht> aussenden, und wenn das auf den Sensor zurückreflektiert wird, könnte> Dein Puck durchflitzen, ohne dass eine Unterbrechung erkannt wird, weil> der Sensor immer noch von reflektiertem IR-Licht getroffen wird, selbst> wenn der direkte Strahl vom Puck unterbrochen ist.
Ah, das habe ich jetzt erst gelesen. Danke für die Erklärung mit den 38
kHz. Macht natürlich Sinn.
Wegen Streulich mache ich mir weniger Gedanken, die Spielfläche selbst
ist eine ABS-Platte, und das Holz lässt sich ja schwarz anmalen, um
Reflektionen zu verringern.
Genügt für meine 50 cm Leuchtstrecke eine handelsübliche 5mm-IR-LED oder
sollte da noch ein Reflektor o.ä. drauf?
Leser schrieb:> Genügt für meine 50 cm Leuchtstrecke eine handelsübliche 5mm-IR-LED oder> sollte da noch ein Reflektor o.ä. drauf?
Für eine Lichtschrankenanwendung mit 20 mA sollten 50 cm kein Problem
sein, aber mir liegen diesbezüglich keine Reichweitenerfahrungen vor.
Da Du einen "möglichst parallel gebündelten" IR-Lichtstrahl haben
möchtest, wäre ggf. über den Einsatz einer Sammellinse vor der IR-Diode
nachzudenken, so dass aus dem "Abstrahlwinkel 2*15°" ein
"Parallelstrahl" wird.
Da IR-Licht unsichtbar ist, ggf. die Lage der Sammellinse vor der LED
mit einer ansonsten baugleichen Rot-LED für beste Bündelung des Strahls
austesten, dann gegen die IR-LED austauschen.
Leser schrieb:> Genügt für meine 50 cm Leuchtstrecke eine handelsübliche 5mm-IR-LED oder> sollte da noch ein Reflektor o.ä. drauf?
Eine handelsübliche LED ist in jeder Fernbedienung drin. Eine LD274 hat
einen Forward-Strom von 100mA. Das reicht. Der Stossstrom beträgt sogar
3A.
Zur Bündelung könnte es reichen über die LED einfach ein Röhrchen zu
stülpen. Wenn die Sende-LEDs abwechselnd gepulst werden, brauchts du nur
einen Empfänger. Der µC weiss ja, was wann von wem ankommen muss.
Jürgen S. schrieb:> Da IR-Licht unsichtbar ist, ggf. die Lage der Sammellinse vor der LED> mit einer ansonsten baugleichen Rot-LED für beste Bündelung des Strahls> austesten, dann gegen die IR-LED austauschen.
Das lässt sich mit jeder Handy-Kamera beobachten.
mfg.
Leser schrieb:> Hier mal eine Skizze
Eine Riesenkiste.
Da reicht eine Lichtschranke mit moduliertem Licht gegen
Fremdlichstörungen
+---+--+----------------+------+--+-- +5V
| | | | | |
| 4k7 | +----+---+ 1M 220R
E| | | | 4 | | |
>|--+--(--4k7---+--|5 1|--+ |
|BC307 | 10k |LM/NE567| | |A
| | +--|6 | | LED
| | | | | | |
100R 10kPoti-22n-(--|3 2 7 8|--(--+-- kann bis 100mA nach Masse
schalten
| | | +--+--+--+ |
A| C| | | | |
LED=PhotoTrans 22n 2u2 | 4u7
| | | | | |
+------+--------+-----+--+-----+----- GND
Aber viel einfacher ist es ganz ohne Schlitz und unteren Kasten.
Einfach Lochplatte und Bodenplatte in wenigen Zentimetern Abstand mit
umlaufenden Leisten zusammennageln, und dort, wo das Tor sein soll, die
Leiste auf Breite des Tores ca. 1cm nach hinten versetzen, aber nur in
einer Höhe die dem Puck entspricht, das war bei uns eine Plexiglasronde,
und der "Schläger" ist höher, damit kann man in diese Vertiefung nicht
mit dem Schläger geraten. Auf der Rückseite dieser Vertiefung ist ein
Blech mit einem Schalter (es war sogar nur ein Gegenkontaktblech), und
wenn der Puck es trifft, gibt es Kontakt und der Puck federt wieder auf
das Spielfeld zurück.
Vollkommen ausreichend und viel leichter transportabel und verstaubar.
Die Idee hat auch was, das muss ich schon zugeben. Recht viel simpler
geht es wohl nicht. Wahrscheinlich wird es das auch werden, das spart
nämlich auch noch Kosten, weil ich den Kasten nicht brauche.
Danke auch hierfür!
Jürgen S. schrieb:> Bei NoName-Nachbauten kommt es schon mal vor, dass manche TSOP-Empfänger> zwar mit einem Dauerstrich 38 KHz IR Signal bestrahlt werden, dass diese> dann aber alle paar Sekunden zwischendurch immer wieder unvermittelt> auch LOW liefern, ohne dass das Signal unterbrochen wurde, so dass> solche TSOP-Empfänger dann nur für Fernbedienungsanwendungen, nicht aber> für Lichtschrankenanwendung zu gebrauchen sind.
Das hat mit "Nachbauten" nichts zu tun, eher mit dem Stand der Technik.
Das letzte TSOP-Datenblatt, das ich gelesen habe (von Vishay, soweit ich
mich erinnere), beschreibt genau dieses Verhalten, allerdings mit
kürzerer Zeitkonstante. Das dient dazu, Störungen durch moduliertes
Umgebungslicht (Energiesparlampen) zu unterdrücken. Empfohlen wurde, bei
den Nutzsignalen gefälligst 50% Tastgrad im 50ms-Mittel einzuhalten.
Seitdem wundere ich mich immer, wenn hier TSOPs als
Lichtschrankenempfänger mit einem einfachen Oszillator im Sender
empfohlen werden…
Jürgen S. schrieb:> Vorsicht: Beim TSOP-Empfänger auf original Markenqualität von "Vishay"> achten, denn die können bei Lichtschrankenanwendungen mit ständigem> Signal "Dauer-HIGH" am Ausgang liefern wie man es braucht.
Blödsinn.
> Bei NoName-Nachbauten kommt es schon mal vor, dass manche TSOP-Empfänger> zwar mit einem Dauerstrich 38 KHz IR Signal bestrahlt werden, dass diese> dann aber alle paar Sekunden zwischendurch immer wieder unvermittelt> auch LOW liefern, ohne dass das Signal unterbrochen wurde
Und das vollkommen spezifikationsgemäß. Was man übrigens auch im
Original Vishay Datenblatt nachlesen kann.
Z.B. für den TSOP22xx/24xx/44xx/48xx in Diagramm 8. "Max. Envelope Duty
Cycle vs. Burst Length" auf Seite 3.
XL
Ich habe mir besagtes Diagramm mal angesehen.
Wenn ich das richtig verstanden habe und zum Beispiel nach der
NEC-Spezifikation sende
(http://www.vishay.com/ir-receiver-modules/i-graph.html) dann muss ich
Bursts von 0,5 ms Länge senden. Ein Burst besteht aus -ein-aus-ein-aus
mit einer Frequenz von 40 kHz, richtig?
Die Pause bis zum nächsten Burst wird mit Max Envelope Duty Cycle
angegeben. Da dort keine Einheit steht, tippe ich auf Prozentangaben.
Nach NEC-Spezifikation wären das etwa 30%, also müsste meine pause bis
zum nächsten Burst 1 ms betragen.
Dann habe ich aber für eine ganze "Welle" 1,5 ms - das sind doch nie und
nimmer 40 khZ!
Axel Schwenke schrieb:> Und das vollkommen spezifikationsgemäß. Was man übrigens auch im> Original Vishay Datenblatt nachlesen kann.> Z.B. für den TSOP22xx/24xx/44xx/48xx in Diagramm 8. "Max. Envelope Duty> Cycle vs. Burst Length" auf Seite 3.
Bei den "Universal" TSOP Empfängern der Serie TSOP343xx wie TSOP34338
sollte es damit keine Probleme geben.
Und wer ganz sicher gehen möchte, für den gibt es auch Empfänger, die
ganz speziell für Lichtschrankenanwendung vorgesehen sind:
http://www.vishay.com/docs/81926/tsop4038.pdf
Bei beiden Typen sollte eine Ansteuerung mit einer reinen 38 KHz
Frequenz völlig problemlos sein, so dass man sich um "Envelopes" und
"Bursts" keinen Kopf machen braucht, sondern die IR-LED einfach mit 38
KHz bei 50% duty cycle ansteuern kann.
Wobei auch noch 1ms Pause, 1 ms Feuer zulässig wären, wenn ich mich
nicht grob täusche.
Feuer heißt dabei: 4 Impulse mit je 0,025 ms und 0,025 ms Pause.
Wäre relativ einfach zu erzeugen mit zwei µCs: Einer toggelt die
Stromzufuhr zur IR-LED mit 80 kHz, der zweite toggelt alle 1 ms einen
Transistor, der die Stromzufuhr zur IR-LED freigibt.
Und der zweite, der für die 1-ms-Impulse zuständig ist kann das ganze
auch gleich auswerten, weil er weiß, wann ein High-Signal da sein muss
(wenn IR-Licht eintrifft). Wenn eines eintreffen sollte weil der
Transistor geöffnet ist aber kein High-Signal geliefert wird, dann wird
ein Tor gezählt.
Stimmt das so?
...mich würd ein foto und etwas erklärung zum "wie" des tisches
interessieren, besonders spielfläche, "gebläse" etc - colles projekt
jedenfalls!
Klaus.
Etwas Erklärung kann ich gern geben, mit einem Foto kann ich mangels
Tisch noch nicht dienen ;)
Gebläse wird ein gebrauchter Papst-Radiallüfter mit 640 Watt, das sollte
wohl genug Druck aufbauen, Tischplatte besteht aus ABS (als Recyclat
recht günstig) und der Unterbau wird aus 12mm-Multiplex aufgebaut.
Momentan tüftele ich an der Elektronik, zum Beispiel die Steuerung.
