IR-Sensoren: Sensor erkennt keine Zieldurchfahrt

Fehlerbild:

Während der Softwareeinrichtung oder nach der Softwareeinrichtung zeigt sich, das ein oder mehrere Sensoren keinen Sensorkontakt auslösen – eine Unterbrechung des Sensorweges (mit der Hand oder mit einem Fahrzeug) löst keine Rundenzählung aus.

Bei diesem Fehlerbild wird durch einige Sensoren ein Sensorkontakt ausgelöst, bei anderen Sensoren hingegen nicht.

Die Sensoren werden alle vor dem Versand auf Funktionstüchtigkeit geprüft. Daher handelt es sich regelmäßig um eine nicht ganz korrekte Montage oder Einstellung der Sensoren. Aber auch Defekte an Strahler oder Sensor können nicht ganz ausgeschlossen werden. Diese können bspw. durch mechanische Belastungen während der Montage entstehen.

mögliche Fehlerursachen sind:

  1. Softwareeinstellungen sind nicht korrekt
  2. Empfänger sitzt zu tief in der Schiene
  3. fehlerhafte Sensorausrichtung
  4. Strahler oder Sensoren sind defekt

Die häufigste Fehlerursache ist die fehlerhafte Sensorausrichtung. Sollten die nachfolgenden Beschreibungen das Problem nicht lösen, so nehme bitte mit mir Kontakt auf.

Sensoren kalibrieren

Der LapTimer kann mit verschiedenen Sensoren betrieben werden. Diese haben zum Teil unterschiedliche Funktionsweisen. Einige Sensoren geben dauerhaft ein Signal ab, wenn dieser nicht ausgelöst ist. Erst wenn der Sensor ausgelöst wird, wird der Strom unterbrochen und es liegt kein Signal mehr an.

Andere Sensoren funktionieren nach umgekehrten Prinzip, sie geben kein Signal, wenn der Sensorbereich frei ist und erst mit der Auslösung wird ein Signal erzeugt.

Beim jedem Programmstart werden die Sensoren ausgelesen und kalibriert. Der dann vorliegende Zustand (Strom liegt an oder Strom liegt nicht an) wird als Zustand „kein Fahrzeug im Sensorbereich“ eingestellt.

Steht also in diesem Moment ein Fahrzeug im Sensorbereich, dann kommt es zu einer fehlerhaften Kalibrierung und der Sensor zählt „verkehrt“ herum – immer dann wenn kein Fahrzeug im Sensorbereich ist wird eine Runde gezählt, steht ein Fahrzeug im Sensor, so stoppt die Rundenzählung.

Dieses Prinzip spielt auch bei der Sensorjustierung eine Rolle. Ein Programmneustart behebt dieses Problem.

Fehlerbereinigung:

Zu 1.:

Schließe die Einrichtung der Software ohne Justierung der Sensoren ab. Übernehme dabei die vorgeschlagene Sensorbelegung des Einrichtungsdialogs.

Gehe anschließend wie folgt vor:

  1. Prüfe ob in den Einstellungen in der Menüleiste „Bahntyp und Messung“ „Analog: AT2560 USB“ ausgewählt ist.
  2. Öffne in den Einstellungen unter Hardwareeinstellungen den Menüpunkt „AT2560 USB“, es öffnet sich das Fenster „AT2560 USB Hardwareeinstellungen“.
  3. Füge ggf. fehlende Sensoren mit der Standardbelegung hinzu.

Das Bild zeigt für alle möglichen 6 Spuren die Standardeinstellung. Die tatsächliche Einrichtung und Pinzuweisung kann bei dir jedoch abweichen, da sie diese an der Einbaureihenfolge der Sensoren orientiert.

Löst du die Sensoren jetzt aus, dann sollte der Sensorkontakt dadurch angezeigt werden, dass die Zeile grün hinterlegt wird. Die grüne Markierung wird nach wenigen Augenblicken wieder gelöscht. Im Bild wird eine Sensorauslösung für „Rundenzählung Spur 2“ angezeigt.

technischer Hintergrund: Die Pin-Zuweisung bezieht sich auf die Pin-Nummerierung des verwendeten Atmega-Boards. Die auf dem Board der Zeitmessung verwendeten Eingänge sind durchnummeriert. Um die Zeitmessung möglichst flexibel zu halten ist hier jedem Sensorereignis der korrekte Eingang (Pin) zuzuweisen. D.h. wenn am Eingangspin 13 ein Signal anliegt, dann soll das Programm eine Rundenzählung für Spur 1 durchführen.

Hinweis: Wenn kein Sensor auslöst prüfe zunächst die korrekte COM-Port Zuweisung.

Zu 2.:

Sitzt der Sensor (Empfänger) zu tief in der Schiene, dann erschwert dies die Ausrichtung des Sensors (wie zu 3. beschrieben).

Die dunklen Seitenwände der Bohrung verschlucken dann so viel Licht, dass beim Sensor nicht mehr ausreichend Licht ankommt. Je tiefer der Sensor in der Schiene sitzt, umso genauer muss der Strahler ausgerichtet sein, damit er möglichst gerade von oben auf den Sensor strahlt.

Ideal ist es, wenn die runde Kuppe etwas über die Fahrbahnoberfläche hinausragt. Ist dies aufgrund sehr tief liegender Fahrzeuge nicht möglich, so kann es helfen die Bohrung etwas breiter zu machen, sodass die LED rundum freien Raum hat (bspw. ein 5mm Loch für die 3mm LED).

Zu 3.:

Auch wenn die Sensoren augenscheinlich korrekt ausgerichtet zu sein scheinen ist dies die häufigste Fehlerursache. Es reicht bereits eine geringe Schiefstellung des Sensors aus, um den Sensorkontakt zu verlieren.

Das Bild zeigt unten in der Schiene in blau den Sensor (Empfängerdiode, 3mm) und darüber zwei fehlerhaft angebrachte IR-Strahler (Senderdiode, 5mm). Die linke Diode ist zu weit nach links versetzt, die rechte Diode wurde schief eingebaut – beide treffen daher im Zentrum nicht den Sensor – der Lichtstrahl ist hier mit der roten Linie angedeutet. Eventuelles Streulicht reicht nicht aus, die Sensoren auszulösen.

Zur Ausrichtung der Sensoren starte das Programm und öffne wie zu 1. das Fenster „AT2560 USB Hardwareeinstellungen“ und teste alle Sensoren, indem du die Hand (oder ein Fahrzeug) zwischen IR-Strahler und Sensor hältst und so den Lichtstrahl unterbrichst. Lösen die Sensoren aus? dann ist alles ok.

Bei einzelnen Sensoren kommt kein Signal? Dann stimmt die Ausrichtung Strahler/Sensor nicht. Bewege den entsprechende IR-Strahler vorsichtig und in kleinen Schritten kreisförmig herum, bis auf dem Bildschirm der Sensor ausgelöst wird. Fixiere den IR-Strahler vorsichtig in dieser Position. Das System sollte weiterhin auf diesem Sensor ein Signal empfangen.

Die grüne Anzeige auf dem Bildschirm geht nach kurzer Zeit aus, aber auch wieder unmittelbar an – bleibt also nicht ununterbrochen an – dieses Verhalten ist ganz normal.

Der so justierte Sensor funktioniert jetzt genau anders herum als die anderen Sensoren, da beim Start des Programmes die Kalibrierung auf den falschen Zustand erfolgte (siehe oben, „Sensoren kalibrieren“).

Durch den Neustart des Programmes wir die Kalibrierung automatisch berichtigt.

Zu 4.:

Die Sensoren und IR-Strahler werden vor dem Versand auf Funktion geprüft. Dennoch lassen sich Fehler nicht immer ausschließen, teilweise entstehen diese auch durch den Einbau.

Sollte ein Sensor nicht funktionieren, so führe folgende Sichtprüfung durch:

  • DIe Gehäuse der LED’s – insbesondere die zueinander zeigenden Rundungen dürfen nicht mit Kleber verschmiert sein.
  • Die LED’s müssen klar sein – die Rundungen der LED’s dürfen nicht geschliffen werden, da dies den Lichtdurchfluss behindert.
  • Die Beinchen der LED’s dürfen sich nicht berühren.

Die IR-Strahler arbeiten im infraroten Bereich, das Licht ist also für das menschliche Auge nicht sichtbar. Daher ist es schwer, einen nicht funktionierenden Strahler zu erkennen.

Bei einem funktionierenden Strahler erkennst du aber ein glimmendes rotes Rechteck, wenn du genau gerade in den Strahler hineinschaust. Der Blick muss dabei gerade durch den LED-Kopf durch die Rundung in den LED gehen.

Die Empfänger kannst du nur indirekt auf Funktion prüfen. Dazu klebe diesen von oben mit etwas undurchsichtigem ab, bzw. unterbreche den Sensorbereich zwischen IR-Strahler und Sensor. Dann starte das Programm und öffne in den Einstellungen die „AT2560 Hardwareeinstellungen“.

Mit einem leitenden Metall verbinde beide beiden Beinchen der Empfänger-LED (3mm) miteinander. Dabei sollte dann im Programm ein Sensorkontakt ausgelöst werden.

Sensoranordnung für Rundenzählung und Tanken in der Boxengasse

Aufgrund der gebrauchten Zeit wird, im Vergleich zu den hinterlegten Standardwerten von L&T der fiktive Spritverbrauch errechnet und beim Passieren der Sensoren abgezogen. Die Tankanzeige verändert sich also nur beim Überfahren eines Rundenzählsensors. Sollte dabei ein Tank ganz leer werden, so wird dem Fahrer eine Strafe zugewiesen (ist eine Bahnstromabschaltung vorhanden, so kann bspw. der Bahnstrom für die Strafdauer ausgeschaltet werden, sodass das Fahrzeug stehen bleibt. Daher muss rechtzeitig nachgetankt werden.

Im Folgenden zeige ich die Sensoranordnung für eine Rundenzählung/ Zeitmessung und Tankfunktion in der Boxengasse.

Der Tankvorgang beginnt nach einer kurzen Wartezeit, wenn der „Tanksensor ein“ ausgelöst wurde und dauert so lange an, bis der Tank voll ist oder der „Tanksensor aus“ überfahren wird.

Im normalen Rennablauf überfährt man den Tanksensor aus so schnell, dass der Tankvorgang nicht begonnen wird. Erst wenn man zwischen den Sensoren anhält vergeht genügend Zeit, dass der Tankvorgang beginnen kann.

Benötigt werden je Spur mindestens 3 Sensoren.

Tanken in der Boxengasse

Mit den zwei Sensoren je Spur wird in der Boxengasse ein Tankbereich geschaffen, in dem das Fahrzeug zum Stehen kommen kann. Der Tankbereich wird durch den „Tanksensor ein“ als Tankbereichsanfangssensor und dem „Tanksensor aus“ als Tankbereichsendesensor begrenzt.

Der erste Sensor in der Boxengasse hat dabei eine Doppelfunktion, denn er wird als Rundenzählsensor und Tanksensor benötigt.

Die Länge des Tankbereichs kann frei gewählt werden und kann sich an den eigenen Fähigkeiten orientieren. Anspruchsvoll wird das Anhalten in einem Tankbereich in Wagenlänge. Mehr als eine ganze Gerade als Tankbereich ist selten erforderlich.

Als Pin-Nummern wurden die Standardpins der Hardware 7, 9, 11, 13, 10 und 12 verwendet. Die Pin-Nummern können je nach Sensorplatzierung bei dir abweichen.

Sensoranordnung für Rundenzählung und Tanken auf der Strecke

Aufgrund der gebrauchten Zeit wird, im Vergleich zu den hinterlegten Standardwerten von L&T der fiktive Spritverbrauch errechnet und beim Passieren der Sensoren abgezogen. Die Tankanzeige verändert sich also nur beim Überfahren eines Rundenzählsensors. Sollte dabei ein Tank ganz leer werden, so wird dem Fahrer eine Strafe zugewiesen (ist eine Bahnstromabschaltung vorhanden, so kann bspw. der Bahnstrom für die Strafdauer ausgeschaltet werden, sodass das Fahrzeug stehen bleibt. Daher muss rechtzeitig nachgetankt werden.

Im Folgenden zeige ich die Sensoranordnung für eine Rundenzählung/ Zeitmessung und Tankfunktion auf der Strecke, also ohne Bexengasse.

Der Tankvorgang beginnt nach einer kurzen Wartezeit, wenn der „Tanksensor ein“ ausgelöst wurde und dauert so lange an, bis der Tank voll ist oder der „Tanksensor aus“ überfahren wird.

Im normalen Rennablauf überfährt man den Tanksensor aus so schnell, dass der Tankvorgang nicht begonnen wird. Erst wenn man zwischen den Sensoren anhält vergeht genügend Zeit, dass der Tankvorgang beginnen kann.

Benötigt werden je Spur 2 Sensoren.

Tanken zwischen zwei Sensoren

Mit den zwei Sensoren je Spur wird ein Tankbereich geschaffen, in dem das Fahrzeug zum Stehen kommen kann. Der Tankbereich wird durch den „Tanksensor ein“ als Tankbereichsanfangssensor und dem „Tanksensor aus“ als Tankbereichsendesensor begrenzt.

Der erste Sensor in Fahrtrichtung hat dabei eine Doppelfunktion als Rundenzählsensor und Tanksensor ein.

Die Länge des Tankbereichs kann frei gewählt werden und kann sich an den eigenen Fähigkeiten orientieren. Anspruchsvoll wird das Anhalten in einem Tankbereich in Wagenlänge. Mehr als eine ganze Gerade als Tankbereich ist selten erforderlich.

Als Pin-Nummern wurden die Standardpins der Hardware 7, 9, 11 und 13 verwendet. Die Pin-Nummern können je nach Sensorplatzierung bei dir abweichen.

Sensoranordnung für einfachen Rundenzähler

Mit der L&T AT-2560 USB-Box stehen genügend Anschlüsse zur Verfügung, um eine Bahn mit Boxengasse und allen Funktionen aufzubauen. Im Folgenden zeige ich die Sensoranordnung für eine einfache Rundenzählung und Zeitmessung, bei der man je Spur einen Sensor benötigt.

Einfacher Zählsensor, ohne Tankfunktion

Diese einfachste Version dient lediglich der Rundenzählung und Rundenzeitmessung. Die Tankfunktion its mit dieser Sensorausstattung nicht möglich, eine spätere Erweiterung um weitere Tanksensoren ist aber möglich.

Zur Rundenzählung und Rundenzeitmessung wird je Spur ein Sensor in die Bahn eingebaut und an der USB-Box angeschlossen. Für die Sensoren ist in der Software jeweils die Funktion „Rundenzählung Spur …“ für den jeweiligen Eingangspin (Standard Pin 13 und Pin 11) der Hardware einzurichten. Alternativ kann der Einrichtungsassistent genutzt werden.

So definiert werden beim Auslösen des Sensors die Runden hochgezählt und die Rundenzeit ermittelt.

erster Programmstart – analoge Rennbahn – Schritt 5 – Bahnstrom und Chaos

Chaostaster und Bahnstromabschaltung – Einrichtung abschließen

Im fünften Schritt wird ist die Anzahl der Chaostaster auszuwählen und anzugeben, ob eine Bahnstromabschaltung verwendet wird. Anschließend wird die die Einrichtung abgeschlossen.

Sind mehrere Chaostaster an nur einem Anschluss angeschlossen, so gelten sie technisch als ein Taster, wähle in diesem Fall 1 aus.

Sind mehrere Taster mit jeweils einem eigenen Anschluss angeschlossen, so wird jeder Spur ein Taster zugeordnet, was später für eine voreingestellte Strafzuweisung sorgen kann.

Der LapTimer verfügt über programmgesteuerte Straffunktionen. So wird in verschiedenen Situationen einem Fahrer eine Strafe zugewiesen (bspw. bei einem Frühstart).

Über die Frage „Verwendest du eine Bahnstromabschaltung“ wird die Art der Straffunktionen voreingestellt.

Bei „nein“ wird eine Strafzeit voreingestellt, die dem Fahrer als reine Zeit zugewiesen wird. Ist eine Bahnstromabschaltung im Einsatz, wählst du „ja“, wodurch dann als Strafart die Stromunterbrechung voreingestellt wird. Dabei wird dann für diese Spur für die Dauer der Strafe der Fahrstrom abgestellt, sodass das Auto für die Dauer der Strafe nicht gefahren werden kann.

Die Voreinstellungen sind in den Einstellungen einzeln änderbar.

Über die Schaltfläche „fertig“ wird die Einrichtung abgeschlossen und das Programm gestartet mit dem Menüpunkt „Strecke“.

erster Programmstart – analoge Rennbahn – Schritt 4 – Sensoren zuordnen und testen

Sensoren zuordnen und testen

Im 4. Schritt kannst du die Funktion zu den einzelnen Sensoren über das Drop-Down-Menü ändern. Die Funktionen werden den Sensoren zunächst nach einem festen Schema zugeordnet. Hast du die Sensoren aber anders verbaut (bspw. Rundenzählsensor Spur 1 und Spur 2 vertauscht), dann kannst du das hier berichtigen, indem du den Sensoren die korrekte Funktion zuweist.

Du kannst hier auch bereits einen ersten Test der Sensoren durchführen. Beim Auslösen der Sensoren leuchten die Rechtecke in der Zeile des Sensors hell auf. Beachte aber, dass insbesondere bei IR-Sensoren diese zunächst optimal ausgerichtet werden müssen und dies zu diesem Zeitpunkt noch nicht funktionieren muss.

Beachte auch den Hilfetext, der über die Schaltfläche „Hilfe“ angeboten wird. Dieser enthält zusätzliche, hilfreiche Informationen.

Light & Time LapTimer Hilfetext:

Zuordnung von Funktionen zu den Sensoren.

Dieser Einrichtungsdialog soll dir dabei helfen, die Zeitmessung und Sensoren mit den Basisfunktionen einfach einstellen zu können. Es werden daher nur Grundeinstellungen vorgenommen, die aber regelmäßig für eine normale Rennbahn ausreichend sind.

Entsprechend deiner Angaben wurden bis zu 8 Sensoren eingestellt und teilweise mit Funktionen vorbelegt.
Schiebe oder fahre mit einem Fahrzeug durch den Sensor, der zugeordnete Sensor wird dann auf dem Bildschirm grün aufleuchten.

Sollte die Funktion nicht passen, so kannst du diese über das DropDown-Auswahlmenü verändern.
Änderungen, Anpassungen und Ergänzungen sind jederzeit im Einstellungsmenü unter Hardwareeinstellungen / AT2560 USB möglich.

Solltest du dir unsicher sein, so beende den Einrichtungsdialog mit dem vom System vorgeschlagenen Einstellungen.

Mehr als 8 Sensoren

Bei mehr als 8 Sensoren ist eine Zuordnung an dieser Stelle nicht möglich. Du kannst die weiteren Sensoren nach der ersten Einrichtung im Einstellungsmenü unter Hardwareeinstellungen / AT2560 USB anpassen.

Weitere Funktionen

Komplexere Einstellungen sind ebenfalls nach der ersten Einrichtung im Einstellungsmenü unter Hardwareeinstellungen / AT2560 USB einstellbar.

Hinweis zur Sensorerkennung

Die Sensoren sind hier in einem Analysemodus geschaltet, zwischen zwei Signalerkennungen vergehen einige 10tel Sekunden, was sich bei anliegendem Sensorsignal als Blinken bemerkbar macht.

Hinweis zu IR-Sensoren

Bei IR-Sensoren ist die Ausrichtung der IR-Strahler (meisten oben in einer Lichtbrücke verbaut) zu den Sensoren (in der Schiene) sehr wichtig. Diese müssen in einer Linie zueinander stehen, die Empfänger sollten etwas über die Fahrbahnoberfläche hinausragen. Die Sensoren sollten sauber und nicht mit Kleber verschmiert sein.
Wenn die Sensoren nicht ideal ausgerichtet sind, kann das System hier keine Sensorerkennung liefern. In diesem Fall müssen die Sensoren besser aufeinander ausgerichtet werden.
Das Programm bietet dazu in den Einstellungen unter Hardwareeinstellungen / AT2560 USB einen „IR-Sensoren Testmodus“.

erster Programmstart – analoge Rennbahn – Schritt 3 – Sensoren auswählen

Zuordnen von Sensorenanzahl und Funktion

Im dritten Schritt gibst du die Anzahl deiner Spuren und die Anzahl der Sensoren ein. Bei gleichen Anzahl wird für jeden Sensor die Funktion „Rundenzählung“ voreingestellt. Hast du mehr Sensoren als Spuren, so wird ein zusätzliches Auswahlfenster angezeigt, in dem du die Funktionen für die überzähligen Sensoren zuordnen kannst.

Auswahl bei gleicher Spur- und Sensoranzahl – nur Rundenzählsensoren

Es wird bei gleicher Anzahl für jeden Sensor die Funktion Rundenzählung voreingestellt. Die Einstellungen können später in den Hardwareeinstellungen geändert werden.

Über „Weiter“ wird der nächste Einrichtungsschritt aufgerufen.

Auswahl bei Sensoren für zusätzliche Funktionen

Wählst du mehr Sensoren als Spuren aus, so werden die nachfolgenden Fenster angezeigt. Hier ist auszuwählen, wozu diese genutzt werden sollen:

Bei der Auswahl „zum Tanken“ werden dir weitere Optionen angezeigt. Das Entfernen der Auswahl „zum Tanken“ blendet die anderen Optionen wieder ein.

Durch die folgende Auswahl zur Lage der Tanksensoren (dahinter, davor oder Boxengasse) wird die Voreinstellung zur Rundenzählung auf den Tanksensoren durchgeführt. Die Vorauswahl entspricht dem gewöhnlichen Standard – muss aber bei deiner Rennbahn nicht richtig sein – daher kann die Vorauswahl geändert werden. Sollte sich die Vorauswahl aus falsch erweisen, so kann diese später in den Hardwareeinstellungen geändert werden.

Über „Weiter“ wird der nächste Einrichtungsschritt aufgerufen.

erster Programmstart – analoge Rennbahn – Schritt 2 – COM-Port ermitteln

analoge Rennbahnen mit der L&T AT-Zeitmessung

Für analoge Rennbahnen mit einer L&T AT USB Zeitmessung (AT-2560, AT-uno, etc.) wähle im Einrichtungsassistenten „analog mit der L&T AT-2560 USB Box“ aus. Anschließend startet der Einrichtungsassistent die Abfrage des COM-Ports. Folge dazu den Anweisungen auf dem Bildschirm:

1. Bestätige den Beginn mit der Schaltfläche „Bestätige!“

2. Falls die Zeitmessung mit dem USB-Kabel am PC angeschlossen ist trenne diese.
Danach bestätige mit der Schaltfläche „herausziehen – erledigt“.

3. Wenn du dazu aufgefordert wirst verbinde die Zeitmessung wieder mit dem PC. Danach bestätige mit der Schaltfläche „eingesteckt – erledigt“.

Hinweis: Die USB-Verbindung vom PC zur Zeitmessung wird in diesem Fall über einen virtuellen COM-Port gesteuert. Für diesen muss eine eindeutige Nummer (COM-Port Nummer) vergeben sein, unter welcher der PC die Messhardware erreichen kann. Diese Nummer unterscheidet sich von PC zu PC und von USB-Steckplatz zu USB-Steckplatz. Achte daher darauf, immer die selbe USB-Buchse zu verwenden.

Der gefundene COM-Port wird anschließend angezeigt und mit „Weiter“ wird die Einrichtung fortgesetzt.

erster Programmstart – Schritt 1 – Messhardware und Simulationsmodus

Auswählen der Messhardware und Simulationsmodus

Beim ersten Start des Programmes müssen zunächst einige Einstellungen vorgenommen werden. Der Einrichtungsassistent unterstützt dich dabei.

Alle hier vorgenommenen Einstellungen können später im Programm verändert oder angepasst werden. Zudem kann der Einrichtungsassistent jederzeit neu ausgeführt werden.

Programm nur testen

Hast du noch keine Messhardware und möchtest das Programm nur ausprobieren, dann klicke links auf „ohne Messhardware im Simulationsmodus„. Bei dieser Auswahl wird zusätzlich gefragt, ob der Einrichtungsassistent beim nächsten Programmstart erneut gestartet werden soll.

Beantwortest du diese Frage mit „Ja„, so wird dieser beim nächsten Start erneut ausgeführt. Bei „Nein“ startet das Programm beim nächsten Start direkt im Simulationsmodus. Der Einrichtungsassistent kann aber später auch von Hand gestartet werden.

Anschließend kann das Programm im Simulationsmodus getestet werden. Das Programm startet mit der Fensteransicht „Strecke“