Wie in meinem früheren Beitrag bereits berichtet, habe ich versucht meine Carrera Go!!! Bahn per Computer zu steuern. Nachdem der TinkerForge DC Brick eingetroffen war, konnte ich die Stromversorgung der Bahn bereits per Computer steuern. Einige Tage später traf dann auch meine Conrad bestellung ein. Neben einer Platine und einigen anderen Sachen waren auch die bestellten Lichtschranken dabei.

Erforderliche Modifikation an der Schiene
Erforderliche Modifikation an der Schiene

Sie haben genau die Breite der Führungsschiene, durch die der Pin an der Unterseite des Autos läuft. Also habe ich einfach mit einem Seitenschneider und einem Cuttermesser einfach ein Stück aus den Schienen herausgeschnitten. Anschließend habe ich die Lichtschranken auf kleine abgesägte Stücke der Platine gelötet und mir den entsprechenden Anschlüssen an den Kabeln verbunden. Als Kabel habe ich alte, 4 Adrige USB- bzw. an zwei Stellen bis zu Verteilerpunkten 6 Adrige Tastaturkabel verwendet. So werden 2 Adern für die Stromversorgung der Infrarotdiode über ein Netzteil verwendet und die anderen beiden Adern an das TinkerForge IO16 Bricklet angeschlossen, um sie am Computer auszuwerten. Nach einigem Tüfteln funktionierte dann auch alles soweit. Ich konnte also damit beginnen die Software zu schreiben.

Am IO 16 Bricklet laufen alle Lichtschranken zusammen. Das dicke, schwarze Kabel versorgt die Infrarotdioden, das grauer einen Not Aus Schalter
Am IO 16 Bricklet laufen alle Lichtschranken zusammen. Das dicke, schwarze Kabel versorgt die Infrarotdioden, das graue einen Not Aus Schalter

Da an allen Stellen der Bahn, an denen gebremst werden muss eine Lichtschranke positioniert ist, musste ich dem Computer nur mitteilen, wie stark an jeder Lichtschranke abgebremst werden muss und nach wie viel Sekunden wieder Gas gegeben werden darf. Über das TinkerForge Analog In Bricklet messe ich zudem noch die aktuelle Spannung. Bei eingesetztem Auto liegt sie nur bei einem gewissen prozentualem Anteil der Stromversorgung durch das DC Bricklet. Steigt die Spannung an, so kann der Computer also erkennen, wann ein Auto abgeflogen ist. In diesem Fall wird die Versorgungsspannung auf ein geringes Niveau gedrosselt und das Auto kann wieder an einer beliebigen Stelle eingesetzt werden. Sobald es an einer Lichtschranke erkannt wird, übernimmt der Computer wieder die Steuerung.

Derzeit habe ich jedoch noch zwei Probleme. Zum einen scheint der Motor der Carrera Autos mit der gefahrenden Rundenzahl warm und gleichzeitig auch schneller zu werden. So besteht also eine höhere Gefahr, dass das Auto rausfliegt. Verringert man dann die maximale Versorgungsspannung, so funktioniert die Steuerung auch wieder einwandfrei, jedoch nur solange, bis der Motor wieder abgekühlt ist und langsamer wird. Zur Lösung plane ich die Zeit zwischen zwei Lichtschranken zu messen und daraus die maximale Geschwindigkeit zu errechnen.

Das zweite Problem liegt bei den Pins der Autos. So hat nur mein neues Auto einen schwarzen, infrarotlichundurchlässigen Pin. Die beiden älteren Autos haben jedoch einen leicht milchigen Pin, der das Infrarotlicht der Lichschranken durchlässt. Ich habe bereits versucht diesen mit einem permanenten schwarzen Stift anzumalen. Die Farbe war jedoch nach wenigen Runden wieder abgenutzt. Ein sehr kleiner Schrumpfschlauch, den ich darüber gezogen hatte, war immer doch zu dick. Das Auto blieb in der Kurve hängen. So wird das natürlich auch nichts mit der Lichtschranke auf der anderen Spur, die ich zur Rundenzählung anstatt der Infrarotsensors nutzen wollte. Wer also eine Idee hat, her damit!

Den Programmcode hier zu veröffentlichen halte ich für eher unsinnig. Schließlich ist er sehr stark an meine Carrerabahn angepasst. Wer jedoch daran Interesse hat, der kann sich gerne in den Kommentaren melden, dann stelle ich ihn online.

Hier noch ein kleines Video. Leider ist beim Beweis, dass beide Steuerhebel auf dem Boden liegen das Auto aufgrund der oben beschriebenen Problematik abgeflogen und ich habe natürlich keinen wirklichen Beweis.

5 thoughts on “Carrera Bahn Computergesteuert”

  1. Hey Robin,
    wie-viel hat dich dieses Projekt ca. gekostet, ohne die Carrera Bahn also nur die Bauteile die zur Automatisierung nötig waren.

    1. Die Lichtschranken finde ich gerade nicht mehr. Die sind aber in der Rechnung auch eher der kleinere Posten. Die notwendigen TinkerForge Teile hatte ich bereits aus einem Starter Kit. Wenn du da die Minimalaustattung aus DC Brick und IO 16 Bricklet kaufst wirst du bei etwa 60€ sein. Dazu kommen vielleicht noch 10€ für die Elektronikteile wie Lichtschranken, Platine und Widerstände.
      Hätte ich die Teile nicht bereits gehabt, hätte ich mich vermutlich eher gegen die Umsetzung mit TinkerForge Komponenten entschieden, da diese doch recht teuer sind. Wenn du Ahnung von Elektronik hast, dann kannst du es auch für 30€ oder weniger hinbekommen. Du musst aber auf jeden Fall programmieren können. Bei TinkerForge ist es eben fast egal in welche Sprache, beim Eigenbau wirst du um C oder C++ nicht drumherum kommen.

  2. Vielen Dank für deine schnelle und ausführliche Antwort,
    ich möchte in naher Zukunft auch mal ein Projekt dieser Art starten mir geht es dabei nicht speziell um die Automatisierung einer Carrera Bahn sondern viel mehr um das Zusammenspiel von Elektronik und und Programmierung. (Vielleicht etwas doof formuliert aber ich hoffe du weist was ich meine.) Hättest du vielleicht ein Tipp für ein Anfangs/Anfänger Projekt, ich habe Programmiererfahrungen in Java aber auch keine angst vor anderen sprachen. In Sachen Elektrotechnik habe ich denke ich auch gute Kenntnisse da ich aktuell eine Ausbildung als Klassischer Elektriker Absolviere. Ich würde mich sehr über eine Antwort Freuen .

    Gruß Fabian

    1. Mit Java wirst du auf Mikrocontrollern nicht weit kommen. Grundsätzlich musst du dir erstmal überlegen, ob du den Mikrocontroller wirklich mit seinen Registern und Eigenarten kennenlernen willst, oder ob du dich lieber von den Details fernhälst und ein Board wie den Arduino benutzt, bei dem du mit der mitgelieferten IDE alles mit ein paar Funktionen machen kannst.
      Auf der Hardwareebene stellt sich dann auch wieder die Frage: Fertiger Arduino, auf dem für den Betrieb des Controllers alles drauf ist, oder man lötet sich seine Platinen direkt selbst auf Lochraster.

      Mit Tinkerforge stellen sich diese Fragen dagegen natürlich nicht. Da brauchst du nur die Bricks und Bricklets zu verbinden und zu programmieren. Von der Elektronik bekommst du da aber natürlich nicht mehr viel mit, sodass Arduino oder direkt ein nackter Mikrocontroller wohl eher das Richtige für die sind.

      Als Anfangsprojekt habe ich eine RGB Beleuchtung gebaut, bei der die Helligkeit für jede Farbe per Pulsweitenmodulation zufällig gedimmt wird. Wenn man es richtig macht, kann man dabei bereits die Grundlagen wie Interrupts und das setzen von Fuses und Pins lernen.
      Mein zweites Projekt war dann eine Binäruhr. An sich eigentlich auch kein Hexenwerk, aber man muss schon ein bisschen mehr Erfahrung haben.

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