sitemap link mailform link home

Induktionsschleife

Für ein Ampelmodell sollte eine Fahrzeugerkennung gebaut werden. Damit sollte die Funktionsweise der sogenannten Externer Link "Induktionsschleife" simuliert werden, die bei realen Ampeln im Straßenverkehr häufig verwendet wird. Das Funktionsprinzip unserer Schaltung ist aber etwas einfacher, da nur ein Oszillator zum Einsatz kommt (bei Ampeln sind es meist zwei Oszillatoren).

Wir nennen unser Projekt also lieber "Fahrzeugerkennung FE 1.0".

Fahrzeugerkennung

Der Ruhestrombedarf der Schaltung beträgt nur 2 mA. Sobald das Relais anzieht fließen 22 mA.

Schaltplan

L1 - 500 Windungen 0,1 mm Kupferlackdraht
R1 - 470 k
R2, R4 - 10 k
R3 - 1 M
R5 - 3 k 3
P1 - 1 M Einstellregler PIHER 10 mm
C1, C2 - 2 n 2
C3, C4, C5 - 100 nF
D1, D2 - 1N4148 (100 V, 0,2 A)
T1, T2, T3 - BC 548 B
LED - irgendwas aus der Bastelkiste
Rel1 - PDF Potter and Brumfield T7CV5D-12 (12 Volt, 1 Umschalter Pollin-Best.Nr. 340 139)

Zur Funktion:

  • Die Spule L1 (500 Windungen 0,1 mm Kupferlackdraht) ist Teil einer kapazitiven Dreipunktschaltung Externer Link mit C1 und C3 (modifizierter Externer Link Colpitts-Oszillator).
  • Als Spulenkörper verwendete ich eine Garnspule aus Kunststoff (Singer-Nähmaschine).
  • Es "entsteht" damit eine Oszillatorfrequenz von ca. 125 kHz.
  • Nähert sich ein metallischer Gegenstand (es geht außer Eisen z.B. auch Aluminium), so wird der Schwingkreis bedämpft und die Amplitude (Schwingungsweite) der Oszillatorfrequenz verringert sich (ganz wenig ändert sich natürlich auch die Frequenz).
  • Diese Oszillatorfrequenz an M1 wird über die Diode D1 nicht gleichgerichtet, da der gesamte Schwingungsverlauf zwischen 0 und 6 Volt stattfindet. Allerdings wird nun mit C4 so geglättet, dass (fast) eine Gleichspannung an M2 entsteht. Diese Spannung ändert sich bei Annäherung eines metallischen Gegenstandes von 5,2 auf 3,8 Volt!
  • Um den Oszillator nicht zu stark zu belasten (Niederohmigkeit der Basis-Emitter-Strecke von T1) und um den Arbeitspunkt von T1 nicht zu "stören" wird die Spannung über einen hochohmigen Spannungsteiler auf die Basis des Transistors T2 übertragen. Mit dem 1-M-Einstellwiderstand kann die optimale Schaltschwelle eingestellt werden.
  • T2 und T3 verstärken das Signal, so dass ein Relais betätigt werden kann.
  • Kondensator C5 reduziert noch einmal die Restwelligkeit, damit die 125 kHz des Oszillators nicht verstärkt und abgestrahlt werden.
  • Transistor T3 negiert das Schaltsignal übrigens. Die Negierung sorgt dafür, dass das Relais dann schaltet, wenn sich ein Gegenstand annähert - und nicht umgekehrt.

PDF PDF-Vorlage A4 "FE 1.0" - 8 Stück zum Ausdrucken und Aufbügeln (Tonertransfer)
PDF PDF-Vorlage A4 "FE 1.0" - 2 Stück zum Ausdrucken auf Inkjet-Folie (Fotopositiv-Verfahren)

Bestückung

Zip-Ordner Platinen-Daten - 1. Version (Sprint Layout)
Zip-Ordner Schaltplan (CircScheme)


Wir verwenden für unser Ampelmodell den "Bausatz Ampelsteuerung" von www.pollin.de (Bestellnummer: 810 123) für 8,95 €.

Ampelsteuerung

Schaltplan

Die Anschlüsse J1 und J17 (Taster-Eingänge) verbinden wir mit den Relais-Schaltkontakten unserer Fahrzeugerkennungs-Platinen.

Nun muss aber das C-Programm, das auf dem ATtiny-Prozessor unserer Ampelsteuerung läuft (in compilierter Form als HEX-Datei) noch so modifiziert werden, dass bei Annäherung von Fahrzeugen (Matchbox-Autos) auch wurklich eine sichtbare Reaktion der Ampelsteuerung geschieht Wink


Hier die Original-Software für die Ampelsteuerung:

Zip-Ordner Download des C-Programms "Ampelsteuerung" (made by Pollin)


Ich habe mal einen Projektordner zusammengestellt, der auch eine MAKE-Datei sowie die Batch-Dateien zum Compilieren und Flashen enthält. So kann man sofort mit WinAVR starten:


Zip-Ordner Download des kompletten Projektordners (ready for WinAVR)


Leider hat die Platine keinen ICSP-Anschluss (für das direkte Programmieren des Mikrocontrollers AT-Tiny2313).
Das kann man aber nachrüsten:

ICSP-Anschluss

Dieser Schaltungsauszug stammt vom "Pollin Spiel I", das eine ICSP-Schnittstelle besitzt.
Ich habe nun einen 10-poligen Pfostenstecker genommen sowie ein 10-poliges Flachkabel und diese erstmal verbunden (Schraubstock zum Quetschen).

Die andere Seite des Flachkabels habe ich in einzelne Adern aufgetrennt, 4 mm abisoliert und verzinnt. Dann habe ich die einzelnen Adern an die passenden Lötaugen der Ampelplatine gelötet. Das Programmieren mit dem Interner Link USBasp-Programmer funktionierte auf Anhieb!

Umbau Ampelplatine  Umbau Ampelplatine

Umbau Ampelplatine

 

Achten Sie darauf, dass die Ampelplatine beim Programmieren 5 Volt "bekommt".
Dafür darf beim USBasp-Programmiergerät der Jumper JP 1 "Supply Target" nicht gesetzt werden!

USBasp


 

Im "Programmers Notepad" von WinAVR kann das C-Programm ampel.c aus dem Projektordner (siehe oben) geöffnet und bearbeitet werden.

Wie das geht und was beachtet werden muss steht ausführlich im Kapitel Interner Link "Pollinspiel".


Hier schon mal ein kleines Programm, das alle LEDs der Ampelplatine blinken lässt, wenn der Taster 1 gedrückt wird:

// Software für Pollins "Ampelsteuerung"

#include <avr/io.h>
#include <stdlib.h>
#include <util/delay.h>

#define TRUE 1
#define FALSE 0

//Funktion zum abfragen des Zustands des Tasters1
int taster1(void)
{
 

    if (PINA & (1<<PINA0))
        {
            return 1;
        }
        else
        {
            return 0;
        }
   
}

//Funktion zum abfragen des Zustands des Tasters2
int taster2(void)
{
 

    if (PINA & (1<<PINA1))
        {
            return TRUE;
        }
        else
        {
            return FALSE;
        }
   
}


int main (void) {

    DDRD = 0xFF;
    DDRB = 0xFF;
    DDRA &= ~((1 << DDB0) | (1 << DDB1)); // Pin4 und Pins5 (Taster 1 und 2) als Eingänge setzen
 
   
    while (1)
        {
       
        if (taster1() == TRUE)
            {
            PORTD = (0xFF);
            PORTB = (0xFF);
            _delay_ms(100);
            PORTD = (0x0);
            PORTB = (0x0);
            _delay_ms(100);
            }
            else
            {
            PORTD = (0x0);
            PORTB = (0x0);
            _delay_ms(100);
            }
        }
    return 0;
   
}


Entwurf für die Auto- und Fußgängerampeln:

 

Autoampel

PDF PDF-Vorlage A4 "6 große Ampelplatinen" zum "Aufbügeln"

PDF PDF-Vorlage A4 "2 Ampelgehäuse offen" aus Pappe zum Ausdrucken

PDF PDF-Vorlage A4 "1 Ampelgehäuse Auto komplett" aus Pappe zum Ausdrucken

PDF PDF-Vorlage A4 "1 Ampelgehäuse Fußgänger komplett" aus Pappe zum Ausdrucken

PDF PDF-Vorlage A4 "10 kleine Ampelplatinen ohne Fuß" (35x60) zum "Aufbügeln"

Die Ampeln werden via Flachbandkabel (6-adrig) mit der Ampelsteuerung verbunden.

.

weiter zu:

Letzte Änderung:
October 05. 2018 10:52:47
«    top    »