| Bei F3K werden Segelflieger von Hand in die Luft geschleudert. Könner schleudern die Flugzeuge mit einer Startgeschwindigkeit von 120 km/h bis 70m Hoch! Einmal gestartet, wird der Segler mit der Fernbedienung geflogen und gelandet. Dabei wird genau nach Zeit geflogen. Bei Wettbewerben gibt es verschiedene Tasks die geflogen werden müssen. Zum Beispiel innerhalb 10 Minuten 3 x 3Min 20 Sek. Flugzeit. Die Piloten müssen dabei jederzeit über die verbleibende Zeit bis zum Ende des Tasks informiert sein. Dies geschieht mit einer automatischen Zeitansage. Gelandet wird meistens in die Hand damit sofort erneut geworfen werden kann. Mehr Infos: http://www.f3kschweiz.ch/ |  |
Zeitansage
Mein Kollege Michael fliegt selbst F3K und organisiert 2015 gleich zwei Wettbewerbe in der Schweiz. Ende März ein Freundschafts-Wettbewerb und im Mai die Schweizermeisterschaft. Bei diesen Wettbewerben werden die Zeitansagen oft einfach auf Audio-CD's gebrannt. Diese Methode hat grosse Nachteile, vor allem wenn es, aus irgend einem Grund, einen Unterbruch gibt. Ein Plus wäre auch eine grosse Zeitanzeige der verfügbaren Zeit. (Countdown). In der Schweiz gibt es nur eine solche Anlage. Daher fragte mich mein Kollege an ob ich eine Idee hätte wie man das machen könnte.
Die Zeitmaschine
Ich schlug folgende Lösung vor.
- Eine Anzeigetafel mit LED-Strips für vier 7-Segment Ziffern pluss Mittelpunkte
- Endstufen / Treiber die die 30 LED-Strips treiben können
- Steurplattine auf Arduinobasis mit einem Programm in Bascom geschrieben
- Eine Back-End PC-Software für die Steuerung der Tafel und die Soundausgabe
Die Tafel
| Da Michael ein begnadeter Handwerker ist, mit Programmierung und Printherstellung aber keine Erfahrung hat, übernahm er den Part mit der Herstellung der grossen Anzeigetafel. Mittlerweile befindet sich im Gehäuse der Tafel neben den LED-Strips und den Platinen auch noch: USB-Hub, USB-Soundkarte, Stereoverstärker, 12V 20A Netzteil und viele Kabel. Damit das ganze nicht überhitzt, hat er noch zwei 120mm Lüfter eingebaut, samt Zwangsbelüftung von vorne. Das ganze ist sehr edel und stabil gefertig. Leider resultiert dies in einem Gewicht von beinahe 30kg! Bei Abmassen von ca. 130 x 60 cm. Die einzigen Anschlüsse sind 230VAC, USB und zwei Lautsprecherausgänge. An die Tafel können zwei Druckkammerlautsprecher angebaut und angeschlossen werden. |
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Die Treiberkarten
| Pro 7-Segment Ziffer wird eine Treiberplatine eingesetzt. Schaltplan und Layout habe ich wie immer mit Target3001 gezeichnet. Als Treiber habe ich die Power-MOSFET IRLD024 im vierpoligen IC-Gehäuse ausgewählt. Vorteil dieser Bausteine: Ansteuerung mit TTL-Pegel, niedriger Innenwiderstand, hoher Ausgangsstrom für die kleinen Abmasse. Die Steuersignale erhalten die MOSFET von seriellen 8Bit-Schieberegistern 74HC595. Alle Schieberegister sind mit Patchkabeln in Serie geschaltet und auf den Arduino-Uno geführt. Über dieses Kabel werden auch die 5VDC zu den Prints geführt. An die vielen Klemmen werden die 12V LED-Strips-Segmente angeschlossen. |
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Das Arduino-Board
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Seit es Arduino gibt, kann ich mir das erstellen von Conrollerboards ersparen, da die gleichen Atmel-Controller verwendet werden. (Hier ein ATmega328 ) Weil mir die Arduino-Programmieroberfläche nicht zusagt und ich schon viele Jahre Bascom verwende, benutze ich aber nur die Hardware. Das Board von SaintSmart USA ist zwar nicht ganz so günstig wie die normalen Chinamodelle, bietet aber einige Vorteile. So können dank der vielen zusätzlichen Pin's direkt Ausgänge eines RC-Empfängers oder Modellbauservos angeschlossen werden. |  |
Das Bascom Programm
| Das Programm im Microcontroller empfängt Befehle und Daten über die USB-Schnittstelle (Virtual Com-Port) vom PC-Programm. Diese Daten, z.B. aktuelle Zeit, werden in einzelne Ziffern zerlegt und für die vier Schieberegister auf den Treiberkarten aufbereitet. Damit braucht es inkl. einem optionalen Enable-Signal nur 4 Leitungen um die 32 LED-Strips anzusteuern. (Data, Clock, Latch, Enable). Neben dieser Hauptaufgabe macht das Programm noch ein paar Animationen und sogar einfache Lauftexte können auf der Anzeige geschrieben werden. Das Bild unten rechts zeigt die Ausgabe-Routine die enorm einfach ist. Ein Array mit 4 Byte wird nacheinander geschrieben. Das Bild unten zeigt die Daten für die Wandlung der Ziffern. Die7 Segmente plus Dezimalpunkt sind mit Buchstaben von a..h gekennzeichnet. |
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Das PC-Programm habe ich in Microsoft Visual Studio geschrieben. Die Kernkomponenten sind der Countdown und die Tabelle mit allen Sounddateien und Zeiten. Das Programm sollte selbsterklärend sein und ist komplett zweisprachig in Deutsch und Englisch ausgeführt. Zusammen mit der Installation des Programms werden auch zwei Sätze Sounddateien (Frau / Mann) so wie einige Zeitprogramme installiert. Nach dem laden eines Zeitprogramms in die F3K-Zeitmaschine, können alle Einträge editiert werden. In den Pausen während eines Wettbewerbes kann die Uhrzeit im Wechsel mit der aktuellen Temperatur angezeigt werden. Das Programm kann auch ohne die Anzeigetafel verwendet werden. Damit ist es möglich auf die umständliche Benutzung von Audio-CD's zu verzichten. |
Ich stelle das Programm hier zur Verfügung. Bedingung ist der Download von dieser Seite, was eine kostenlose Registrierung voraussetzt. ( "Login" oben rechts auf dieser Seite ) Sie erhalten dann umgehend eine Mail um die Registrierung abzuschliessen.
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