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Author Topic: KI für Carrera Bahn  (Read 7567 times)
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South-Germany
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Die Frage ist ob die KI auf dem Auto oder außerhalb sitzen soll. Je nach dieser Entscheidung sind bestimmte Sachen machbar oder nicht.

Unser Zeil ist es ein komplett autarkes System zu bauen das Komplett im Auto untergebracht ist. Um am Anfang Erstmal die Machbarkeit zu testen soll der Arduino am Anfang noch in der Mitte der Strecke liegen und mit einem Kabel die Verbindung zum Auto herstellen. Letztendlich legen wir aber alles so aus das es auch im Auto verbaut werden kann.

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Mit wievielen Umdrehungen dreht den so ein Rad von so nem Auto?

Ich hätte jetzt den Gedanken, das Kurvenprofil nicht nach der Zeit, sondern nach der zurückgelegten Strecke alias Umdrehungen abzuspeichern.

Eine Einführungsrunde mit einer sicheren Geschwindigkeit bei der die Kurven erkannt werden, bei der nächsten Runde Standardwerte für die Kurven. Diese könnte man dann von Runde zu Runde verfeinern.
Wohl viel viel viel Tüftlerei.

Den Gedanken hatte ich auch schonmal. Das Problem an der Sache ist das die Reifen sehr viel Schlupf haben und so keine Steuerung über die Umdrehungszahl schwierig wird.
Was evtl noch ganz nützlich ist, das in den Kurven gelbe Streifen auf der Strecke sind. Die könnte man ja detektieren und so einen Streckenplan erstellen.
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Wieviel Schlupf hat die vorderachse? bedenke auch, dass durch das board das auto deutlich schwerer wird und somit der Schlupf reduziert werden sollte.
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Offtopic!

Der Thread hier ist einfach genial - man kann wirklich mitfühlen, wie jeder der hier beteiligten im Kopf sich schon ans bestellen einer Carrera-Bahn macht um damit selbst zu experimentieren. Ich wäre offiziell dafür, dass wir das jetzt alle machen und dem Threaderöffner das Beste ergebniss zukommen lassen ;-)

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South-Germany
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Da wir für das Projekt eine Note bekomm die nicht unerheblich ins Abiturzählt werde ich sobald es über den Algorithmus und die Systemkonfiguration herrausgeht hier nicht mehr all zu viel "outsourcen" smiley-wink . Bei Detailfragen würde ich mich dann aber nochmal hier melden. Ich muss mal noch mit meinem Lehrer abklären in wieweit das Probleme bereiten könnte. Ich denke eine art Worklog dürfte kein Problem sein. Ich werde euch auf jedenfall weiter auf dem Laufenden halten und mich über euer interesse freuen.
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EIne ganz andere Idee, Währe es nicht möglich mit einem Lautsprecher auf dem Auto mit fester Tonfrequenz und 3-4 Mirkrofonen die absolute position des Autos über Schalllaufzeiten zu berechen? Quasie eine art mini GPS.
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hab den Thread nur schnell überflogen, da ich keine Zeit habe. Aber folgende Anmerkungen von mir:

Die Kurven haben nicht unbedingt einen festen Radius. Selbst wenn du bei Kunststoffschienen bleibst (Kinderspielzeug) gibt es bei den Herstellern verschiedene Radien, die in der Regel auch gerne zu sich öffnenden oder schliesenden Kurven kombiniert werden.

Die Vorderachse ist nur Zierde. Es gibt Autos, bei denen dreht die sich garnicht, da das Auto auf dem Leitkiel "fährt" - auf Umdrehungszählung der Achsen würde ich mich garnicht verlassen.

Es gibt auch bei analogen Bahnen eine Motorbremse - Dazu gibt es auch ganz offiziel Steckerbelegungen für die Regler. Google ist da dein Freund.

Nicht alle Autos haben Magneten - eigentlich nur wieder das Kinderspielzeug. Die Profis fahren alle ohne - zum Teil auch auf Bahnen, bei denen dir der Magnet nix hilft, da die Leiter nicht magnetisch sind :-)

Zu Lichtschranken in Carrerabahnen gibt es sehr viele Varianten. Oft wird von einer Brücke senkrecht nach unten jede einzelen Spur gemessen. Oder halt im Slot die Unterbrechung durch den Leitkiel.

PS: Fang erst garnicht mit Carrerabahnen an, das macht süchtig :-) -> www.slotter-wg.de (ich bin einer von den Bekloppten)
« Last Edit: January 17, 2012, 04:21:16 pm by speerwerfer » Logged

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Martin

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Leute ihr macht mich fertig. Ich bin echt überwältigt von der Reaktion hier im Forum. Ihr seit super.


hab den Thread nur schnell überflogen, da ich keine Zeit habe. Aber folgende Anmerkungen von mir:

Die Kurven haben nicht unbedingt einen festen Radius. Selbst wenn du bei Kunststoffschienen bleibst (Kinderspielzeug) gibt es bei den Herstellern verschiedene Radien, die in der Regel auch gerne zu sich öffnenden oder schliesenden Kurven kombiniert werden.

Die Vorderachse ist nur Zierde. Es gibt Autos, bei denen dreht die sich garnicht, da das Auto auf dem Leitkiel "fährt" - auf Umdrehungszählung der Achsen würde ich mich garnicht verlassen.

Es gibt auch bei analogen Bahnen eine Motorbremse - Dazu gibt es auch ganz offiziel Steckerbelegungen für die Regler. Google ist da dein Freund.

Nicht alle Autos haben Magneten - eigentlich nur wieder das Kinderspielzeug. Die Profis fahren alle ohne - zum Teil auch auf Bahnen, bei denen dir der Magnet nix hilft, da die Leiter nicht magnetisch sind :-)

Zu Lichtschranken in Carrerabahnen gibt es sehr viele Varianten. Oft wird von einer Brücke senkrecht nach unten jede einzelen Spur gemessen. Oder halt im Slot die Unterbrechung durch den Leitkiel.
Mometan sieht alles danach aus das es eine Carrera CarRacing wird. Also die aller unterste Einsteigerbahn. Der Grund dafür ist Hauptsächlich der Preis und das ich die schon mal hatte (dann vor nem halben jahr weggeschmissen hab da die nur verstaubt ist) und noch 6 Chassis bei mir rumliegen hab die ich alle nach herzenslust verbasteln kann ohne mir Gedanken darüber zu machen teures Material zu zerstören.  Die Autos haben Magnete. Es gibt von Haus aus keine Bremsfunktion. Bezüglich der Kurven. Bei der gibt es soweit ich mich erinnern kann nur einen Kurveradius bzw. noch eine Steilkurve.
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PS: Fang erst garnicht mit Carrerabahnen an, das macht süchtig :-) -> www.slotter-wg.de (ich bin einer von den Bekloppten)

Hab euch bei Galileo gesehen smiley
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Hallo zusammen,

ich finde dieses Projekt eine tolle Idee! Ich schreib mal kurz was, warum mich das Thema interessiert smiley-wink. Ich fahr schon länger Slot Cars in einem Club, der Einstieg war natürlich Carrera und andere Hersteller. Seit ein paar Jahren fahren wir auch in einer deutschen Rennserie mit Beteiligung von österreichischen und schweizer Teams (www.slp-info.de).
Ihr seid aus dem süddeutschen Raum, da gibt´s einige Clubs und Vereine, bei denen ihr sicher vorbeischauen könntet, falls euch das hilft (ich weiß nicht, wie dieses Forum auf Werbung reagiert, aber eine Suchmaschine Eurer Wahl wird euch sicher weiterhelfen smiley-wink ). Sonst gerne PN.

Ich bin schon gespannt auf Eure Ergebnisse, ich denke, daß Euer Projekt weitere interessante Einblicke in das Fahrverhalten von Slot Cars bieten kann.

Ich erlaube mir mal kurz ein paar Grundlagen aus meiner Sicht weiterzugeben, die mir beim Lesen der bisherigen Posts in diesem Thread eingefallen sind (ich hab da die Weisheit auch nicht mit dem Löffel gefressen, theoretisch sind Slot Cars kaum aufgearbeitet, das meiste passiert da empirisch smiley-roll-blue....):

1) Bremsen funktioniert mit Kurzschließen des Motors. Und ja, der Motor gibt dabei Strom ab, bestimmt auch mit entsprechenden Spannungsspitzen. Irgendwo gab´s mal Bilder von Oszilloskopmessungen zur Reglerkontrolle, da konnte man das auch sehen. Der Kurzschluß wird bei allen modernen kommerziellen und selbstgebauten Bahnen durch den verwendeten Handregler hergestellt, auch bei Analogbahnen. Für Analogregler gibt es einstellbare Bremsen, bei denen einfach ein Poti in die Bremsleitung geschaltet wird, um den Kurzschlußstrom zu begrenzen. Bei PWM-Reglern wird das durch die PWM direkt gemacht, wodurch sich ein grundsätzlich anderes Bremsverhalten ergibt - PWM-Regler bremsen beim Gas-Wegnehmen gleich mit, Analogregler erst bei komplettem Loslassen des Reglers. Im Gegensatz zu RC-Cars gibt es meines Wissens keine Slotcars, die eine mechanische (Scheiben)-Bremse oder Induktionsbremse im Auto verwenden. Eine Bremsfunktion mit Umdrehen der Motorpolung (H-Brücke) ist mir nicht bekannt; bei den allermeisten Bahnen liegt ein Leiter fest auf Masse und damit wird´s mit Umkehr schwierig.

2) Beim Bremsen und in Kurvenfahrten gibt es verschiedene Effekte, die stark von Bahn und Fahrzeug abhängen. Beim Abflugort kann man also nur sagen: kommt drauf an smiley-wink.
Beispiele für Einflußfaktoren:
- dynamische Achslast und Druck auf Vorderachse und den Leitkiel bei gleichzeitiger Entlastung der Hinterachse (wurde in einem früheren Post schon genannt). Das führt so weit, daß die Leitkielposition und -befestigung das Driftverhalten beeinflußt. Mal abgesehen von diversen Effekten wenn die Karossierie (absichtlich!) mit 'Wackel' mit dem Fahrwerk verbunden ist.
- Wahl der Reifenmischung
- Schliff der Hinterreifen (konisch, Rundungen an den Kanten...)
- Versiegelung oder Haftung der Vorderreifen (in den allermeisten Fällen fährt man mit Versiegelung dh möglichst wenig Haftung an der Vorderachse besser)
- Verbindung/Entkopplung von Fahrwerk und Karosserie
- Federung
- Dämpfung (dazu gibt es mW wenig Erfahrungen)
- Übersetzung Motor-Hinterachse
- Position des Leitkiels (horizontal und vertikal), Beweglichkeit des Leitkiels, Befestigung des leitkiels (flexibel vs hart), Dämpfung des Leitkielhalters, Material und Art des Leitkiels (Länge, Breite, Schliff)
- Motorspezifika (viel/wenig Dreh- und Bremsmoment, ...)
- Gripverhältnisse der Bahn (frisch vs. eingefahren, Art und Dichte des Reifenabriebs auf der Bahn, Material, Reinigungszustand und Temperatur der Bahn...)

3) Magnet / ohne Magnet. Dazu gibt es eine immerwährende beinahe religiös geführte Diskussion in der "Szene", die wir hier sicher nicht ausbreiten wollen, weil es ohnehin Geschmackssache ist und beides seine Berechtigung hat.
Unstrittig  - und gleichzeitig für Euer Projekt mE sehr relevant - ist der Sachverhalt, daß der Grenzbereich bei Magnetautos sehr viel enger ist, als bei magnetlos gefahrenen Autos. Will heißen: wenn der 'Grip' bei einem Magnetauto abreißt, hast Du eigentlich keine Chance mehr zu reagieren. Sobald Du siehst, daß das Ding 'weggeht', war´s das und es hilft weder Bremsen noch Gasgeben. Es gibt verschiedene Ansätze dem zu begegnen (zb bewegliche Magneten, schwächere Magneten, andere Position der Magneten oder auch einfach viel mehr Magneten smiley-wink was aber zu Lasten des Vortriebs geht da mehr Anpressdruck).

4) zum Fahrverhalten ohne Magnet auf Holzbahn gibt es zB schöne Videos von der DPM ( und hier ), in diesen Videos sind auch ein paar Slowmos mit Drifts. Außerdem könnt ihr euch da mal verschiedene Abflugorte in der Kurve ansehen.

5) Gewicht und Schwerpunkt. Ich bin kein Physiker, aber grob mal so: bei der Kurvenfahrt gibt es ein Drehmoment und ein Rollmoment des Fahrzeugs (unterteilt in Fahrwerk mit Rädern, Motor etc und die Karosserie). Wenn ich das richtig einschätze, dürften Eure Testfahrzeuge insgesamt so um die 90g haben. Dh jedes Gramm mehr durch Sensorik, Elektronik etc. wird das Fahrverhalten in Kurven und das Beschleunigungs- und Bremsverhalten verändern.
Durch das Rollen des Fahrzeugs kann es darüber hinaus zu einer verschlechterten Stromaufnahme oder "Spannungsabriss" kommen, wenn ein Schleifer am Leitkiel die stromführende Mittelschiene verläßt.

6) Es gibt viele Veränderungen im (Renn)verlauf: Mechanische Beanspruchung und somit Verschleiß von Rädern und Schleifern (=Stromabnehmer); Temperaturveränderung Motor uU mit Auswirkungen aufs Fahrwerk; Karosseriewackel; Leitkieltoleranz (man muß daß DIng ja so einbauen, daß der Leitkiel leicht läuft --> führt zu Beweglichkeit des Leitkiels --> seitliches Ausbrechen und uU variierende Stromaufnahme;...)

Welche Schlußfolgerungen ihr daraus zieht, ist Eure Sache  smiley-cool, dazu macht ihr ja ein Projekt. Je nachdem, wieviel Internet-Coaching Euer Lehrer erlaubt, habe ich schon noch ein paar Gedanken und Ideen dazu...Ich finde es toll, wie Du Dich hier und vermutlich auch anderswo informierst. Und auch richtig, wenn Du das mit Deinem Lehrer besprechen wirst. IMHO gehört Recherche im Internet inzwischen mit zu jedem Beruf...

Vor allem viel Freude bei Eurem Projekt !

Viele Grüße, Robert

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South-Germany
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Also um euch mal wieder auf den neusten stand zu bringen.

Wenn alles nach plan läuft hab ich am Wochenende eine Carrera Profi. Da ich die Bahn aber nur für die Projektdauer geliehen bekomme darf ich die Autos nicht verbasteln. Ich habe aber noch 4 Chassis mit Motor von einer Carrera Car Racing. Funktionieren die darauf? Auf Wikipedia steht das es eine Discountervariante der Profi. Ist da was dran? Den alten Trafo habe ich auch noch gefunden. der hat 2x 14,8V. Was mich etwas irritiert ist das in diversen ebay-Shops die Trafos bei der Car-Racing 6V haben und bei der Profi zwischen 12V und 14V. @ Robert Getzner kennst du dich mit dem alten zeug aus?
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Hi, da kann ich nichts zu sagen. Poste die Frage doch mal im freeslotter.de Forum.
Je nachdem wo Du bist gibt´s vielleicht auch ne chance, Euer Projekt leihweise mit Schienen und Autos auszustatten, die Du dann auch verbasteln kannst. Schreib mir doch mal ´ne PN, dann können wir das checken.
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South-Germany
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Ich hab jetzt mal noch bisschen gegooglet. und die Lösung des Rätsels gefunden

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Die GO Autos fahren auf der Car Racing wenn es eine Car Racing mit 14 Volt ist,die alte Car Racing hatte glaube ich 6 Volt oder so.Nur mit der Führung haut es nicht so hin die Autos(GO)fliegen in der Kurve schneller raus ist aber kein großes Problem.
http://www.carrera-go.info/board1-allgemeines/board11-carrera-go/6832-kompatibilität/#post91099

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Weinsberg, Germany
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A Coder's Tale
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Das ist das erste Mal, dass ich diesen Thread sehe, daher geb ich erst jetzt meinen Senf dazu: smiley-lol

Statt eines Accelerometers würde ich einen kleinen Fühler an einem Potentiometer vors Auto spannen, z.B. ein Draht, der am vorderen Ende in die Spur eingehakt ist und der die Richtung, die die Strecke nimmt, vorfühlt.

Vorteil wäre die drahtlängenabhängige Vorwarnzeit; ich bin ziemlich skeptisch ob die kleinen Autos genug Grip aufbauen können um in der kurzen Zeit zwischen Einleitung der Kurve und Abflug genug Bremskraft zu erzeugen um das Auto weit genug runterzubremsen, ohne die Strecke zu kennen... Und Kartografierung ist verdammt aufwändig...
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AREA COLOGNE
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I am 1 of 10 who understands binary
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Ich lese den Thread auch mit großem Interesse. Ich denke es wir am einfachsten sein wenn das Auto weiß wo es sich befindet.
Ein weiterer Vorschlag:
Ein Sensor z.B. aus einer optischen Maus unters bzw. vor das Auto. Dann die Punkte z.B. vor und nach einer Kurve bzw. Doppelkurve makieren und in einer Map das Strecken Profil hinterlegen.
Gute Erfahrung mit Erkennung von Markierungen habe ich mit Reflexionsfolie für die Berührungslose Drehzahlmessung.
Das heißt z.B.:
1 Markierung 1.Kurve runter auf 80% Speed
2 Makrierung Kurve Vorbei fullspeed.
3. Markierung Doppelkurve 75% damit beim Lastwechsel kein abflug
4. Markierung Doppelkurve vorbei fullspeed.

Eine Map mit den Markanten Punkten.
Den Sensor über Interrupt einen  Pointer hoch zählen lassen und die Werte aus den Maps lesen.

Jetzt kommt dein Sensor. Nur über den gehen wäre das Problem das er die zu hohen Werte erst misst wenn sie schon da sind. (Gute Aussage was smiley-grin)
Also merkst milisekunden vorher gleich gehts ab :-).
So jetzt kommt noch eine Korrektur map dazu. Das heisst hier gibt es genauso viele Punkte wie  in der Streckenmap. Du weisst aus den vorherigen Werten der Kurve nach deinem Try and Error Prinzip ab welchen G´s dein Wagen abfliegt.
Jetzt kannst du in deiner Korrekturmap die Werte anpassen lassen also bei Reserven etwas Speed dazu  und das bei jedem Durchlauf um an die maximale Grenze zu kommen. Wenn der Sensor zu kritische Werte ausgibt Korrekturmap nach unten korrigieren also Speed down. So optimiert sich die Map selber. Du orginal Streckenmap muss natürlich "fahrbar" sein damit sich die elektronik optimieren kann.
Diese Art mit zwei Maps habe ich mit meinem Boostcontoller aus dem Auto gemacht und durch eine optimierungsmap hatte ich optimale Ergebnisse.

Gruß

Volvodani
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So ist das Leben:
Manchmal bis du das Denkmal, manchmal die Taube!

South-Germany
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Hallo zusammen

Gestern hab ich die Carrera Bahn bekommen. Ich bin jetzt soweit euer Meinung das es nahezu unmöglich wird nur über den G-Force Sensor das Fahrzeug in Echtzeit abzubremsen. Ich hatte die Bahnen irgentwie viel langsamer in Erinnerung. Werde mich Montag mal mit dem Schaltungsentwurf für die Signalverstärkungen dransetzen um dann schnellstmöglich zu bestellen und erste Messungen durchführen zu können. Was ich schon vorweisen kann ist ein blockschaltbild von der kompletten Elektronik.

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South-Germany
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Hallo Leute

ist schon bisschen länger her aber in der zwischen zeit ist nichts wirklich aufregendes passiert. Es standen recht viele Klassenarbeiten an (Schüler sind halt Saisonarbeiter)deswegen ist nur recht wenig zeit geblieben um sich außerhalb des Unterrichts mit dem Projekt zu beschäftigen.Das ändert sich aber jetzt. Die letzten Wochen haben wir hauptsächlich für, ich nenne es mal, Grundlagenforschung genutzt. Wir haben uns mit den Sensor und dem Microcontroller auseinandergesetzt und PAP's für die verschiedenen Lösungsansätzte erstellt.
Die Kommunikation mit dem Sensor funktioniert wie zu erwarten einwandfrei. Wir haben verschieden Loggingversuche gemacht bei denen wir die Messdaten in den EEPROM geschrieben haben. Der EEPROM ist dafür leider etwas zu klein. Die Besten ergebnisse haben wir mit einer Pause von 10ms zwischen zwei Aufzeichnungen. Dadurch ist der Speicher sehr schnell voll. Wenn wir langsamere Abtastraten nehmen ist die abstufung nicht mehr fein genug. Deswegen sind wir dann dazu übergegangen nur noch die Maximalwerte im EEPROM zu speichern und die Verlaufsdaten mit den Flash-Library von Aduiniana im Programmspeicher abzulegen.

Erste Tests mit der Kabelverbindung zum Auto waren nicht wirklich erfolgreich. Deswegen sind wir dazu übergegangen die Elektronik jetzt schon ins Auto zu verfrachten. Das ist das Ziel für die Osterferien.
Sprich eine möglichst kleine Platine mit Arduino, Sensor und Spannungsversorgung zu bauen.

Jetzt ist die frage wie wir den Arduino ins Auto reinbekommen. Ich hab mal verschiedene Möglichkeiten überlegt:

1:Arduino Pro Mini 328  mit einer Stiftleiste steckbar aufs Board.
2: den Atmega 328 aus dem Uno nackt auf die Platine (inkusive Quarz etc.)
3:Arduino Nano V3 mit einer Stiftleiste steckbar aufs Board.  Hätte den Vorteil das ich mich nicht um die 3,3V für den Sensor kümmern muss.

Was meint ihr. Ich tendier eher in Richtung Nano. Einfach weil der durch den USB-Serial umsetzter einfacher zu programmieren ist.
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