Создаем систему хронометража для соревнований, Обсуждение / советы / помощь

http://ru.wikipedia.org/wiki/RFID
Получается метка будет активироваться в зоне действия э/м поля антенны. А как точно заставить активироваться метку над финишем?

с датчикам сложно все
любой RFID датчик не даст нормальной точности при замере, использовать их можно только для идентификации участника
брать все равно придется только по ИК или другому оптическому сигналу

Врядли мы можем использовать ИК-светодиоды... нам нужно направленное излучение (лазер), к тому же днём будет очень большая засветка (солнце... по-этому я и предложил разместить датчик внутри чёрной трубки, на глубине примерно 50 мм). Самый элементарый и не раз высказывавшийся вариант - китайские лазерные брелоки за 30 рЭ (а может и дешевле есть?)

да я вот тоже думал про лазерные брелки и датчик внутри черной трубочки

Нарисуй схему девайса. С номиналами и типами деталей.

Народ, прочитайте все ссылки из первых сообщений в теме! У вас отпадут очень многие вопросы


Добавлено (@ 12.06.2010 - 22:51)
Что касается лазерных указок и фотодиодов...
При облучении лазером фотодиода у последнего лишь слегка изменится внутреннее сопротивление. Но это сопротивление будет плавать, если будет меняться температура кристалла фотодиода, если будет изменяться сторонняя засветка и тд. Резкое изменение проводимости будет лишь при пересечении луча лазера колесом, при этом на выходе будет резкий импульс небольшой аплитуды. Его надо будет выделить rc цепочкой, затем усилить. Вот с усиленным импульсом уже можно работать. Но это все очень ненадежно. Я читал отзывы о таких конструкциях - народ сначала с энтузиазмом берется за дело, но у них ничего не получается


Добавлено (@ 12.06.2010 - 23:10)

Поставь телевизор на подоконник с солнцем и попробуй его включить с пульта. Я уверен, что получится...

Если использовать метки то частота сигнала должна быть полюбому ниже 150кгц - это граница когда сиганлы начинают излучаться в пространство.
Оптимально 5-10кгц.
При такой частоте можно настроить метку так чтобы система срабатывала при приближении метки к линии финиша за 20-50см. Точности вполне хватит.

На счет лазерных указок и фотодиодов - бред! на таком расстоянии сигнал огроменный!!! Кому надо читайте форумы по лазерной связи.

Сейчас мне больше всего нравиться вариант с индуктивными метками на 5-10кгц еще и потому что он не требует никаких настроек - кинул ленту с излчающей катушкой на финишную линию и все. Ни пыль, не дождь не помеха, оптические оси не собьются, и настраивать их не надо.
Неприхотливая система в общем.
Сами метки очень простые, и делать их можно пачками. Самый наглядный пример - карточки в метро ( еще проветили тут свежеполученный загранпапорт -там такая же бадяга - катушка и чип ). Они устроены практически также как предлагаемый вариант меток.
При этом такой подход позволяет считывать время каждого участника, а не считая количества меток других принципиальных сложностей в этой конструкции нет.

Как, "Пошёл на**й"?!

Я не смогу такое сделать, знаний не хватит

Сейчас попробую.

Добавлено (@ 12.06.2010 - 23:21)

Не понял фразы

Причем тут связь? мы про линию финиша говорим.

ты хоть в курсе что внутри этой метки?

Добавлено (@ 12.06.2010 - 23:23)
А еще, используя метки, нужно различать метку дорожки А и метку дорожки Б. А для этого нужно чтоб сигнал не распространялся в ненужном направлении.

"150кгц - это граница когда сиганлы начинают излучаться в пространство.
Не понял фразы "

- да это условная нижняя граница радиоволн. Выше этой частоты эффективность распространения электромагнитных волн сильно возрастает.


"На счет лазерных указок и фотодиодов - бред! на таком расстоянии сигнал огроменный!!! Кому надо читайте форумы по лазерной связи.
Причем тут связь? мы про линию финиша говорим."

- а вы представляете как устроена оптическая линия связи, и какие там элементы используются? Скажу сразу практически так же как и то что вы предлагаете - основа также лазер и фотодиод, только там уровни сигналов на фотодиоде микроскопические.

Кстати в обычном пульте для телека используют не лазер, а ИК фотодиод и в условиях квартиры до 10м хватает. С лазером линию финиша можно делат шириной хоть 50-100м. Засветка уберается если засунуть фотодатчик в трубу(внтри должна быть черной) и сделать направленым, например с помощью линзы.

"Сами метки очень простые, и делать их можно пачками.
ты хоть в курсе что внутри этой метки?"

- давайте определимся о каких метках мы говорим. Я о той конструкции которую я сам и предлагал - индуктивную метку, работающуюю на чатоте 5-10кгц, и устанавливаемую на велик как можно ближе к земле. В этой кострукции все действительно не очень сложно.


"А еще, используя метки, нужно различать метку дорожки А и метку дорожки Б. А для этого нужно чтоб сигнал не распространялся в ненужном направлении."

- не очень понял суть сказанного. Т.е. гонщики финишируют строго по своим дорожкам? И на каждую дорожку вы хотите ставить оптопару?
Я предполагал что финиш происходит как попало, финишную линию все пересекают в том месте где получиться. Т.е. система должна засечь только сам момент когда каждый из гонщиков пересек линию, дорожку по которой он ехал она определять не должна.
Или я что-то не так понял?

На счет распространения сигнала - индуктивный принцип тем и хорош что сигнал распространяется на считанные метры(при желании доли метра). Поэтому следить за направлениями распространения не нужно.

Красиво звучит... в случае реализации разбиение на дорожки - простая формальность.

В этом-то и проблема, нет чёткого места фиксации сигнала, только зона отпределённого радиуса вокруг антенны. Есть возможность исключить погрешности в компанентах меток (и другие, которые могут повлиять на момент активации метки и передачу сигнала к антенне), чтобы получить точные данные и чтобы фиксация результата происходила точно над финишной линией?

Коллизия двух сигналов не даст принять ни одного из них. Схема приемника усложняется в разы.

Добавлено (@ 13.06.2010 - 0:25)

Сейчас попробую.

Надоел мне этот TSOP1736
у меня нет осциллографа, от этого лучше как то не становится :\

К звуковухе подрубись

Давайте подходить с инженерной точки зрения. Какая точность вам необходима?
Не думаю что вам надо ловить мм, и даже см. Байкер со скоростью 36кмч проходит 1см за 1мс. Давайте исходить из того какую точность в разбросе временных интервалов можно допускать. Отсюда и станут известны требования к параметрам системы. Это раз.

Померил расстояниие от земли до картеки у себя на шоссейнике - 25см. На байке может побольше. Это к тому что делать радиус действия системы передатчик-метка более 0.4-0.5м смысла нет. Далее уже идут требования к равномерности поля излучаемого от катушки которая лежит под финишной линией, а также к разбросу параметров меток.

Разброс параметров меток элементарно подстраивается регулировкой чувствительности каждой из меток.
Равномерное излучаемое поле подбирается расположением излучающих катушек в полосе под финишной линией, а потом контролируется индикатором поля.

Еще вопрос - насколько вероятны одновременные финиши? Правда опять таки с технической точки зрения "одновременно" это совсем не означает в один момент времени. Просто я к тому что если метка излучает сигнал чтобы его принять требуется некоторое время (может быть порядка 0.1-1мс) чтобы радиолиния была свободна. Если такого нет то в метке надо ставить еще и радиоприемник и организовывать связь по протоколу. Хотя это уже мне кажется заморочки.

Еще раз повторяю принцип действия - под финишной чертой лежит излучатель элетромагнитных волн(набор катушек) с частотой 5-10кгц. В метке на велосипеде катушка-приемник этих волн. Когда велик приближается к излучателю метка принимает энергию от излучателяи за счет этой энергии питает расположенный в ней микрокотроллер (МК) и передатчик. МК выдает в передатчик идентификационный сигнал который принимает базовая станция на финише - по нему заканчивается отсчет времени для конкретного участника.

К звуковухе подрубись

она примет 40кГц?

Добавлено (@ 13.06.2010 - 0:55)
Engl
то что ты рассказываешь уже изобретено, опробовано и лет 15 как используется - это называется RFID технология. Просто мы не можем достать микросхемы для опытов.

Добавлено (@ 13.06.2010 - 0:57)

нужно не просто принять сигнал одной метки, нужно его еще выделить среди остальных.

Добавлено (@ 13.06.2010 - 0:58)

это вопрос не с инженерной точки зрения. Они вероятны, а значит надо с этим что-то делать =)

Добавлено (@ 13.06.2010 - 0:59)
Все, надоело. Сжег ИК светодиод, опыты закончились )))

она примет 40кГц?

- если интегрированная звукаха с частотой 44100 то не примет. Она уже после 5-6кгц начинает потихоньку искажать сигнал. до 20кгц еще куда не шло.
Но если ты хочешгшь туда вогнать прямоугольник 40кгц, то точно пролетишь.

"то что ты рассказываешь уже изобретено, опробовано и лет 15 как используется - это называется RFID технология. Просто мы не можем достать микросхемы для опытов"

- разница есть! Я предлагаю использовать двухчастотную систему.
А то что микросхемы найти нереально так это в данной системе и не требуется. Обычный Мконтроллер + немного навеса легко справятся с такими задачами.

"это вопрос не с инженерной точки зрения. Они вероятны, а значит надо с этим что-то делать =)"

- ну я же говорю что "одновременный финиш" - это идеальный случай. На самом деле они различаются на доли секунды. Вопрос в том насколько коротким промежутком времени надо задаться чтобы уменьшить вероятность ложный срабатываний. Ведь если передача будет проходить пару микросекуднд, а разница между финишами полмиллисекунды то все будет прекрасно работать.


"нужно не просто принять сигнал одной метки, нужно его еще выделить среди остальных."

- специально же написал метка передает информацию в момент времени пересечения финиша, причем эта информация содержит ее индефикационный номер!!! Т.е. приемник принимает число и по нему понимает что в этот момент он принял сигнал с такой-то метки и пишет в память значение таймера соответствующее моменту прихода этого сигнала.

ИК-диод спалил!!! Поздравляю с первой боевой потерей!
Аккуратней надо! Если бы пришлось работать с лазерными диодами то эти потери сразу бы увеличились...

Это не первая боевая потеря, я за всю жизнь и другие датчики сжигал, рублей так за 300-400 = )

Ага, я когда спалил лазерный диод за 1500р тоже очень сильно огорчился...
Так что желаю быть аккуратнее!!!

Engl
в общем я тебя понял. Теперь вопрос в другом - кто сможет построить приемо-передатчик? Я в радиоприемниках и вообще аналоговых схемах не силен как в цифровой технике.

Для связи старта и финиша я бы взял радиолинию на 27мгц - передатчик с импульсной модуляцией и супергетеродинный приемник (хотя может и сверхрегенератор пойдет - надо точнее представлять дистанции и условия работы радиолинии). Все легко делается как просто на рассыпухе таки на микросхемах.
Для передачи сигналов из меток на базу я бы в метках поставил простейшие передатчики на 80-100мгц наподобии как в жучках
http://roma.3dn.ru/news/2007-09-11-240

А на базе сверхрегенеративный приемник на 80-100мгц - он тут нужен принципиально, так как у него широкая полоса пропускания и ему будет пофиг на разбросы частот передатчиков в метках, которые будут из-за неточной настройки и из-за изменения температуры и плавающего напряжения питания. Хотя возможно из-за совсем небольшого расстояния(10-20м) можно применить и вообще простейший приемник прямого усиления - очень простая схема, и главное широкая полоса модулированного сигнала, т.е. вполне возможно что с таким приемником будет проще пргинимать и декодировать кодовую посылку короткой длительности(<1мс).
Например для понимания сложности схемы:
http://hamlab.net/?section=priem&page=pr_UKV
Тут по хорошему надо поставить один быстрый операционник на нч(или усилитель на транзисторах) и с него подавать сигнал на вход компаратора в контроллере. По идее должно быть достаточно. Может и по вч каскадик добавить, но все равно это все мелочи.

Два принципиальных вопроса пока в воздухе - обеспечение "одновременного" финиша (непонятно какими временными интервалами задаваться - а от них в схеме многое зависит), обеспечение питания передатчика в метке - например при ширине поля на финише 40см метка будет находиться в поле 30-40мс. За это время она должна передать всю информацию(думаю что от 2 до 5 8ми битных слов) на базу и так чтобы не пересечься с другой меткой. Ничего нереального, но требуется как минимум провести эксперименты.

Это сообщение отредактировал Engl - 13.06.2010 - 17:06

Придумал еще вариант, лишенный проблемы одновременной занятости радиолинии.
В финишной полсе делаем два передатчика - на 5-10кгц и на 100-1000Кгц.
Соответствено 5-10кгц распостраняется довольно недалеко, 100-1000 явно дальше, и позволяет передавать модульрованный сигнал.

В метке ставим приемник прямого усилиения для 100-100кгц и выпрямитель с фильтром для 5-10кгц, т.е. низкая частота используется только для питания.(кстати ее можно еще снизить хоть до 50гц) , высокая для приема информации.
По ВЧ каналу передаем сигналы о текущем времени. Когда метка находиться в зонге действия НЧ микроконтроллер в ней получает питание, получает информацию о текущем времени и ЗАПИСЫВАЕТ ее в энергонезависимую память, имеющуюся в контроллере.
Таким образом даже если кто-то приедет одновременно - их метки просто запишут одинаковое время.
Далее к метке подключаем устройство для считывания и узнаем в какой момент метка пересекла финишную линию.