Demo Platte für Lichtsteuerung

2015-12-02 erste Planungssitzung

Das Schaudiorama soll auf Messen gezeigt werden. Als Transportschutz soll eine handelsübliche Baumarkt Holzkiste dienen, das definiert die Grundfläche von 270x370mm. Die Ampel soll von einem Auto als auch einem Fußgänger benutzt werden. Beide sollen bei Rotlicht anhalten und warten bis der Weg freigegeben wird.

Selbstverständlich ist ein schlüssiger vorbildgerechter Modellbau mit der Forderung ein Funktionsmodell zu bauen nicht umsetzbar. Bewusst wird auf der Platte viel zu viel Kramuri herum stehen, aber das soll ein wenig Unterhaltendes dabei haben.

Der erste Entwurf entstand am Zeichenbrett früh morgens bei Michael Bodlak von BMB, ein recht unüblicher Zeitpunkt um kreativ zu sein, vorallem bei Vermeiodung von Alkohol. Es soll das Auto außen im Kreis Fahren. Unter der Hochbahn kann es rasten um im Schaubetrieb die Abnutzung in Grenzen zu halten. Von hinten kann das Auto auf 2 Wegen an die Vorderkante gelangen. Hier befindet sich die Hauptkreuzung die zwei Fahrwege vereinen sich an der Stelle.

Der Zebrastreifen zwischen Haus und Park wird von einem bewegten Männchen als Weg benutzt. Das Männchen wohnt in dem Eckhaus und hat was wichtiges im Park zu tun. Wir haben da schon eine Idee wollend das aber noch nicht an die große Glocke hängen. Dazu muß der Weg über den Zebrastreifen benutzt werden.

Die Ampelanlage läuft frei nach einem Zeitprogramm ab. Die Grünphasen geben den Fahrweg für das Auto und das Männchen frei sollten sie gerade die Ampel erreicht haben. Das Männchen kann vom Besucher über einen Taster gestartet werden läuft aus dem Haus und geht in den Park. Für das Auto gibt es unter der Hochbahn eine Raststelle, von der es ebenso freigegeben werden kann. Die Freigabe wird voraussichtlich automatisch aber auch per Taster erfolgen können. Unter der Hochbahn gibt es eine Weiche die der Anwender einstellen kann um den Fahrweg außen herum oder durch die Diagonale.

Beim Schreiben diese Zeilen fällt mir auf wir brauchen unbedingt Straßen Namen für das Diorama. - Vorschläge? Ganz hinten unter der Hochbahn drängt sich wohl Bahnstraße irgendwie auf.

Die Radien für das Auto halten die Vorgaben für das Faller Car System ein. Das Auto fährt links herum um bei Rechtsfahrgebot, ist in "zivilisierten" Ländern so, beim Abbiegen einen möglichst großen Radius zu haben. Ein paar der Straßen werden als Einbahn ausgeführt um Platz zu sparen.

An der Vorderfront befindet sich die Hauptkreuzung. Diese ist mit Krois Ampeln ausgerüstet. Aus Patriotismus haben wir uns für österreichische Fußgängerampeln der alten eckigen Bauart entschieden. Vor allem gibt es für Diese beim Vorbild keine aktionistischen Doppelbilder - dei Frage zu dem Thema ist somit vermieden.

Weiterer Baufortschritt des Dioramas ist am ATW dokumentiert

Die Fortsetzung der Blogartigen Dokumentation findet auf einer Seite im ATW statt. Hier soll es im weiteren um den Artikel und Details der technischen Realisation gehen die in den Artikeln keinen Platz gefunden haben.

Zur Technik des Dioramas

Die Technik wird über mehrere Arduinos gesteuert. Hausbeleuchtung und Ampel nutzt das bewährte Konzept des Lichtcomputers. Daher soll hier nicht mehr weiter drauf eingegangen werden sondern nur gezeigt weden wie die Arduinos untereinander kommunizieren. Das Auto das durch das Diorama fährt nutzt Faller Car System Technik in der klassischen Form. Das Auto wird über den Magneten auf der Teichsel gelenkt und über den Reedkontakt zum Stillstand gebracht.

Zentraler Angelpunkt des Dioramas ist die Steuerung der Laufbewegung des Männchens. Das wird ebenso von einem Ardoino aus gesteuert. Es gibt 2 Schrittmotore. Einer übernimmt die Bewegung des Männchens, der Zweite dient zum Antrieb einer Littfaßsäule, einfach um mit dem vorhandenen Ausgang noch etwas sinnvolles anzustellen. Wobei die Drehbewegung noch irgend etwas lustiges machen soll - da fehlt mir noch die passende Idee.

Der Zentrale Steuerrechner benötigt eine Benutzeroberfläche. Diese wurde neu Programmiert, da im reichhaltigen Ardoino Umfeld nichts passendes zu finden war.

Das LCD und die Tasten sind ein Adafruit Bausatz. Der Vorteil dieser Lösung gegenüber anderen LCD Shields ist daß dei Anbindung an den Arduino über I²C erfolgt. Der Arduino selbst ist im Diorama verbaut, die Bedieneinhait kann mit einer 4 poligen Kabelverbindung auskommen. Das erlaubt die Bedieneinheit neben das Diorama zu plazieren wenn man Einstellarbeiten durchführen muss. Für den Normalbetrieb, insbesondere auf Messen, ist der Bedienteil nicht angesteckt um Mißbrauch vorzubeugen. Über den Bedienteil lassen sich Speicherzellen im Steuerarduino einstellen. Die Werte werden im nicht flüchtigen EEPROM abgespeichert und stehen so auch nach einer Stromlosphase zur Verfügung.

Ein weiterer Shield hat Schrittmotortreiber die den Antrieb für das Männchen und die Littfaßsäule bereit stellen. Auf diesem Shield ist auch auch Servoausgang der für das Öffnen und Schließen der Haustüre benötigt wird. Darüber hinaus gibt es einen weiteren Shield der die nötigen Anschlüsse der Peripherie aufnimmt. Hier landen die Anschlüsse für den Starttaster des Autos. Der Shield ist auch die Plattform um die Verbindung zu den andernen Arduinos. Da dies nur einmal gebraucht wird baue ich das auf einem Prototypboard auf. Die anordnung ist somit ein Turm aus bis zu 4 Platinen, tatsächlich nur 3 weil die Bedieneinheit abgesetzt wird.

Das Programm must in einer Art "Realtime" Welt arbeiten. Der kleine Atmega ist dazu natürlich nur bedingt einsetzbar, deshalb wird hier vorausschauendes geschicktes codieren nötig sein. Die Schrittmotore müssen immer bedientz werden, egal was von außen an Befehlen herein kommt. Deshalb sind die klassischen Beispielprogramme und auch dei Schrittmotor Library ungeeignet weil hier mit delay Befehlen Zeit verschenkt wird und der Arduino für diese Zeit eingefroren ist.