Sensoranordnung: Wo muss ich die Sensoren einbauen? (LPT)

Mit dem LPT-Port stehen nur 5 Sensoreingänge zur Verfügung. Aber auch mit diesen lassen sich umfangreiche Boxenanlagen bauen.

Im Folgenden zeige ich einige Sensoranordnungen, vom einfachen Rundenzähler bis hin zum komplexen Aufbau einer Boxengasse.

Dabei ist folgender Farbcode zu beachten:

  • schwarze Schrift = Einstellungen im Programm (L&T)
  • rote Schrift = Tankfunktionen
  • blaue Schrift = Rundenzählfunktion
  • grüne Schrift = Tankbereich

Der gezeigte Aufbau ist speziell für die Steuerung mit L&T unter Verwendung LPT-Ports/Druckeranschlusses ausgelegt. L&T kann nur einen LPT-Port ansprechen.

Sensorenanordnung ohne Boxengasse

Die Sensoranordnung ohne Boxengasse ist recht einfach gehalten. Dazu werden alle notwendigen Sensoren auf der Hauptstrecke, möglichst im Bereich Start/Ziel montiert. Durchfährt man diesen Bereich in normalem Renntempo, dann wird die letzte Rundenzeit ermittelt und der verbrauchte Sprit anhand der Zeit berechnet und vom Tankinhalt abgezogen (wenn die Tankfunktion aktiviert ist). Wird der Tank leer, so kann durch eine Bahnstromabschaltung eine Strafzeit verhängt werden.

Erst wenn das Fahrzeug im vorgesehenen Bereich anhält beginnt der Tankvorgang (Wartezeit bis Tankbeginn 1 Sekunde – der Mechaniker muss ja erst den Tankrüssel aufsetzen).

 

sensor_1Einfacher Zählsensor, ohne Tankfunktion

Diese einfachste Version, ohne Tankfunktion, dient lediglich der Rundenzählung. Dazu wird je Spur ein Sensor in die Bahn eingebaut und an der USB-Box angeschlossen. Als Rundenzählsensor definiert, werden hier nur die Runden gezählt und Rennzeiten ermittelt.

Der Anschluss kann am LPT-Port z.B. an Pin 10 und 11 erfolgen.

Zählsensor mit Tankfunktion, tanken zwischen zwei Sensoren

Tanken auf einem Sensor

Die einfachste Möglichkeit eine Tankfunktion zu realisieren besteht darin, auf der Start- und Zielgeraden auf dem Sensor zu tanken, der auch die Runde zählt. Nun kann unter L&T der Rundenzählsensor aber keine Betankung auslösen, aber dafür der Tanksensor eine Runde zählen.

Dies bedeutet, dass man nicht den Rundenzählsensor anschliessen muss, sondern einen Tanksensor. Technisch gibt es da aber keinen Unterschied, auch beim Einkauf nicht. Lediglich im Programm muss im Einstellungsmenü zum LPT-Port nicht „Rundenzählung Spur 1“, sondern „Tanksensor 1 Spur 1“ ausgewählt werden.

Zudem aktiviert man in den Tankoptionen die Funktion „Tanken auf Sensor 1“.

 

Tanken zwischen zwei Sensoren

Tanken zwischen zwei Sensoren

Die Variante Tanken zwischen den Sensoren vergrößert den Bereich, in dem das Fahrzeug zum Stehen kommen kann und ist somit einfach zu handhaben. Auch hierbei werden lediglich die Tanksensoren verkabelt und über diese zusätzlich die Rundenzählung durchgeführt.

Die Einstellungen im Programm muss also wieder für den entsprechenden Sensor „Tanken Spur 1 EIN“ und nicht „Rundenzählung“ sein. Die Rundenzählung erfolgt durch die Einstellung „Rundenzählen auf Tanksensor 1“ in den Tankoptionen.

Der Tankbereich kann so breit gewählt werden, wie die eigenen Fähigkeiten reichen.

 

Sensoranordnung mit Boxengasse

Eine Boxengasse macht das Rennen realistischer. Wichtige Voraussetzung ist aber, dass man die Boxengasse bei Bedarf befahren kann, eine schaltbare Weiche ist also Voraussetzung.

Durchfährt man diesen Bereich auf der Hauptstrecke, so soll die letzte Rundenzeit ermittelt und der verbrauchte Sprit anhand der Zeit berechnet und vom Tankinhalt abgezogen werden. Wird der Tank leer, so kann durch eine Bahnstromabschaltung eine Strafzeit verhängt werden. Erst wenn das Fahrzeug in die Boxe einbiegt und im vorgesehenen Bereich anhält soll der Tankvorgang beginnen.

 

Tanken auf einem Sensor

Boxengasse mit nur einem Tanksensor

Will man in der Boxengasse auf einem Sensor Tanken, so lässt sich das wie folgt realisieren. Bei einer zweispurigen Bahn werden so 2 Sensoren auf der Hauptstrecke und zwei Sensoren in der Boxengasse benötigt.

Nachteilig an dieser Variante ist, dass es schwer fällt, das Auto genau auf dem Sensor zum Stehen zu bringen, bei Reedkontakten und Gabellichtschranken ist es beinahe unmöglich. Hier bietet es sich an den weiter unten beschrieben Tankbereich aufzubauen.

 

Tanken zwischen zwei Sensoren

sensor_b3Dieser Aufbau bringt den LPT-Port schon an sein Limit, es stehen 5 Eingänge zur Verfügung, für eine zweispurige Bahn bräuchte man jedoch 6 Eingänge (2x Rundenzählung Hauptstrecke, 2x Tanksensor 1 und 2x Tanksensor 2). An die Realisierung an einer vierspurigen Strecke ist indes nicht zu denken.

L&T bietet daher die Möglichkeit erst auf dem Tanksensor 2 die Rundenzählung durchzuführen.

Somit kann man auf der Hauptstrecke den Tanksensor 2 parallel zum Tanksensor 2 der Boxengasse einbauen. Der Tanksensor 1 wird selbstverständlich am Beginn der Boxengasse montiert. Das Programm beginnt nach dem Durchfahren des Tanksensors 1 mit dem Tankvorgang, solange, bis Sensor 2 durchfahren wird.

Problem dieser Lösung ist, das zunächst der Tankvorgang beginnt, und dann beim Anfahren und durchfahren des Tanksensors 2 die Runde gezählt und somit auch dann erst der Sprit für die vergangene Runde abgezogen wird. Nicht nur optisch ein sehr unschöner Effekt, auch kann man so stehts mit leerem Tank in die Boxe einfahren, ohne eine Strafe riskieren zu müssen, da die Auswertung des Tankfüllstandes erst bei der Rundenzählung, also dann wieer mit vollem Tank erfolgt.

Würde man diesen Aufbau mit dem Tanksensor 1 parallel auf der Hauptstrecke aufbauen, dann würde das Fahrzeug bei jedem Durchfahren der Sensoren auf der Hauptstrecke eine Betankung auslösen, da kein Tanksensor 2 das Tanken beendet.

Denkbar wäre hier also alle Sensoren auf der Hauptstrecke parallel zu denen in der Boxengasse zu installieren, was aber erhöhten Bastelaufwand bedeutet.

Tanken zwischen zwei Sensoren – Version 2

sensor_b5Der vorherige Aufbau leidet an der Rundenzählung auf dem Tanksensor 2, was zu einigen Nebenwirkungen führt. Besser ist bei Rundenzählung auf dem Tanksensor 1. Daher muss dieser parallel von der Boxengasse auf die Hauptstrecke gebracht werden.

Um den Tankvorgang aber auf dieser Strecke erst gar nicht beginnen zu lassen, muss auch hier der Tanksensor 2 angebracht werden. Selbstverständlich kann man daher auch den Tanksensor 2 parallel auf die Hauptstrecke bringen, möglichst direkt hinter dem Tanksensor 1 (Bild 1). Somit erhält man das optimale Ergebnis.

Doch es geht mit einem kleinen Kniff auch etwas einfacher (Bild 2)., dazu ist lediglich der Tanksensor 1 parallel geschaltet auf die Hauptstrecke zu bringen, der Tanksensor 2 wird einfach nach der Boxengasse/Weiche erstmalig auf die Hauptstrecke montiert. Somit entfällt das lästige Parallelschalten dieses Sensors.

sensor_b4Der  augenscheinliche Nachteil das man dann auch in der Boxenausfahrt noch tankt dürfte in Anbetracht der kurzen Dauer ehr unwichtig sein. Auch die theoretische Möglichkeit so zwischen den Sensoren auf der Hauptstrecke Tanken zu können dürfte kaum ins Gewicht fallen, da dieser Bereich zügig durchfahren werden muss und lässt sich abmildern, wenn man den ersten Sensor auf der Hauptstrecke dicht vor die Boxenausfahrt baut.

Nicht alle Sensoren eignen sich für den parallelen Einbau, bzw. benötigen dazu noch zusätzliche Elektronik.

Sensoranordnung: Wo muss ich die Sensoren einbauen? (IOW40)

Mit der USB-Box stehen genügend Anschlüsse zur Verfügung, um eine Bahn mit Boxengasse und allen Funktionen aufzubauen. Im Folgenden zeige ich einige Sensoranordnungen, vom einfachen Rundenzähler bis hin zum komplexen Aufbau einer Boxengasse.

Dabei ist folgender Farbcode zu beachten:

  • schwarze Schrift = Einstellungen im Programm (L&T)
  • rote Schrift = Tankfunktionen
  • blaue Schrift = Rundenzählfunktion
  • grüne Schrift = Tankbereich

Der gezeigte Aufbau ist speziell für die Steuerung mit L&T unter Verwendung des L&T IOW40 USB ausgelegt.

In der Boxengasse kann man neben dem Tanken in einem einfachen Tankbereich auch mit Spurwechseln arbeiten, um die Fahrzeuge jeweils zum Fahrbahnrand zu bekommen, sodass die Tankbereiche dann hintereinander liegen. Allerdings ist es dann schwerer, das Fahrzeug genau im Tankbereich anhalten zu lassen, da die Stromunterbrechungen der Spurwechsel viel Geschick bei niedriger Geschwindigkeit erfordern.

Ich empfehle daher ein eher einfaches Boxengassenlayout ohne Spurwechsel mit der Funktion zwischen zwei Sensoren zu Tanken.

Sensorenanordnung ohne Boxengasse

Die Sensoranordnung ohne Boxengasse ist recht einfach gehalten. Dazu werden alle notwendigen Sensoren auf der Hauptstrecke, möglichst im Bereich Start/Ziel montiert. Durchfährt man diesen Bereich in normalem Renntempo, dann wird die letzte Rundenzeit ermittelt und der verbrauchte Sprit anhand der Zeit berechnet und vom Tankinhalt abgezogen (wenn die Tankfunktion aktiviert ist). Wird der Tank leer, so kann durch eine Bahnstromabschaltung eine Strafzeit verhängt werden.

Erst wenn das Fahrzeug im vorgesehenen Bereich anhält beginnt der Tankvorgang (Wartezeit bis Tankbeginn 1 Sekunde – der Mechaniker muss ja erst den Tankrüssel aufsetzen).

 

sensor_1Einfacher Zählsensor, ohne Tankfunktion

Diese einfachste Version, ohne Tankfunktion, dient lediglich der Rundenzählung. Dazu wird je Spur ein Sensor in die Bahn eingebaut und an der USB-Box angeschlossen. Als Rundenzählsensor definiert werden hier nur die Runden gezählt und Rennzeiten ermittelt. Der Anschluss für die USB-Box erfolgt mittels der mitgelieferten Steckverbinder üblicherweise am Port 2.

Zählsensor mit Tankfunktion, tanken zwischen zwei Sensoren

Tanken auf einem Sensor

Die einfachste Möglichkeit eine Tankfunktion zu realisieren besteht darin, auf der Start- und Zielgeraden auf dem Sensor zu tanken, der auch die Runde zählt. Nun kann unter L&T der Rundenzählsensor aber keine Betankung auslösen, aber dafür der Tanksensor eine Runde zählen.

Dies bedeutet, dass man nicht den Rundenzählsensor anschliessen muss, sondern einen Tanksensor. Technisch gibt es da aber keinen Unterschied, auch beim Einkauf nicht. Lediglich im Programm muss im Einstellungsmenü zum IOW40 nicht „Rundenzählung Spur 1“, sondern „Tanksensor 1 Spur 1“ ausgewählt werden. Zudem aktiviert man in den Tankoptionen die Funktion „Tanken auf Sensor 1“.

 

Tanken zwischen zwei Sensoren

Tanken zwischen zwei Sensoren

Die Variante Tanken zwischen den Sensoren vergrößert den Bereich, in dem das Fahrzeug zum Stehen kommen kann und ist somit einfach zu handhaben. Auch hierbei werden lediglich die Tanksensoren verkabelt und über diese zusätzlich die Rundenzählung durchgeführt.

Die Einstellungen im Programm muss also wieder für den entsprechenden Sensor „Tanken Spur 1 EIN“ und nicht „Rundenzählung“ sein. Die Rundenzählung erfolgt durch die Einstellung „Rundenzählen auf Tanksensor 1“ in den Tankoptionen.

Der Tankbereich kann so breit gewählt werden, wie die eigenen Fähigkeiten reichen.

 

Sensoranordnung mit Boxengasse

Eine Boxengasse macht das Rennen realistischer. Wichtige Voraussetzung ist aber, dass man die Boxengasse bei Bedarf befahren kann, eine schaltbare Weiche ist also Voraussetzung.

Durchfährt man diesen Bereich auf der Hauptstrecke, so soll die letzte Rundenzeit ermittelt und der verbrauchte Sprit anhand der Zeit berechnet und vom Tankinhalt abgezogen werden. Wird der Tank leer, so kann durch eine Bahnstromabschaltung eine Strafzeit verhängt werden. Erst wenn das Fahrzeug in die Boxe einbiegt und im vorgesehenen Bereich anhält soll der Tankvorgang beginnen.

Tanken auf einem Sensor

Boxengasse mit nur einem Tanksensor

Will man in der Boxengasse auf einem Sensor Tanken, so lässt sich das wie folgt realisieren.

Bei einer zweispurigen Bahn werden so 2 Sensoren auf der Hauptstrecke und zwei Sensoren in der Boxengasse benötigt.

Nachteilig an dieser Variante ist, dass es schwer fällt, das Auto genau auf dem Sensor zum Stehen zu bringen, bei Reedkontakten und Gabellichtschranken ist es beinahe unmöglich. Hier bietet es sich an den weiter unten beschrieben Tankbereich aufzubauen.

 

Tanken zwischen zwei Sensoren

Boxengasse mit zwei Tanksensoren

Dieser Aufbau ist mit dem USB-Modul sehr bequem zu lösen, da es für jeden Sensor einen eigenen Eingang gibt.

Die Sensoren werden gem. ihrer Bestimmung mit dem USB-Modul verdrahtet. Auf die jeweilig richtig zugewiesene Funktion den den Programmeinstellungen für die einzelnen Ports ist zu achten. Wie oben beschrieben ist der Tanksensor 1 auch als Rundenzählsensor zu aktivieren. So wird auch die Runde der Boxendurchfahrt gezählt. Übrigens ist so auch ein Start aus der Boxengasse möglich.

Pin-Belegung Timekeeper

Der Timekeeper verfügt über 25 Eingänge, von denen sich 24 wahlweise analog oder digital nutzen lassen. Der 25. Eingang ist für einen Chaostaster reserviert. Die Funktion kann dem jeweiligen EIngang im Programm frei zugeordnet werden. Die 14 Ausgänge sind den jeweiligen Funktionen fest zugeordnet.

 

Pinbelegung Ampelsteckplatz (Ampel Outputs)

Die Kabelfarbe bezieht sich auf das Flachbandkabel an der Ampelplatine

Pfosten D-Sub Funktion D-Sub Funktion Kabel
1 1 Rot 1 1 Rot 1 sw
2 6 Rot 2 2 Rot 3 grau
3 2 Rot 3 3 Rot 5 bl
4 7 Rot 4 4 Chaos Sig. ge
5 3 Rot 5 5 +5V rt
6 8 Grün 6 Rot 2 ws
7 4 Chaos Sig. 7 Rot 4 li
8 9 RaceEnd Sig. 8 Grün gr
9 5 +5V 9 RaceEnd Sig. or
10 GND

 

Pinbelegung Sensoranschluss (Externe Inputs)

Pfosten D-Sub Funktion D-Sub Funktion
1 1 Sensor D1 1 Sensor D1
2 14 Sensor D11 2 Sensor D2
3 2 Sensor D2 3 Sensor D3
4 15 Sensor D12 4 Sensor D4
5 3 Sensor D3 5 Sensor D5
6 16 Sensor D13 6 Sensor D6
7 4 Sensor D4 7 Sensor D7
8 17 Sensor D14 8 Sensor D8
9 5 Sensor D5 9 Sensor D9
10 18 Sensor D15 10 Sensor D10
11 6 Sensor D6 11 Chaos Button
12 19 Sensor D16 12 +5V
13 7 Sensor D7 13 +5V
14 20 Sensor D17
15 8 Sensor D8 14 Sensor D11
16 21 Sensor D18 15 Sensor D12
17 9 Sensor D9 16 Sensor D13
18 22 Sensor D19 17 Sensor D14
19 10 Sensor D10 18 Sensor D15
20 23 Sensor D20 19 Sensor D16
21 11 Chaos Button 20 Sensor D17
22 24 GND 21 Sensor D18
23 12 +5V 22 Sensor D19
24 25 GND 23 Sensor D20
25 13 +5V 24 GND
26 +5V 25 GND

 

Pin-Belegung L&T 4×4 USB Box

Die L&T 4×4 USB Box für digitalen und analogen Betrieb verfügt über weit weniger Ein- und Ausgänge, die in begrenzten Umfang zugeordnet werden können. Es empfiehlt sich hierbei, sich an der vorgegebenen Steckerbelegung zu orientieren.

 

Pin Funktion Pin Funktion
1 Bahnstromabschaltung Spur 4(an + 5 Volt) 14 Ampel LED rot 5,Bahnstromabschaltung Spur 5

(an + 5 Volt)

2 Bahnstromabschaltung Spur 3(an + 5 Volt) 15 Ampel LED rot 4,Bahnstromabschaltung Spur 6

(an + 5 Volt)

3 Bahnstromabschaltung Spur 2(an + 5 Volt) 16 Ampel LED rot 3(an + 5 Volt)
4 Bahnstromabschaltung Spur 1(an + 5 Volt) 17 Ampel LED rot 2(an + 5 Volt)
5 Vcc extern 18 Ampel LED rot 1(an + 5 Volt)
6 Masse (GND) 19 Masse (GND)
7 keine Funktion 20 Chaostaster(an GND)
8 + 5 Volt 21 + 5 Volt
9 + 5 Volt 22 Analogsensor 1, Digitalsensor 1
10 Analogsensor 8 23 Analogsensor 2, Digitalsensor 2
11 Analogsensor 7 24 Analogsensor 3. Digitalsensor 3
12 Analogsensor 6 25 Analogsensor 4, Digitalsensor 4
13 Analogsensor 5    

Pin-Belegung des Druckeranschlußes (LPT-Port)

Der LPT-Port ist mit 25 Pins bestückt, von denen sich aber nur einige zur Messung und Signalgebung eignen. So gibt es 5 nutzbare Eingangsleitungen und 8 Ausgangsleitungen. Dies erklärt sogleich den geringeren Funktionsumfang im Vergleich zur USB-Box.

Als Ausgangsleitungen, also zur Ampelansteuerung und Bahnstromabschaltung sind die Pins 2-9 nutzbar. Als Eingangsleitungen, also als Zeitsensoren, Tanksensoren, Soundsensoren und Chaostaste sind die Pins 10, 11, 12, 13 und 15 nutzbar (Pin 14 ist nicht möglich). Die Masse (GND) wird über die Pins 18-25 bereit gestellt.

Die Belegung der Pins mit Funktionen des Programms sind frei wählbar, sodass hier keine bestimmte Verdrahtung fest eingehalten werden muss.

lpt

Auf dem Kunststoff sind von beiden Seiten die Pin-Nummern eingeprägt. Leider sind diese nicht immer so gut zu lesen, wie auf diesem Bild. Dies kann jedoch als Referenz herangezogen werden.

Pin-Belegung L&T IOW40 USB Box

Der I/O-Warrior (Hauptbestandteil der USB-Box L&T IOW40) hat neben der 5V Leitung und der GND-Leitung weitere 36 Steuerleitungen, über die Eingangs- und Ausgangssignale verarbeitet werden können. Die Ein-/Ausgänge sind in 4 Ports (0-3) unterteilt, die wiederrum jeweils 8 Leitungen (0-7) besitzen. So gelangt man zu der Bezeichnung Port 0,0 für den ersten Anschluß und Port 3,7 für den letzten. Über L&T können alle diese Leitungen (Port) genutzt werden. Die Zuordnung kann im Programm frei gewählt werden, wobei nachfolgende Belegung als Standard definiert ist.

 

Standard Port-/Pinbelegung der Software

Port  Pin  Funktionen 
Tanken Bahn 1 (Rundenzählung) 
Tanken Bahn 1 (2 Sensoren) 
Tanken Bahn 2 (Rundenzählung) 
Tanken Bahn 2 (2 Sensoren) 
Tanken Bahn 3 (Rundenzählung) 
Tanken Bahn 3 (2 Sensoren) 
Tanken Bahn 4 (Rundenzählung) 
Tanken Bahn 4 (2 Sensoren) 
Bahnstromunterbrechung Bahn 1 
Bahnstromunterbrechung Bahn 2 
Bahnstromunterbrechung Bahn 3 
Bahnstromunterbrechung Bahn 4 
Soundsensor 1 
Soundsensor 2 
Soundsensor 3 
Soundsensor 4 
Zeitmessung Bahn 1 
Zeitmessung Bahn 2 
Zeitmessung Bahn 3 
Zeitmessung Bahn 4 
Soundsensor 5 
Soundsensor 6 
Soundsensor 7 
Soundsensor 8 
Ampel rot 1 
Ampel rot 2 
Ampel rot 3 
Ampel rot 4 
Ampel rot 5 
Ampel grün 
Signal bei Chaostaste 
externer Chaostaster 

 

L&T IOW40 USB Pinbelegung – Ampelanschluss

Pinbelegung Ampelsteckplatz ab Boardversion 0005
ACHTUNG: Boards bis einschließlich Version 0004 haben eine andere Pinbelegung

D-Sub Funktion PortNr Kabel
1 Rot 1 3,0 sw
2 Rot 3 3,2 grau
3 Rot 5 3,4 bl
4 Chaos Sig. 3,6 ge
5 +5V rt
6 Rot 2 3,1 ws
7 Rot 4 3,3 li
8 Grün 3,5 gr
9 nicht belegt 3,7 or

 

L&T IOW40 USB Pinbelegung – Stecker Sensoranschluss (Port 0 und Port 2)

Pinbelegung Sensoranschluss, 15pol D-Sub, ab Boardversion 0005
ACHTUNG: Boards bis einschließlich Version 0004 haben eine andere Pinbelegung

D-Sub Funktion PortNr
1 Sensor 1 2,0
2 Sensor 3 2,2
3 Sensor 5 2,4
4 Sensor 7 2,6
5 +5V
6 +5V
7 GND
8 GND
9 Sensor 2 2,1
10 Sensor 4 2,3
11 Sensor 6 2,5
12 Sensor 8 2,7
13 +5V
14 +5V
15 GND