Torerkennung

Aus Kicker
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Um geschossene Tore automatisch zählen und den Spielstand anzeigen zu können, wurde eine automatische Torerkennung erarbeitet.

Inhaltsverzeichnis

Funktionsweise

Um zu erkennen ob ein Tor erzielt wurde, sind in beiden Toren Lichtschranken eingebaut worden. Wenn ein Tor fällt, unterbricht der Ball die Lichtschranke im entsprechenden Tor. Der Pegel an der Eingangsklemme an der SPS wird kurzzeitig angehoben und dann in der Software ausgewertet.

Lichtschranke

In jedem Tor sind zwei Lichtschranken angebracht, um das gesamte Tor abzudecken. Jede Lichtschranke besteht aus einer Infrarot LED (LD 274) und einem NPN-Fototransistor (BPW 40). Da die Unterbrechung der Lichtschranke, durch einen schnellen Schuss, zu kurz für die Auswertung per SPS wäre, wird der Timer-IC NE555 eingesetzt um die Pegeländerung zu verlängern.

Schaltplan Lichtschranke.png

Die Fototransistoren der beiden Lichtschranken, je Tor, sind in Reihe geschaltet (D1, D2) und werden gemeinsam ausgewertet. Im Ruhezustand (kein Ball im Tor) sind die beiden Fototransistoren leitend und heben den Pegel am Eingang des NE555 (Pin 2 TRI) auf 5V. Bei einer Unterbrechung der Lichtschranke, wird der TRI-Eingang am NE555 kurzzeitig abgesenkt und am Ausgang wird ein Impuls, mit der Dauer von t = R1 * C1 * 1,1 = 11ms ausgegeben. Die genaue Funktionsweise der Impulsverlängerung, ist hier erläutert.

Versorgungsspannung

Die allgemeine Spannungsversorgung im Kicker, liefert eine Spannung von 24V. Dies ist zum einen zu hoch für den NE555 und zum anderen würde an den Vorwiderständen der Infrarot LED's zu viel Leistung verbraten werden. Deshalb wurde eine weitere Platine gelötet, die eine Spannungsumwandlung von 24V nach 5V macht und die Signale von 5V wieder auf 24V erhöht.

Schaltplan Spannungsumsetzung Torerkennung.png

Der Spannungsregulator R-785.0-0.5 wandelt die 24V in 5V um. Diese Spannung wird an die Lichtschranken weitergeleitet. Mit Hilfe zweier Transistoren (Q1, Q2), wird der 5V-Impuls der Lichtschranken auf 24V umgewandelt, um von den IO-Klemmen der SPS ausgewertet zu werden.

Verkabelung

Damit die Schaltungen zusammenarbeiten, müssen sie richtig miteinander verbunden werden. Folgende Liste zeigt, welche Klemmen womit verkabelt werden müssen:

  • SPS1-1 → Spannungsversorgung: 24V
  • SPS1-2 → Spannungsversorgung: GND
  • SPS2-1 → SPS: IO-Klemme ProCK
  • SPS2-2 → SPS: IO-Klemme Mensch
  • LS_PC1-1 → Lichtschranke ProCK: VCC-1 (5V)
  • LS_PC1-2 → Lichtschranke ProCK: VCC-2 (GND)
  • LS_PC2-1 → Lichtschranke ProCK: SIGNAL-1 (Impuls)
  • LS_PC2-2 → Lichtschranke ProCK: SIGNAL-2 (GND)
  • LS_HUMAN1-1 → Lichtschranke Mensch: VCC-1 (5V)
  • LS_HUMAN1-2 → Lichtschranke Mensch: VCC-2 (GND)
  • LS_HUMAN2-1 → Lichtschranke Mensch: SIGNAL-1 (Impuls)
  • LS_HUMAN2-2 → Lichtschranke Mensch: SIGNAL-2 (GND)

Wie die Platinen mit den Lichtschranken an der Platine mit der Spannungsversorgung angeschlossen sind, ist auch aus den unten stehenden Bildern zu entnehmen (Farben der Kabel).

Bilder

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