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1.   Modulbeschreibung

1.1.   IR – Lichtschrankensender

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Systembeschreibung
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IR-Sender
Lichtschranken-Sender (950nm, 38kHz)

Das Messsystem basiert auf dem Einsatz von zwei oder mehreren Lichtschranken im Infrarotbereich (950nm) zur Auslösung der Messungen. Diese Lichtschrankensender sind jeweils gegenüber der IR Empfänger angeordnet und müssen freie Sicht auf das Empfangsmodul haben. Zu diesem Zweck sind auf dem Moduldeckel schwarze Pfeile für die Strahlungsrichtung angebracht. Diese Pfeile müssen in Richtung des IR-Empfängers zeigen.

Diese Sender basieren auf einer Elektronikschaltung die kurze starke Lichtimpulse mit ca. 38kHz Pulsfrequenz und 950nm Wellenlänge aussendet. Die Reichweite der Lichtschranken beträgt im Regelfall und bedecktem Himmel ca. 8m.
Starker Sonnenschein mit wechselndem Schattenwurf bzw. eine direkte Sonneneinstrahlung in den Empfänger der Lichtschranke sollte vermieden werden. Dieses Sonnenlicht wird von Empfänger als störendes Rauschen detektiert und verkürzt die Reichweite der Lichtschranke auf ca. 5m. Je nach Aufbauort sollte die sichere Funktion zuvor getestet werden.

Um bei diesem Modul Batteriestrom zu sparen wurde ein Tastverhältnis für den Lichtimpuls von ca. 1 zu 20 verwendet. Das bedeutet, das der Sender nur etwa 5% der Betriebszeit aktiv sendet. Die Taktfrequenz der Pulse liegt bei ca. 38 kHz.

Das Sendermodul ist in einem Gehäuse mit Batteriefach untergebracht, besitzt einen Ein/Aus Schalter, Betriebsanzeige und wird aus einer 9V Alkali Blockbatterie gespeist. Die Stromaufnahme des Senders beträgt im eingeschalteten Zustand ca. 35mA und die Funktion ist bis zu 5,5V  Batteriespannung gewährleistet. Damit ergibt sich mit neuer Batterie eine Betriebszeit der Sender von ca. 10 Stunden. Mit sinkender Batteriespannung wird die Sendeleistung dieser Sendemodule aber geringer und damit sinkt auch die Reichweite. In den Tests wurden aber bei 5,5V Betriesspannung noch 8m Reichweite sicher erreicht.

Für einen Wechsel der 9V Alkalibatterie ist das Batteriefach auf der Gehäuserückseite vorsichtig zu öffnen, die Batterie aus dem Fach zu nehmen und von den Anschlussclips zu lösen. Beim Einsetzen ist es besser zuerst die Seite mit dem Anschlussclips in das Fach zu drücken and danach erst die Batterie vollständig einzulegen. Dabei sollten die Anschlusskabel nicht zwischen Gehäuse und Batterie eingeklemmt werden!

Nach Tausch der Batterie ist das System sofort wieder einsatzbereit.

Auf eine „low Batterie“ Anzeige wurde in Hinblick auf einen möglichst geringen Stromverbrauch verzichtet.

1.2.           IR – Lichtschrankenempfänger „wireless" (PMR Funksystem)

IR Empfänger vwireless

Lichtschranken-Empfänger „wireless“

Dieser IR-Lichtschrankenempfänger bildet gemeinsam mit dem IR-Lichtschrankensender eine Lichtschranke die über eine Funkstrecke (wireless) mit dem Controller verbunden ist. Dieses Empfangsmodul enthält neben der Empfangselektronik für die Lichtschranke noch eine Steuerelektronik für ein PMR Funkgerät. Über dieses Funkgerät wird die Datenverbindung zum Systemcontroller des DerbyControl Systems hergestellt. Diese Kombination wird im Normalfall am Startpunkt und bei der Zwischenzeitmessung eingesetzt.

Damit ist keinerlei Kabelverlegung zwischen Start- und Zielpunkt notwendig. Der Anschluss des Funkgerätes erfolgt mittels Verbindungskabel direkt am IR Empfänger (Startpunkt). Bei Auslösen der Lichtschranke schaltet die Elektronik das Funkgerät kurzeitig auf Sendung, tauscht Kontrollsignale aus und sendet einen Messton an das Ziel. Danach wird das Funkgerät zurück auf Empfang geschaltet und im System wird auf die Auslösung der nächsten Lichtschranke (z.B. Zwischenzeit bzw. Ziel) erwartet.

An dem Modul ist durch schwarze Pfeile die Empfangsrichtung der IR-Lichtstrahlung angegeben. Der IR Empfangssensor sitzt hinter einer Sonnenschutzblende in der Seitenwand des Gehäuses und muss freie Sicht zum IR Sender der Lichtschranke haben. Der Sender und Empfänger sollten möglicht genau aufeinander ausgerichtet und befestigt werden. Eine Montagehöhe von ca. 40-50cm über Erdboden hat sich bewährt.

Um eventuelle Störeffekte von Sonneneinstrahlung oder anderen Lichtquellen auszuschließen, werden die Sensoren durch eine Blende vor Fremdlicht geschützt. Diese Blenden sind kurze Kunststoffrohre, die in das Empfangsmodul integriert sind. Diese Blenden sind im Bild oben nicht dargestellt.

Für diesen IR-Empfänger wurden sehr störsichere Bauelemente ausgewählt, die mit Pulsfiltern und Lichtstrahlung im 950nm Bereich arbeiten. Trotzdem ist es möglich, das der Empfänger bei Kombination von Strahlung aus dem Lichtrankensender und direkter Sonneneinstrahlung bzw.wechselnden Schatteneffekten auslösen kann. In diesem Fall muß ein besserer Aufstellungsort ohne diese störenden Lichteffekte gesucht werden.

Das IR-Empfangsmodul „wireless“ verfügt über einen Ein/Aus Schalter, Betriebsanzeige (LED gelb), Aktivitätsanzeige (LED grün), 3,5mm Anschluss für ein PMR Funkgerät und ein Batteriefach für einen 9V Alkali Batterieblock.

Die  grüne LED (Signal) zeigt eine Unterbrechung (Auslösung) der Lichtschranke an. Diese Auslösung erfolgt exakt dann, wenn nach einer Unterbrechung der Lichtschranke wieder Licht das IR-Senders auf den Empfänger fällt. Mit Hilfe dieser grünen LED lässt sich eine einfache Funktionsprüfung durchführen. Dazu sind Sender und Empfänger zu positionieren, auszurichten und beide Module einzuschalten. Nach Unterbrechung der Lichtschranke leuchtet die grüne LED für ca. 1,5 Sekunden und verlischt dann wieder. Als Messimpuls wird der Einschaltimpuls der LED gewertet.

Die Reichweite der Lichtschranke beträgt ca. 6-8m und sollte damit für die meisten Anwendungsfälle vollkommen ausreichen.

Die Stromaufnahme dieses IR Empfängers beträgt ca. 13mA im Standby und 20mA bei Auslösung und Funkgerätesteuerung. Diese Schaltung arbeitet bis zu einer Batteriespannung von ca. 6,5V noch zuverlässig. Bei einer niedrigeren Batteriespannung fällt die Steuerelektronik aus und das Startsignal kommt nicht mehr zum Zielpunkt.

Für eine lange Einsatzbereitschaft sollten immer nur  9V Alkaline Blockbatterien eingesetzt werden. Dabei haben sich die preiswerten Produkte von Lidl, Rossmann, Kaufland oder REWE für 1-2€ bestens bewährt.

1.3.         IR – Lichtschrankenempfänger "wireless" für Zwischenzeitmessung (PMR Funksystem)

IR Empfaenger wireless
 Lichtschranken-Empfänger „wireless“

Für die Zeitmessanlage Derby Control ist eine Option für die Messung einer Zwischenzeit erhältlich. Damit ist es möglich an interessanten Stellen der Strecke eine Zwischenzeit zum Vergleich mit anderen Wettkampfteilnehmern zu nehmen. Dieses Modul ist mit der Technik am Startpunkt identisch und nutzt eine zweite Funkübertragungsstrecke zum Controller.

Als Gegenstelle der Funkverbindung ist dazu noch ein PMR Funkgerät und ein zusätzlicher Funk Empfänger erforderlich. Dieser Funk Empfänger erkennt das Messsignal des Systems und setzt es in einen Schaltimpuls für den Controller um.

Diese Option ist nicht Bestandteil der Grundanlage und kann separat bestellt werden.

1.4.           Funk-Empfänger (PMR Funksystem)

Funk Empfänger
Funk-Empfänger des DerbyControl Systems

Dieses Modul stellt die „Endstelle“ einer Funkverbindung dar und setzt die Funksignale gemeinsam mit dem Funkgerät in einen Schaltimpuls für den Controller um. Dazu wird dieses Modul über ein Audioverbindungskabel mit dem Funkgerät verbunden. Zum Controller hin besteht eine Verbindung über ein kurzes USB Kabel. Das Empfänger Modul wird über den USB Bus vom Controller mit Betriebsspannung versorgt.

Das Modul beinhaltet eine identische Schaltung wie sie bereits einmal im Derby Control Hauptcontroller integriert ist. Dieses Funk-Empfänger Modul wird immer dann notwendig wenn eine zweite oder zusätzliche Funkstrecke mit dem Controller verbunden werden soll.

1.5.           IR – Lichtschrankenempfänger „wire“

IR Empfaenger wire
IR-Empfänger „wire“


Dieses Modul kommt als IR-Empfänger für eine Lichtschranke zum Einsatz, wenn der Controller nicht weit entfernt ist. Es wird dann mit Hilfe eines 5m oder 10m langen USB Kabels direkt am Controller angeschlossen und kann die Schaltimpulse der Lichtschranke direkt an die Software übermitteln.

Dieser IR Empfänger verfügt über zwei LED’s als Betriebsanzeige. Die gelbe LED zeigt dabei die vorhandene Stromversorgung an.

Die grüne  LED Anzeige zeigt eine Unterbrechung (Auslösung) der Lichtschranke. Die Auslösung erfolgt bei einer Unterbrechung der Lichtschranke. Mit Hilfe dieser LED läßt sich eine einfache Funktionsprüfung durchführen. Dazu sind Sender und Empfänger zu positionieren, auszurichten und beide Module einzuschalten. Wenn jetzt die Lichtschranke unterbrochen wurde leuchtet die LED im Anschluss für ca. 1,5 Sekunden und verlischt dann wieder. Die Reichweite der Lichtschranke beträgt min. 6-8m und sollte damit für die meisten Anwendungsfälle vollkommen ausreichen.

Dieses Empfangsmodul wird an zwei Positionen im Zielbereich oder in Verbindung mit den neuen Derby-Transceivern verwendet. Das DerbyControl System bietet die Möglichkeit bei der Zieldurchfahrt die Geschwindigkeit zu messen. Dazu wird in einigen Metern Abstand vor der Ziel Lichtschranke eine zusätzliche Lichtschranke aufgebaut. Dazu muss zwingend die kabelgebundene Version der IR Empfänger vom Typ „wire“ verwendet werden.

Für diesen Empfänger wurden sehr störsichere Bauelemente ausgewählt die im 950nm Bereich arbeiten. Trotzdem ist es möglich das der Empfänger bei direkter Sonneneinstrahlung oder Beleuchtung mittels Neonröhre / Energiesparlampe auslösen kann. Um das zu verhindern sollten immer Lichtschutzblenden zur Abschirmung des Sensors verwendet werden. Die dazu nötige Blende sind bereits in das Modul integriert.

In der Mess-Software kann der Abstand der beiden Lichtschranken eingestellt werden und das Derby Control System misst dann die Zeit zwischen den Auslösungen der beiden Lichtschranken. Daraus wird die Zielgeschwindigkeit berechnet und zusammen mit der Zwischenzeit, der  mittleren Geschwindigkeit und Gesamtzeit angezeigt. Alle diese Information sind zusätzlich über die Zuschaueranzeige darstellbar.

1.6.           Kontaktmodul „wireless“ (PMR Funksystem)




Kontaktmodul wireless
Kotaktmodul wirleless für DerbaCotrol Messanlage

Dieses Modul dient der Erfassung von mechnischen Auslösungen mit Hilfe eines Schaltkontaktes. Das Modul nutzt eine PMR Funkverbindung zum Systemcontroller und kann so bis zu 5km weit entfernt vom Systemcontroller platziert werden. Dazu wird das Modul über ein Audiokabel mit einem entsprechendem PMR Funkgerät verbunden. Für die Steuerung des Funkgerätes ist in dem Modul eine Elektronik enthalten die eine sicher Übertragung des Ausslösesignals zum Controller sicherstellt. Das Modul verfügt über Batteriespeisung, zwei LED's zum Anzeigen der Betriebszustände und kann damit völlig autark betrieben werden.

Als Schaltkontakt wird ein IP66 Industrie-Endschalter verwendet der die notwendige Robustheit für den Einsatz mitbringt. Dieser Kontakt wird als Öffner betrieben und öffnet bei Auslösung einen Sensor-Stromkreis des Messmoduls. Das Kontaktmodul beinhaltet Filterschaltungen die ein sichers Auslösen garantieren, den Kontakt entprellen und nach Öffnen des Kontaktes eine dauerhafte Öffnung zulassen.
Bevor das Modul erneut auslöst, muß der Kontakt für ca. 1,5 Sekunden wieder geschlossen werden. Erst danach ist eine erneute Auslösung und Signaliserung möglich.
Die Betriebszustände des Moduls werden durch die bekannten beiden LED's angezeigt. Die gelbe LED zeigt Betriebspannung an und die grüne LED gibt des Messignal wieder. Bei Auslösung leuchtet die grüne LED für ca. 1,5 Sekunden, wobei das Einschalten der LED als Sensorsignal ausgewertet wird.
Das Verbindungskabel zwischen Messkontakt und Sensormodul ist als geschirmte Leitung ausgelegt und damit unempfindlich gegenüber äußeren Störsignalen.



1.7.           Kontaktmodul „wire“

Kontaktmodul_wire
Kontaktmodul "wire"

Dieses Modul dient der Erfassung von mechnischen Auslösungen mit Hilfe eines Schaltkontaktes. Das Modul nutzt eine Kabelverbindung und kann direkt am Systemcontroller oder einen Derby-Transceiver angeschlossen werden. Das Modul wird über das Anschlusskabel mit Betriebsspannung versorgt und verfügt über LED's zum Anzeigen der Betriebszustände.

Als Schaltkontakt wird ein IP66 Industrie-Endschalter verwendet der die notwendige Robustheit für den Einsatz mitbringt. Dieser Kontakt wird als Öffner betrieben und öffnet bei Auslösung einen Sensor-Stromkreis des Messmoduls. Das Kontaktmodul beinhaltet Filterschaltungen die ein sichers Auslösen garantieren, den Kontakt entprellen und nach Öffnen des Kontaktes eine dauerhafte Öffnung zulassen.
Bevor das Modul erneut auslöst, muß der Kontakt für ca. 1,5 Sekunden wieder geschlossen werden. Erst danach ist eine erneute Auslösung und Signaliserung möglich.
Die Betriebszustände des Moduls werden durch die bekannten beiden LED's angezeigt. Die gelbe LED zeigt Betriebspannung an und die grüne LED gibt des Messignal wieder. Bei Auslösung leuchtet die grüne LED für ca. 1,5 Sekunden, wobei das Einschalten der LED als Sensorsignal ausgewertet wird.
Das Verbindungskabel zwischen Messkontakt und Sensormodul ist als geschirmte Leitung ausgelegt und damit unempfindlich gegenüber äußeren Störsignalen.

Der Anschluß an weitere Auswertemodule erfolgt über das systemübliche USB-A Kabel, welches neben der Spannungsversorgung auch die Schaltsignale übertragt. Das Modul erhält über dieses Kabel eine Rohspannung von ca. 13 V DC und stabilisiert diese über eine Regelschaltung auf die intern genutzten 5V DC. Damit arbeitet das Modul vollkommen entkoppelt von Spannungsschwankungen der zentralen Versorgung.


1.8.           Derby-Transceiver "Sensor-Modul"

Derby_Transeiver_Sensormodul
echtzeitfähiger Derby-Transceiver als "Sensormodul-Version"

Dieses Modul stellt ein neues digitales Funksystem für die DerbyControl Messanlage zur Verfügung. Es ist in der Lage bis zu 4 Mess-Signale zum Controller zu übertragen und zusätzlich ein Schaltsignal von Diesem zu empfangen. Weiterhin bietet diese Modul eine USB-Schnittstelle mit serieller Datenverbindung zur Gegenstelle. Die Datenrate dieses Verbindung beträgt 49,2kBit/s und ist voll transparent ausgelelegt. Aus dem übertragbaren Zeichensatz werden 5 Sonderzeichen für die Schaltsignalübertragung verwendet, die nicht im Datenstrom enthalten sein dürfen.
Für die Anzeige der Betriebszustände gibt es 3 LED's. Die Gelbe ist zur Spannungsanzeige, Grün zeigt den Empfangsbetrieb an und die rote LED signalisiert den Sendebetrieb des Transeivers.

Das System ist für die Übertragung von kurzen Signalen optimiert und benötigt eine Übertragungszeit von nur 3ms für ein Schaltsignal. Damit werden Echtzeitfähigkeiten erreicht, die eine Verzögerung bzw. Laufzeit der kabellosen Signalübertragung zum Controller ausschließen.
Die Übertragung erfolgt digital codiert und mit Adressen für Funkstelle und Netzwerk, wobei das Signal im System mehrfach wiederholt wird, um eine sichere Übertragung zu garantieren.. Damit ist eine Fehlverbindung zu einem anderem Funksystem auf gleicher Frequenz ausgeschlossen.

Das Modul wird im Startbereich oder bei der Zwischenzeiterfassung eingesetzt und bietet mit einer einfachen Rundstrahlantenne eine Reichweite von ca. 500m. Mit einer optionalen Richtantenne läßt sich die Reichweite bis auf ca. 1,2km erhöhen. Müssen in der Messanlage größere Entfernungen überbrückt werden, so muß auf das alternative PMR Funksystem zurückgegriffen werden, wo Reichweiten bis zu 5km möglich sind.
Der Antennenanschluss erfolgt über eine SMA Buchse mit 50 Ohm Impedanz. An dieser Buchse wird im Bedarfsfall auch die Richtantenne angeschlossen.

Der Anschluss der Messmodule wie Kontakmodul "wire" oder IR-Empfangsmodul "wire" erfolgt über USB-A Kabel direkt an diesem Derby-Transceiver. Dabei wird das Messmodul von Funkmodul mit Spanung versorgt. Das Funkmodul selbst wird mit einem 13,8V DC Netzteil betrieben oder erhält seine Spannung alternativ aus einen 12V Bleigel Akku. Damit ist ein autarker Betrieb ohne 230V Netzversorgung problemlos möglich.

Die Anschlussports sind eindeutig gekennzeichnet und übertragen jeweils nur einen Signaltyp zum Controller. Aus diesem Grund muß beim Anschluss der sensoren genau überlegt werden welches Messignal von wo nach wo übertragen werden soll.

Das Funkmodul ist mit einer Echofunktion ausgestattet, die eine Verbindungsanfrage der Gegenstelle automatisch beantwortet. Der Empfang dieses Echos wird dann als Antwort  an der Gegenstelle optisch signalsiert.

1.9.           Derby-Trancseiver "Controller-Modul"

Derby_Transeiver_Controller_Modul
echtzeitfähiger Derby-Transceiver als "Controller-Version"
Dieses Modul stellt ein neues digitales Funksystem für die DerbyControl Messanlage zur Verfügung. Es ist in der Lage bis zu 4 Mess-Signale von der Gegenstelle zu empfangen und zum Controller zu übertragen und zusätzlich kann ein Schaltsignal zur Gegenstelle gesendet werden.. Weiterhin bietet diese Modul eine USB-Schnittstelle mit serieller Datenverbindung zur Gegenstelle. Die Datenrate dieses Verbindung beträgt 49,2kBit/s und ist voll transparent ausgelelegt. Aus dem übertragbaren Zeichensatz werden 5 Sonderzeichen für die Schaltsignalübertragung verwendet, die nicht im Datenstrom enthalten sein dürfen.
Für die Anzeige der Betriebszustände gibt es 3 LED's. Die Gelbe ist zur Spannungsanzeige, Grün zeigt den Empfangsbetrieb an und die rote LED signalisiert den Sendebetrieb des Transeivers.

Das System ist für die Übertragung von kurzen Signalen optimiert und benötigt eine Übertragungszeit von nur 3ms für ein Schaltsignal. Damit werden Echtzeitfähigkeiten erreicht, die eine Verzögerung bzw. Laufzeit der kabellosen Signalübertragung zum Controller ausschließen.
Die Übertragung erfolgt digital codiert und mit Adressen für Funkstelle und Netzwerk, wobei das Signal im System mehrfach wiederholt wird, um eine sichere Übertragung zu garantieren.. Damit ist eine Fehlverbindung zu einem anderem Funksystem auf gleicher Frequenz ausgeschlossen.

Das Modul wird in der Nähe des Controllers eingesetzt und bietet mit einer einfachen Rundstrahlantenne eine Reichweite von ca. 500m. Mit einer optionalen Richtantenne läßt sich die Reichweite bis auf ca. 1,2km erhöhen. Müssen in der Messanlage größere Entfernungen überbrückt werden, so muß auf das alternative PMR Funksystem zurückgegriffen werden, wo Reichweiten bis zu 5km möglich sind.
Der Antennenanschluss erfolgt über eine SMA Buchse mit 50 Ohm Impedanz. An dieser Buchse wird im Bedarfsfall auch die Richtantenne angeschlossen.

Das Funkmodul dient in erste line dazu die messignale der Sensormodule an den messtellen zu empfangen und an den Controller weiterzuleiten. Weiterhin dient dieser Derby-Transceiver als Funkverbindung zwischen der Systemsoftware und dem optionalen LED Großdisplay. Der Anschluss an den Controller erfolgt dabei über USB-A Kabel, wobei jedes USB-Kabel genau ein Mess-Signal an den Controller weitergibt. Dabei wird das Funkmodul vom Controller und dessen Netzteil mit Spanung versorgt. Das Controller wird dabei mit einem 13,8V DC Netzteil betrieben oder erhält seine Spannung alternativ aus einen 12V Bleigel Akku. Damit ist ein autarker Betrieb ohne 230V Netzversorgung problemlos möglich.

Die Anschlussports sind eindeutig gekennzeichnet und übertragen jeweils nur einen Signaltyp zum Controller. Aus diesem Grund muß beim Anschluss der Sensoren genau überlegt werden welches Messignal von wo nach wo übertragen werden soll.

Das Funkmodul verfügt über einen Taster zum Test der Verbindung zur Gegenstelle. Bei betätigung wird ein Signal ausgesandt was vion der gegenstelle (Derby-Transeiver "Sensor-Version") empfangen und als Echo zurückgesendet wird. Der Empfang dieses Echos wird dann wieder an dem Funkmodul optisch angezeigt. Dazu verlischt die grüne LED für 300ms und geht dann wieder dauerhaft an. Dieses Schaltsignal kann auch zur Auslösung einer Funktion an der Gegenstelle verwendet werden.


1.10.           Systemcontroller DerbyControl

USB Controller
System-Controller DerbyControl

Der Systemcontroller ist das Herzstück des Zeitmesssystems und stellt die Verbindung zu allen Messmodulen her. Er verfügt über einen USB Anschluss für den PC / Laptop und 8 Anschlussports für die Module.

Sieben dieser Anschlussports sind als Buchsen in der USB-A Norm ausgeführt und dienen der Übertragung von Energieversorgung und Schaltsignalen. Ein Port ist als 3,5mm Klinkenbuchse ausgeführt und beinhaltet den integrierten Funk Empfänger.

Dieser Port stellt für den Normalfall die Verbindung zum Funkgerät der Startlichtschranke her.

Funktionen des Controllers

è Wandlung und Aufbereitung der Systemsignale für die Mess-Software

è LED Anzeige für Betriebspannung und empfangenes Funksignal

è integrierter PMR Funkempfänger (z.B. Start-Lichtschranke)

è 1 Audio Anschlussport für PMR Funkgerät

è 7 Systemports für Derby Control Module

è USB Anschluss für PC / Laptop

è Bereitstellung der Spannungsversorgung für alle kabelgebundenen Messmodule

è Bereitstellung der 2-Bahnfähigkeit für die Messanlage


Der Controller ersetzt eine frühere Hardwarelösung und bietet jetzt die Möglichkeit maximal 8 Messergebnisse per Laptop auf einem großen Bildschirm sichtbar zu machen. Damit läßt sich der Zieleinlauf wesentlich professioneller gestalten und Renn-Feeling kommt auf wenn das Publikum die Zeit ablaufen sieht.

Der Controller meldet sich am PC selbstständig an und wird als HID Interface erkannt. Die Mindestvoraussetzung für das PC Betriebssystem sind Windows XP, Vista oder Windows 7 und MS Framework 2.0 oder höher sowie ein USB Port.

Der Strombedarf des Controllers bewegt sich mit allen Optionen unterhalb von 100mA und meldet sich als „low current device“ an. Damit ist sichergestellt das es an USB Anschlüssen von Laptops keine Komplikationen wegen zu hohem Strombedarf gibt.

Der Controller bietet insgesamt 8 Signaleingänge, wovon für jede Wettkampfbahn 4 Ports genutzt werden können.

Auf der Controller Platine sind für die Grundkonfiguration 8 Jumper um die Messeingänge dauerhaft zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Damit kann der Controller an den jeweiligen Ausbaugrad der Anlage angepasst werden. Nicht genutzte Anschlussports lassen sich so dauerhaft deaktivieren und eine Fehlfunktion wird sicher vermieden.

Controller_Anschluesse
Anschlussbelegung des Controllers

Anschlussbelegung:

1 = Funkgerät, Signal von Start Bahn 1 (bei Invers-Betrieb vom Ziel Bahn 1)

2 = Zwischenzeit Bahn 1

3 = Ziel Bahn 1

4 = Speed Bahn 1

5 = Signal von Start Bahn 2 (bei Invers-Betrieb vom Ziel Bahn 2)

6 = Zwischenzeit Bahn 2

7 = Ziel Bahn 2

8 = Speed Bahn 2

PC = USB Anschluss für PC / Laptop

==> Die in Klammern angegebenen Bezeichnungen betreffen den Invers-Betrieb, das bedeutet, wenn Start- und Ziel- Eingang am Controller vertauscht sind. Das ist der Fall, wenn sich der Controller mit dem angeschlossenen Computer in der Nähe der „Start“ Lichtschranke befindet und die „Ziel“ Lichtschranke über Funkgerät mit dem Controller verbunden ist.

Jumper Konfiguration Controller:

J1 = Aktivierung Funk Empfänger Start (Ziel) Bahn 1

J2 = Aktivierung Zwischenzeit Bahn 1

J3 = Aktivierung Ziel Bahn 1

J4 = Aktivierung Speed Bahn 1

J5 = Aktivierung Start ( Ziel) für Bahn 2

J6 = Aktivierung Zwischenzeit Bahn 2

J7 = Aktivierung Ziel (Start) Bahn 1

J8 = Aktivierung Speed Bahn 2

J9 = Power Mode für USB Converter

Setzen der Jumper:
Die Jumper können immer nur in zwei unterschiedliche Positionen gesetzt werden. Entwender verbindet der Jumper Pin 1 - 2 oder Pin 2 - 3.  Der Pin 1 ist immer in Richtung der Außenkante der Controllerplatine und Pin 3 zeigt zur Mitte. Die Verbindung von Pin 1 – 2 aktiviert den entsprechenden Eingang dauerhaft, so das er für die Nutzung mit Modulen des Derby Control Systems nutzbar ist. Position 2 – 3 deaktiviert den Eingang am Controller.

Pin 1    (Pin 1 zeigt immer zur Außenkante der Platine, Mess-Anschluss)

Pin 2    (Controller-Eingang)

Pin 3 zeigt immer zur Mitte der Platine, Masse)


ð      Alle Eingänge, die bei Einsatz des Messsystems nicht mit Anschlusskabeln belegt werden, sind mittels Jumper dauerhaft zu deaktivieren.

ð        Werden nur Module an den Eingängen für Bahn 1 angeschlossen, so sind alle Eingänge für Bahn 2 zu deaktivieren (Position 2 – 3).

ð       Werden die Zwischenzeit- bzw. Geschwindigkeitsmessmodule nicht angeschlossen, so sind diese Controllereingänge ebenfalls zu deaktivieren.

Der Anschluss der Systemmodule erfolgt über handelsübliche USB-A / USB-A Verbindungskabel direkt am Controller. Diese Anschlüsse stellen aber keine USB Funktionalität zu Verfügung und können nicht als USB Hub benutzt werden. Das sind nur systeminterne Schnittstellen, die hauptsächlich der vereinfachten Handhabung dienen. Wir haben wir auf das USB-A Stecksystem gesetzt, um hier einfache und handelsübliche Verbindungskabel nutzen zu können.

Der einzige Port mit USB Funktionalität ist der PC / Laptop Port an der Stirnseite des Controllers. Dieser Port ist mit „USB Anschluss PC Software“ bezeichnet.

Das Funkgerät zur Übertragung des Startsignals vom Start (Zielsignal bei Invers-Betrieb) für Bahn 1 wird direkt an den Controller angeschlossen. Das erfolgt über ein 3,5mm Stereo Klinkenstecker am Controller und einen 2,5mm Klinkenstecker am Funkgerät.

==> Der Controller versorgt das Funkgerät nicht mit Strom, hier wird der interne Akku des Funkgerätes verwendet.

1.11.           Funkempfänger "multi"

Funkempfänger multi
Funkempfänger "multi"

Der Funk Empfänger „multi“ stellt einen Mehrfach-Empfänger dar, der insgesamt 5 Funk-Empfänger „single“ in einem Gehäuse vereint. Dieses Modul wird immer dann genutzt, wenn die kabelgebundenen Lichtschranken durch die kabellose Version ersetzt werden sollen. Ein anderer Anwendungsfall ist die Nutzung des „Firefighter-Mode“ mit kabellosen Kontaktmodulen. Da bei diesem Mode bis zu drei Funksignale pro Wettkampfbahn ausgewertet werden müssen, wurde es nötig mehrere Empfänger zu einer Einheit zusammenzufassen. Die nötige Anzahl der Einzelmodule wäre sonst schnell zu unübersichtlich geworden.

Die Abmessungen dieses Moduls sind identisch mit dem Controller Modul. Die Kabelverbindung zum Controller wird mit Hilfe eines 9-Poligen Sub-D Kabels realisiert. Über dieses Kabel erfolgt auch die Stromversorgung des Moduls. Damit wird die Zahl der Verbindungskabel auf ein Minimum reduziert und eventuelle Vertauschungen der Messkanäle von vornherein ausgeschlossen.

Die Funkgeräte selbst sind wieder über die systemüblichen 3,5mm / 2,5mm Klinkenkabel mit dem Funk-Empfänger verbunden.

Dieses Modul verfügt über 5 grüne LED’s, die den Signaleingang der Funkstrecken signalisieren. Damit ist jederzeit eine einfache Funktionskontrolle möglich. Die gelbe LED zeigt die vorhandene Betriebsspannung an.

 

Die 5 Eingänge des Funkempfängers „multi“ sind fest auf die folgende Eingänge des Controllers geschaltet.

 

                                    Seifenkisten                              Firefighter Mode

Channel 1                    Zwischenzeit Bahn 1                  Ziel1 Bahn 1

Channel 2                    Ziel1 Bahn 1                              Ziel2 Bahn 1

Channel 3                    Start Bahn 2                              Start Bahn 2

Channel 4                   Zwischenzeit Bahn 2                   Ziel1 Bahn 2

Channel 5                   Ziel2 Bahn 2                               Ziel2 Bahn 2

 

==> Ist der Funkempfänger „multi“ angeschlossen, so dürfen die damit belegten Messkanäle nicht durch andere Module an den USB Buchsen belegt werden!

1.12.           Zusammenschaltung der beiden Hauptmodule

Controller & Funkempfaenger multi
Diese Version wird benötigt wenn man einen völlig kabellose Anlage mit Funkstrecken für alle Messpunkte aufbauen will. Das bietet sich zum Beispiel für Feuerwehrwettkämpfe an, wo die Messmodule in IP65 Schutzgehäusen untergebracht sind. Damit kann das System auch dem Löschangriff "NASS" trotzen.

1.13.           IR-Empfänger in IP65 Schutzausführung

IR_Empfaenger_IP65
IR-Empfänger "wireless" in IP65 Ausführung
Dieses Modul realisiert den Lichtschrankenempfänger für erschwerte bedingen in IP65 Schutzgrad. Ein Feuerwehrwettkampf ist zum Beispiel ein solcher Fall. Hier wird das Modul in der Regel im Startbereich eingesetzt und detektiert die Unterbrechnung der Lichtschranke wenn die Mannschaft zu den Zielen losstürmt.

Das Modul ist in ein stabiles und wetterfestes IP65 Industriegehäuse integriert und arbeitet mit dem PMR Funkgerät in diesem Gehäuse hermetisch gekapselt, zusammen. Damit ist das Funkgerät gleichzeitig geschützt und kann durch das Spritzwasser eines Löschangriffs keinen Schaden nehmen.

Die enthaltene Technik entspricht dem IR-Empfangsmodul "wireless", wie es unter Punkt 1.3 beschrieben ist.

1.14.           IR-Sender in IP65 Schutzausführung

IR-Sender_IP65
IR-Sender in IP65 Schutzausführung
Dieses Modul wird für Einsatzfälle unter erschwerten Bedingungen genutzt. Ein Feuerwehrwettkampf ist zum Beispiel so ein Fall. Dazu wird das bereits beschriebene IR-Sender modul in ein IP65 Gehäuse intergriert und er Lichtstrahl wasserdicht duch ein Gehäuseöffnung nach außen geführt.
In dieser Ausführung ist das Modul wetterfest und kann auch dem Spitzwasserwasser eines Löschangriffs trotzen.

Im Regelfall wird dieses Modul bei Feuerwehrwettkämpfen für die Lichtschranke an der Startline genutzt und lööst so die Zeitmessung aus wenn der erste Kamerad die Lichtschranke unterbricht.
Die technischen details sind in Punkt  1.1 beschrieben.

1.15.           Kontaktmodul "wireless" in IP65 Schutzausführung





Bild folgt demnächst


Dieses Modul dient der mechanischen Erfassung von Bewegungen unter erschwerten Bedingungen. Ein Einsatz bei Feuerwehrwettkämpfen im Zielbereich ist so ein Fall. Dieses Modul wird dazu hinter den Klappzielen oder bei den Schwimmerbottichen eingesetzt.
Das Kontaktmodul verfügt dazu über einen abgesetzten, wasserdichten Kontaktschalter in IP65 Ausführung. Die Technik entspricht dabei dem Kontaktmodul "wireless". Der Unterschied ist aber, das dieses Modul gemeinsam mit dem Funkgerät für die Übertragung hermetisch in dem IP65 Gehäuse gekapselt ist. Damit ist solider Wasser- und Wetterschutz gegeben und ein Einsatz im Zielbereich bei Feuerwehrwettkämpfen möglich.

Damit wird eine kabellose Erfassung der mechnischen Auslösung der Klappziele möglich und die lästige Kabelverlegearbeit entfällt.