Slotbaer / Slotbaer Projekte (Digital) / D132 & D124 / InfraRedREceiveR

Die nachfolgende Beschreibung wurde mit grösster Sorgfalt erstellt. Trotzdem erfolgt der Nachbau auf eigene Gefahr und wir übernehmen weder Verantwortung noch Haftung für eventuell entstehende Schäden jedweder Art.

!!!! Wichtig !!!!

März 2011. Die CU unterstützt sowohl die Wirelessregler mit Dip Schalter als auch die mit Led, deshalb macht der Einsatz von IRRER an der CU keinen Sinn.

Worum geht's ?

Das Carrera Wirless System, Infrarot Geschwindigkeitsregler, wurden ursprünglich für das ProX System entwickelt.

Da man die Adresse der Regler, da kabellos, nicht durch das Einstecken bestimmen konnte, hat jeder dieser Regler 2 kleine Schalter an seiner Oberseite. Diese Art von Schalter nennt man wegen ihrere Bauform Dipschalter oder etwas salopp Mäuseklavier.

Mit diesen 2 Schaltern kann man 4 verschiedene Adressen einstellen und somit vie verschiedenen Fahrzeuge steuern. Da ProX nur 4 Fahrerfahrzeuge unterstützte war dies ausreichend.

D1xx unterstützt nun 6 Fahrerfahrzeuge. Deshalb wurden Änderungen an den reglern notwendig. Zum einen braucht man eine Methode um mehr verschiedene Adressen anzuwählen und das IR Protokoll muss so geändert werden, dass diese Adressen auch übertragen werden können.

Die Protokolländerungen lassen sich an anderer Stelle nachlesen.

Statt einen dritten Schalter hinzuzufügen, wählte Carrera eine gänzlich andere Methode der Adressauswahl. Beim Einschalten des Reglers hält man den Weichenknopf gedrückt und durch mehrmaliges Drücken der Weichentaste kann man die Adresse einstellen. Eine einzelne Led dient dem optisches Feedback. Deshalb nennt man die neuen Regler "Regler mit Led" und und die alten "Regler mit Schalter".

Die ersten D1xx Blackboxen unterstützten beide Arten von Infrarot Reglern, die mit Schalter und die mit Led. Der jeweilige Typ wurde automatisch erkannt und sogar ein Mischbetrieb war möglich.

Die Blackboxen ab Sommer 2009 unterstützen nur noch die Regler mit Led.

Der InfraRedReceivER kurz IRRER erlaubt es die Regler mit Schalter weiter zu verwenden, indem er das Signal, dass der IR-Tower an die BB sendet, so ändert, dass die BB den Regler als Regler mit Led erkennt.

Signale von Reglern mit Led werden natürlich nicht verändert.

Dieses Video zeigt den InfraRedReceivER im Einsatz.

Der Protoyp, der im Video zu sehen ist, wurde mit einem Stecker versehen und zwischen IR-Turm und BB gesteckt.

Es bietet sich allerdings an, die Platine in den IR-Turm einzubauen. Zum einen ist sie dort geschützt und aus dem Weg und zum anderen sind die Buchsen für das Anschlusskabel nur schwer erhältlich.

Die Schaltung

Dies ist der zweite Schaltungsentwurf. Er enthält eine bessere Blockung der Versorgungsspannung und als Zeitbasis wird ein Quarz-Oszillator, statt des internen RC-Oszillators verwendet. Für Testausgaben steht auch noch eine serielle Schnittstelle zur Verfügung. Die Änderungen wurden notwendig, nachdem sich unter bestimmten Einsatzbedingungen Probleme mit dem ursprünglichen Entwurf zeigten. Ich möchte an dieser Stelle Herrn Holger Seider für seinen Einsatz und seine Hilfe danken. Ohne ihn wäre das Projekt nicht so weit, wie es jetzt ist.

irrer2s

Es handelt sich um ein minimales Microcontroller System.

Neben dem Prozessor findet man nur noch einen Transistor zum Aufbereiten des Synchronisationssignales von der Blackbox und ein paar Widerstände und Kondensatoren.

Prinzipiell werden alle Signale zwischen IR-Turm und BB einfach durchgereicht, nur das Siganl von Turm zur BB, wird über den Prozessor geleitet, der das Signal entsprechend umwandelt.

 

Die Bauteile

Folgende Bauteile werden neben Platine, Prozessor, Kabeln und Stecker bzw. Buchsenleisten benötigt.

Part Wert Anzahl Artikelnummer Einzel- Gesamtpreis Bemerkungen
C1, C2 15pF 2 KERKO 15p 0,06 0,12  
C3, C4, C5, C9 100nF 4 X7R-5 100N 0,12 0,48  
C6 100uF/16V LowESR 1 RAD FC 100/16 0,10 0,10  
C8 1nF - - - - Wird nicht bestückt
R1, R7, R9 10k 3 1/4W 10K 0,10 0,30  
R2 Ferritperle - Drahtbrücke - - Wird durch eine Drahtbrücke ersetzt
R4 180R 1 1/4W 180 0,10 0,10  
R8 1k8 1 1/4W 1,8K 0,10 0,10  
R10 1k 1 1/4W 1K 0,10 0,10  
T1 BC337 1 BC337-40 0,04 0,04  
D1 Z Diode 4,7V 1 ZD 4,7 0,07 0,07  
D2 BAT48 1 BAT48 0,07 0,07  
Q1 Quarz 20 MHz 1 20,0000-HC49U-S 0,17 0,17  
LED1 Led 5mm 1 LED 5MM RT 0,06 0,06  
  Fassung
28 pol
1 GS28P-S 0,35 0,35  
Summe         2,06  

 

Zu den 2,06€ kommen noch die Preise für Platine, Prozessor, Kabel, Stecker und Buchsen hinzu. hinzu.

Die Stecker JP1 und SV1 wurden nur für die Entwicklung benötigt und müssen nicht bestückt werden. SV2 wird mit der Reglerbuchse der BB verbunden, ob sie an dieser Stelle das Kabel direkt anlöten oder eine Stecker- und Buchsenleiste verwende, bleibt ihnen überlassen. Als J1 ist eine Buchse vorgesehen, wie sie Carrera in seinen BBs verwendet. Da mir allerdings keine Bezugsquelle bekannt ist, bleibt nur die Möglichkeit eine alte BB auszuschlachten oder auf die Buchse zu verzichten und das Kabel direkt anzulöten. Wenn man die Platine in den IR Turm einbaut gibt es so wie so keinen Grund die Kabel nicht an zu löten.

Wie man in den Bildern sieht, habe ich eine Platine gefräst. aber die Komplexität der Schaltung ist gering, so dass man sie auch auf einer Lochrasterplatine aufbauen kann. Der Preis für den Prozessor liegt um die 4,50€.

Die Platine, wenn ich zwanzig Stück fertigen lassen würde um die 7,50€.

Die Bestückung

Irrer2B

 

Der Bestückungsplan zeigt alle verwendeten Bauteile. Beachten sie, dass C8 nicht bestückt und R2 durch eine Drahtbrücke ersetzt wird und SV1 und JP1 nicht bestückt werden müssen.

Man beginnt mit den mechanischen (Drahtbrücke R2, Fassung für IC1) und passiven Bauelementen (Widerstände Rx, Kondensatoren Cx).

Ich bestücke für gewöhnlich in aufsteigender Bauhöhe, d.h. flache Bauteile zuerst. Und trotz der "Mechanische und Passive zuerst" Regel bestücke ich die Buchsen und Stecker oft als letzte, da sie sonst manchmal einfach im Weg sind.

Der Elko C6 muss richtig herum eingebaut werden. Das Bauteil hat eine Markierung für den Minuspol (Streifen mit - Zeichen) auf dem Bestückungsplan ist allerdings der Pluspol vermerkt.

Nun folgen die restlichen Bauteile. Bei den Dioden Dx ist die Kathode sowohl im Bestückungsplan als auch auf dem Bauteil durch eine Linie gekennzeichnet. T1 ist so einzusetzen, dass die Rundung des Gehäuses, wie im Bestückungsplan zu sehen ist zum Quarz hin zeigt. Die Led hat zwei unterschiedlich lange Beinchen. Das kürzere Beinchen ist die Kathode und gehört in das Pad näher am Platinenrand. Die Kathode kann man auch an der abgeflachten Seite des Led-Gehäuses erkennen.

IC1 wird in der Richtung der halbmondförmigen Einbuchtung auf Plan und Bauteil eingesetzt. Die Einbaurichtung des Quarzes von Q1 ist egal.

Der Einbau

Es gibt zwei Hauptvarianten des Einbaus:

Die erste ist es die Platine in den IR Turm einzubauen. Damit ist das Teil aus dem Weg und man muss sich auch nicht um Stecker oder ähnliches sorgen.

Die Platine ist klein genug um im weissen Unterteil zu verschwinden. Sollte man das weisse Unterteil nicht verwenden wollen, so kann sie unten in der "Dose" wo sonst das weisse Unterteil eingesteckt wird untergebracht werden. So oder so besteht keine Notwendigkeit den Turm zu öffnen.

Man trennt das Anschlusskabels des Turms mit einem Seitenschneider dort, wo es noch 3 bis 5 cm aus dem weissen Unterteil (bzw. aus der grauen Dose, falls man das weisse Unterteil nicht verwenden will) herausschaut und lötet die Platine zwischen die neu geschaffenen Enden. Die Seite der Platine die den Regler Stecker (J1) aufnehmen kann, wird mit dem Kabel, das aus dem Turm kommt, verbunden. Die andere Seite (SV2) mit dem anderen Kabelstück. Gleichartige Adern liegen sich gegenüber. Bei meinem Kabel war an Pin 1 die weisse Ader. Auf dem unten stehenden Bild habe ich trotz Einbaus in den Turm Reglerbuchse und -Stecker verwendet, da ich die Platine für verschiedene Fotos benötige. Im Normalfall, wird man das Kabel aus dem Turm direkt mit der Platine verlöten.

Die Befestigung der Platine im Turm erfolgt mit einem dicken zweiseitigen Klebeband oder Heisskleber. Ein wichtiger Punkt ist die Zugentlastung. Da das Flachbandkabel leicht an den Lötstellen bricht, muss darauf geachtet werden, dass das Kabel an den Lötstellen nicht "arbeitet". Man kann selbstklebende Kabelschellen oder einfach nur Heißkleber verwenden, um das Kabel zu fixieren.

Irrer2

Die zweite Variante ist es die Platine zwischen Turm und BB zu stecken. Dann bietet es sich an eine "Reglerbuchse" auf Turmseite und ein kurzes Kabel mit einem Reglerstecker auf BB Seite zu verwenden. Passende Reglerstecker bietet die Firma segor, allerdings habe ich keine Quelle für die Reglerbuchsen gefunden, ich löte sie immer aus alten BBs aus. Es bietet sich an, die Platine in ein kleines Gehäuse zu packen.

Auch bei dieser Variante ist eine gute Zugentlastung des gelöteten Flachbandkabels sicher zu stellen.

Die Inbetriebnahme

Steckt man den Stecker in die Buchse 1 oder 2 der BB sollte die Led anfangen zu blinken.

IRRER erkennt automatisch neue und alte Regler, es gibt keinerlei Einstellungen zu treffen.

Und somit - war's das auch schon.

FAQ

Unterstützt IRRER einen Mischbetrieb von neuen und alten Reglern ? - Ja

Wie viele IRRER benötige ich bei Verwendung zweier Türme ? - Nach dem jetzigen Entwurf 2, aber eine Version bei der nur einer benötigt wird ist im Test.

Ist IRRER updatebar und wenn ja was benötigt man dafür ? - Ja. Die Software kann upgedatet werden. Man benötigt dafür entweder ein serielles Kabel der Firma FTDI oder eine Carrera PC Unit und eine MIN DIN 6 Buchse.