Уважаемые коллеги!

Обратились ко мне с местной станции юных техников с просьбой оборудовать их карты системой хронометража простой.

Самое простое что мне в голову пришло - это использовать AVR в режиме таймера и время круга в памяти сохранять да после заезда сбрасывать хотя бы через СОМ порт. Дешево и сердито.

Но есть одна проблема - никак не могу подобрать датчик, который будет определять прохождение картом линии старта/финиша.

Линия может быть любой - т. либо провод или рамка, либо металлическая полоса, либо просто краской нанесена линяя широкая. Какую выберем - такая и будет.

Расстояние от датчика до поверхности - порядка 50 мм.

Самое главное - что бы датчик был как можно дешевле не в ущерб надежности. Выходной сигнал - релейный.

Подскажите, что взять в качестве датчика и в качестве линии старта/финиша использовать?
Интересует как готовое решение, так и схема для самостоятельной сборки - в общем то безразлично.
Основной вопрос - это цена вопроса Так как организация не сильно богатая....

Сразу напрашивается УЗ пищалка на одном "конце" и приемник на другом, который по скачку доплеровского сдвига вычисляет момент пересечения. По идее, может и AVR справиться, если уж совсем нахаляву. Но лучше уж что-то хотя бы с минимальными DSP-способностями, чтобы можно было пару цифровых фильтров организовать.

2 GrayCat: спасибо, но боюсь что это не то немножко.

Желательно что бы датчик выдавал релейный сигнал "вкл/откл" при пересечении линии.

Я сам думал в сторону индуктивных датчиков и металлической полосы, но те что есть в каталогах - работают на дистанции 20 - 30 мм. Да и стоят несусветных денег.
А мне бы чего подешевле и с дистанцией срабатывания 50 - 60 мм...

Может у кого есть схемка на "рассыпухе" чего то подобного?

Может быть, использовать лазерную указку в качестве источника, а фотоприемник с обработкой на линии старо-финиш ? Или все наоборот.

Не годиться.
Потому что картов на трассе больше чем один. И может получиться так, что один другому луч перекроет.
Т.е в любом случае надо считывать "метку" положенную на асфальт и все вешать на карт, т.е каждый карт должен обсчитывать сам себя, не завися от других...

Вкопать рельс и акселерометр на карт!
А серьезно , датчик приближения к металлу, видел когда-то схему в "Радио", если интересно- поищу.

С благодарностью приму ссылку или схемку.

А что до рельса - так там и датчик не нужен будет
Все "пятой точкой" уловиться.

ИМХО сейчас дешевле сделать что-нибудь из ширпотребной техники, чем городить на рассыпухе радиолюбительские схемы.
Посмотрите в сторону RFID.

К сожалению , там очень здоровенная катушка, но может удастся повысить частоту и уменьшить ее.
И из описания непонятно, на каком растоянии оно срабатывает.

Как идея... В Китае при въезде на платные скоростные трассы стоят шлагбаумы. Так вот, на машинах стоят приборчики с картами. Подъезжая к шлагбауму, примерно на расстояние 1-2м, система срабатывает и шлагбаум открывается, с карты снимаются деньги. Приборчики эти разбирать не приходилось. Но думаю что это не RFID. Скорее всего стоит маломощный передатчик и у системы свой протокол общения.

Есть устройства на ПАВ, которые облучаются радиоимпульсом, а переизлучается битовая информация (последовательность радиоимпульсов), заложенная в датчике. В Германии таким образом контролируют железнодорожные перевозки (датчики на вагонах закреплены) (со слов разработчика устройств ПАВ)

Как идея для юных техников:


Это у нас в универе сделали табло для карта, на котором показывается скорость, ускорения (крестик), позиция педали, а также температура тормозных колодок.
Соответственно сенсоры разные тоже были установлены на ось, перед колодками и на тросике газа...

Штука совсем не плохая, для тренировок то самое оно. Хотя методологически правильнее показывать не направление ускорений, а численно время разгона до определенной скорости. Да и карт - прокатный, без коробки. Если говорить про спортивный картинг - нужно индицировать какая передача включена. Ну да ладно...
Вернемся к моей задачке - есть ли какие идеи?

Собственно есть обратная задача, определить наличие автомобиля в стартово-финишном створе. Причем автомобиль может стоять, может двигаться. Использовали лазерный датчик видимого диапазона с отражателем на другой стороне створа. При испытании на грунте очень много ложных срабатываний из за пыли. Какие еще можно использовать методики. Идентификация не нужна. На автомобиль клеить-раздавать метки тоже нежелательно.

Что-нибудь типа трансформатора с открытой магнитной системой (вкупе с железной полосой под поверхностью трека)? Могут, правда, мешать трубы под трассой, но это решаемо...

Та вот под поверхность закапывать не хочется, ибо у нас комплекс мобильный, в грунт-то мы закопаем, а вот в асфальт

"Ложные срабатывания" - это, как я понимаю, ложное обнаружение автомобиля там, где его нет ? Или наоборот, автомобиль ушел, а сигнал не появился ? В первом случае я бы попробовал использовать отдельные передатчик и приемник, чтобы именно "честно" на просвет (однократный), с модулированным сигналом. Что-то типа модулей ИК ДУ. Да и во втором случае, полагаю, увеличив апертуру, можно снизить потери в пыли. Иначе подумать о датчике магнитного поля или импульсном металлоискателе (но тут время реакции будет чуть хуже). Еще вариант - ультразвуковой (кстати, на автоматических железнодорожных переездах сейчас начали использовать) или микроволновый. Парктроник какой-нибудь (но, опять же, строгое пересечение линии - это, боюсь, только оптика).

Именно. Насчет парктроника думаем, но те, которые доступны - полтора метра максимум. Может на планке над машиной подвесим. Есть известные ультразвуковые датчики на 3-5 метров, так чтоб не вылазили за $50-60 - полскажите. Насчет импульсного металлоискателя - в субботу будем пробовать. Возможно будем как-то комбинировать оптику и металлоискатель.

У меня во дворе автоматические ворота стоят - там инфракрасный датчик на отражении. Годами без проблем работает. Может в этом направлении подумать?

нарисуй белую полосу поперек трасы и поставь фотодатчик - дешево и сердито

делай так...прочерти лазером промодулированым частотой 30кГц полосу...чертилка на двигателе с зеркальцем...приемник ставь на машинке...частоту 30 кгц видят телевизионные фотоприемники...

В таком ценовом диапазоне можно и готовый ультразвуковой дальномер расковырять (если для штучного изделия). А так - играться с ультразвуковыми излучателями-микрофонами. Когда-то прибор охранной сигнализации "Фикус" с датчиками такого типа регистрировал допплеровский сдвиг при отражении от объекта (тела человека) метров так с пяти-шести точно. А тут - металл. Полагаю, что пойдет первый попавшийся ширпотреб...

Ультразвук точно не катит. Это же карты - слишком крутые уровень и спектр акустических шумов. Вряд ли удастся выделить полезный сигнал с достаточной надежностью (за приемлемую цену, ессно...)

а что может шуметь в карте на частоте, скажем, 40кГц? а УЗ-приемник - вещь избирательная

А Вы попробуйте... Мои попытки применить УЗ на штуковине типа БПЛА провалились прежде всего по этой причине. Правда, может быть и руки не оттуда...

эхолоты работают на моторных лодках?

Да, действительно, но в воде все проще...УЗ сонар на подводном роботе получился без особых проблем. Там, правда, не 40kHz было, а 200, ну и подороже несколько.

индукционные методы с металлической полосой на дороге или ультразвуковой дальномер в данном случае (когда нужно разделять сигналы от нескольких источников) достаточно непростыми получатся. мне кажется самый простой вариант для этой задачи - общий УЗ-излучатель на линии старт-финиша и приемники на каждом карте с частотным детектором, работающие на эффекте Допплера
по сигналу стартера УЗ-передатчик начинает излучать сигнал и загорается "зеленый". приемник детектирует этот сигнал и начинает отсчет времени круга (с места). в момент изменения частоты приемник заканчивает отсчет
для измерений времени "с хода" начало и окончания отсчета определяются моментами изменения частоты

Там нет такой пыли, как на грунтовом участке ралли. На асфальте у нас оптика работает

Сдесь во время пыльных бурь ворота с пяти метров не видны, а открывалка - ничего, работает.

делали проще, генератор 10-30кгц и "рамка" из провода ПУНП 2х1,5мм натягивается на линии, закрепляется на краях асфальта... также закрепляли и гвоздями с шляпкой, били прямо в асфальт между проводами... на карте в "бампере" хорошая катушка и на полевике усилитель, все это было на 176 серии...сейчас все легче сделать на МК...

Я бы посмотрел в сторону уже готовых датчиков которые используют спортсмены на соревнованиях. Чип пришнуровывается к кроссовку, а на финише нога касается линии типа магнитной рамки и данные считываются в комп.

Делал подобную засечку в прошлом веке

DSP тогда не знал, поэтому сделал "в лоб" - мнгоканальный приемник. Вообще-то идея содрана была с профессиональной засечки AMB чего-то там...

Датчик представляет из себя коробочку 55x45x20 мм, в ней 3 аккумулятора AA размером (сейчас можно одни литиевую банку) , и на 1533-й, кажется, серии генератор несущей кв- диапазона 3-8Мгц, и модулятор AM 4 Кгц, кажется. антенна- настроенная в резонанс нескольковитковая дорожка по периметру платы. От одной зарядки датчик работал трое суток, включался геркончиком (магнит был на посадочном месте на карте.)
Практически зарядки датчика хватало на неделю-две (на ночь их снимали).

Приемная антенна- петля прямоугольная ленточного кабеля, с разъемами на концах, десять витков получалось или вроде того.. Датчик ловился за полтора метра, практически расстояние было сантиметров 40...

В приемнике- общий усилитель, потом множество ( у меня было 20каналов) фильтров ВЧ- детекторов- фильтров на 4Кгц. с триггерами Шмидта на выходе. Далее шифратор и- на LPT- порт, комп делал распечатку заездов...

Главная идея была в фильтрах ВЧ- это просто усилитель с кварцем , на транзисторе или логическом элементе. Соответственно покупал кварцы попавшиеся в списках парами, с разносом килогерц 200-300.