Časomíra pro RC modely - aneb jak s laserem na autíčka......
Autor: NovakO <@>, Téma: Elektronika (nejen) pro modeláře, Vydáno dne: 28. 01. 2008Stručný popis stavby časomíry pro modely RC aut, kterou lze s jednoduchými úpravami použít i pro jiné účely.
Přiznám se, že ke stavbě vlastí verze časomíry (pro RCK) mě inspirovala koupě a stavba časomír pro potřeby seriálu RC Hobby Rally Cup, kde se využilo stavebnice od Conrad. Protože mým koníčkem je mj. i elektronika, začal jsem se problematikou konstrukce jednoduché, levné (což je relativní pojem) a odolné časomíry zabývat - nejprve jen teoreticky (hledání podkladů, porovnávání, vymýšlení ap.), později hledáním různých stavebnic (internetové obchody ap.) a po odsouhlasení ostatními členy RCK i prakticky - vlastní stavba a zkoušky laserové časomíry (nejprve vzorek pro zkoušky a následně použitelná konstrukce). V současné době je hotový jeden kus sestavy laserové časomíry, výhled jsou celkem 3 ks, pracuji také na „výrobní“ dokumentaci celé stavby.
Původní představa časomíry byla jednoduchá, lehká a především rozebíratelná, případně skládací sestava, která nezabere v kufru auta skoro žádné místo a je možné ji na místě použití snadno sestavit a nastavit. Jak to však bývá, v průběhu stavby jsem musel z některých představ značně slevit (jednoduchost, skládatelnost, velikost....) a také praktické zkoušky ukázaly některé nedostatky původní myšlenky (pevnost konstrukce pro nastavení dráhy paprsku laseru ap.). Jak se nakonec celá konstrukce povedla ukáže až praktický provoz s modely.
Popis zařízení časomíry lze rozdělit na několik konstrukčních celků - mechanická konstrukce, laserová závora a stopky.
Stopky: Pro vlastní měření času jsou využity jednoduché (a levné) digitální stopky, v našem případě digitální hodiny se stopkami do auta, zakoupené na trhu nebo „u vietnamců“, kus řádově za 50 Kč. Výška číslic je asi 1cm, hodinky umí kromě času (formát 12/24hod.) a stopek také datum a alarm. Pro účely časomíry byly stopky upraveny - kontakty tlačítka start / stop jsou vyvedeny na doplněný konektor (jack 3,5mm - vybrán pro své rozměry vhodné pro zabudování), ostatní funkce jsou ovládány standardně tlačítky, zůstala také zachována možnost ručního ovládání tlačítky start / stop. Při použití v časomíře se musí ručně hodiny přepnout do režimu stopek, jejich spuštění a zastavení je ovládáno výstupním relé závory (první průjezd modelu spustí měření času, druhý průjezd měření zastaví), vynulování údaje se provádí opět ručně – základem zvoleného systému byla jednoduchost zapojení a ovládání.
Laserová závora: Původní návrh - optická závora - byl nakonec nahrazen laserovou závorou (stavebnice Flajzar, verze pro venkovní provedení, cena 550Kč + 5 Kč zrcátko), která by měla být odolnější proti rušivým vlivům (okolní světlo a jiné), při využití laseru v pulzním režimu dokonce i proti osvícení laserovým ukazovátkem! Cena byla oproti optické závoře mírně vyšší, ale její výhody (mj. i jednodušší konstrukce) jasně převažovaly. Celá konstrukce závory je řešena na dvou DPS (laserový vysílač a řídící procesor s přijímačem a výstupním relé), které jsou umístěny v samostatných plastových krabičkách 48x43x22mm, mimo krabičky je umístěna napájecí baterie (původně napájení 12V - např. Pb akumulátor, po úpravě 9V baterie), odrazné zrcátko je nalepeno na plexi krabičce 70x40x25mm - při jeho použití odpadá nutnost samostatného napájení laserového vysílače.
Oproti původní konstrukci muselo být změněno i výstupní relé - pro obrácení logiky spínání - stopky potřebují pro svou funkci spínací pulsy. Celou funkci závory řídí naprogramovaný mikroprocesor PIC, který ovládá kromě režimu laseru (trvalý / pulzní režim) také spínání výstupního relé (trvale / mžikově). Použitím procesoru je zařízení konstrukčně jednodušší (menší počet součástek – větší spolehlivost) a použitím laseru pro venkovní použití i odolnější. Výrobce udává spolehlivou funkci závory (bez optiky) asi 50m – pro účely RC modelů více než vyhovující – šířka průjezdu je konstrukcí časomíry dána na 60cm. Více informací nejen o laserové závoře najdete na www.flajzar.cz.
Mechanická konstrukce: Zkušební vzorek byl testován 29.12.2007 v nepomucké hale při „malosilvestrovském ježdění“ s RC auty. Původní konstrukce byla umístěna na pásu z plexiskla 5mm o délce 1m (průjezdní šířka asi 50cm), na koncích byly umístěny zrcátko a obě čidla spolu s napájením (9V baterie pro ověření doby provozu), jako kryty sloužily plastové kryty z časových relé (s otvory pro paprsek laseru). Celek byl textilní páskou přilepen k podlaze haly. Vzorek fungoval k naprosté spokojenosti, doba provozu min.3 hod. trvalého chodu (pro praktické použití se uvažuje kratší provoz) a tato doba byla ještě omezena spínací schopností použitého relé (12V, pro další použití bude nahrazeno 5V relé), laser s vyhodnocením fungoval dále. Tato konstrukce dobře fungovala na pevné a rovné podlaze, pro použití v terénu (bez nutnosti složitějšího nastavování svitu laseru) bylo nutno použité plexi (malá tuhost ve svislém směru) nahradit odolnějším materiálem.
Konečná verze závory je umístěna na 3 ks Al profilů 20x10x970mm (původně konstrukce přístřešku ke karavanu), správný tvar na koncích udržují dvě sklotextilové základny 160x100x4mm, na ně se pak připevňují dva „domečky“ s vlastním zařízením závory. „Domečky“ jsou tvořeny obrácenou plastovou (plexi / plast) dózou Plastimat 600ml (používá se např. na skladování mouky ap.), víko dózy tvoří základnu pro sestavu čidel s napájením (jedna strana závory) a sestavu odrazného zrcátka (druhá strana), dno dózy tvoří jednak „dešti odolný“ a „snad modelům odolný“ kryt a také jako stojan pro umístění stopek (samolepící suchý zip). Zkouškou byla ověřena funkce laseru i přes plexi dózy, odpadá tak nutnost zhotovení otvorů pro paprsek laseru - celek je tak více odolný případnému dešti, vlastní stopky lze proti dešti chránit nasazením plastového sáčku (stopky nejsou vodotěsné, v sáčku lze zachovat funkčnost tlačítek). Vysílací a přijímací modul jsou umístěny nad sebou (se společným napájením), sestava zrcátka je upevněna stavitelnými šrouby (distanční sloupky M3 pro upevnění DPS) pro snadné seřízení trasy paprsku laseru. Pro snadnější přejíždění modelů přes Al profily je mezi „domečky“ (šířka průjezdu 60 cm) umístěn jakýsi přejezd z „komůrkového plastu“ (colorplast, air-core ap.), který je v místech nájezdu a sjezdu ohnutý k zemi a toto ohnutí drží ve správné poloze textilní páska – funkčnost tohoto „přejezdu“ bude ještě třeba ověřit v praxi. Celou sestavu laserové závory lze k zemi připevnit např. vruty (nebo hřeby) přes otvory na koncích a uprostřed Al profilů, při použití v hale ap. se počítá s připevněním textilní páskou. Obsluhu stopek lze ještě usnadnit použitím stojánku pro stopky (stativ, stojan z plast.trubek ap.), stopky se s závorou propojí prodlužovacím kabelem jack-jack 3,5 – zatím pouze v návrhu.....
A nakonec ještě cenová rekapitulace (na 1 ks sestavy) : Laserová závora (externí) + zrcátko 1 ks / á 555 Kč 555 Kč Stopky 1 ks / á 50 Kč 50 Kč Relé, kabely, konektory, baterie ap. ~ 120 Kč 120 Kč Dóza (Plastimat 600ml) 2 ks / á 30 Kč 60 Kč Spojovací materiál ap. ~ 15 Kč 15 Kč Celkem (bez poštovného, práce a nekupovaného materiálu....) 800 Kč
Přiznám se, že ke stavbě vlastí verze časomíry (pro RCK) mě inspirovala koupě a stavba časomír pro potřeby seriálu RC Hobby Rally Cup, kde se využilo stavebnice od Conrad. Protože mým koníčkem je mj. i elektronika, začal jsem se problematikou konstrukce jednoduché, levné (což je relativní pojem) a odolné časomíry zabývat - nejprve jen teoreticky (hledání podkladů, porovnávání, vymýšlení ap.), později hledáním různých stavebnic (internetové obchody ap.) a po odsouhlasení ostatními členy RCK i prakticky - vlastní stavba a zkoušky laserové časomíry (nejprve vzorek pro zkoušky a následně použitelná konstrukce). V současné době je hotový jeden kus sestavy laserové časomíry, výhled jsou celkem 3 ks, pracuji také na „výrobní“ dokumentaci celé stavby.
Původní představa časomíry byla jednoduchá, lehká a především rozebíratelná, případně skládací sestava, která nezabere v kufru auta skoro žádné místo a je možné ji na místě použití snadno sestavit a nastavit. Jak to však bývá, v průběhu stavby jsem musel z některých představ značně slevit (jednoduchost, skládatelnost, velikost....) a také praktické zkoušky ukázaly některé nedostatky původní myšlenky (pevnost konstrukce pro nastavení dráhy paprsku laseru ap.). Jak se nakonec celá konstrukce povedla ukáže až praktický provoz s modely.
Popis zařízení časomíry lze rozdělit na několik konstrukčních celků - mechanická konstrukce, laserová závora a stopky.
Stopky: Pro vlastní měření času jsou využity jednoduché (a levné) digitální stopky, v našem případě digitální hodiny se stopkami do auta, zakoupené na trhu nebo „u vietnamců“, kus řádově za 50 Kč. Výška číslic je asi 1cm, hodinky umí kromě času (formát 12/24hod.) a stopek také datum a alarm. Pro účely časomíry byly stopky upraveny - kontakty tlačítka start / stop jsou vyvedeny na doplněný konektor (jack 3,5mm - vybrán pro své rozměry vhodné pro zabudování), ostatní funkce jsou ovládány standardně tlačítky, zůstala také zachována možnost ručního ovládání tlačítky start / stop. Při použití v časomíře se musí ručně hodiny přepnout do režimu stopek, jejich spuštění a zastavení je ovládáno výstupním relé závory (první průjezd modelu spustí měření času, druhý průjezd měření zastaví), vynulování údaje se provádí opět ručně – základem zvoleného systému byla jednoduchost zapojení a ovládání.
Laserová závora: Původní návrh - optická závora - byl nakonec nahrazen laserovou závorou (stavebnice Flajzar, verze pro venkovní provedení, cena 550Kč + 5 Kč zrcátko), která by měla být odolnější proti rušivým vlivům (okolní světlo a jiné), při využití laseru v pulzním režimu dokonce i proti osvícení laserovým ukazovátkem! Cena byla oproti optické závoře mírně vyšší, ale její výhody (mj. i jednodušší konstrukce) jasně převažovaly. Celá konstrukce závory je řešena na dvou DPS (laserový vysílač a řídící procesor s přijímačem a výstupním relé), které jsou umístěny v samostatných plastových krabičkách 48x43x22mm, mimo krabičky je umístěna napájecí baterie (původně napájení 12V - např. Pb akumulátor, po úpravě 9V baterie), odrazné zrcátko je nalepeno na plexi krabičce 70x40x25mm - při jeho použití odpadá nutnost samostatného napájení laserového vysílače.
Mechanická konstrukce: Zkušební vzorek byl testován 29.12.2007 v nepomucké hale při „malosilvestrovském ježdění“ s RC auty. Původní konstrukce byla umístěna na pásu z plexiskla 5mm o délce 1m (průjezdní šířka asi 50cm), na koncích byly umístěny zrcátko a obě čidla spolu s napájením (9V baterie pro ověření doby provozu), jako kryty sloužily plastové kryty z časových relé (s otvory pro paprsek laseru). Celek byl textilní páskou přilepen k podlaze haly. Vzorek fungoval k naprosté spokojenosti, doba provozu min.3 hod. trvalého chodu (pro praktické použití se uvažuje kratší provoz) a tato doba byla ještě omezena spínací schopností použitého relé (12V, pro další použití bude nahrazeno 5V relé), laser s vyhodnocením fungoval dále. Tato konstrukce dobře fungovala na pevné a rovné podlaze, pro použití v terénu (bez nutnosti složitějšího nastavování svitu laseru) bylo nutno použité plexi (malá tuhost ve svislém směru) nahradit odolnějším materiálem.
A nakonec ještě cenová rekapitulace (na 1 ks sestavy) : Laserová závora (externí) + zrcátko 1 ks / á 555 Kč 555 Kč Stopky 1 ks / á 50 Kč 50 Kč Relé, kabely, konektory, baterie ap. ~ 120 Kč 120 Kč Dóza (Plastimat 600ml) 2 ks / á 30 Kč 60 Kč Spojovací materiál ap. ~ 15 Kč 15 Kč Celkem (bez poštovného, práce a nekupovaného materiálu....) 800 Kč