Egen bilbana från grunden

[ecenier]

Det var nog i samband med att jag läste inlägg från Erik M här på forumet jag började intressera mig för att göra en egen bilbana.

Min plan var att fräsa en bana på en MDF-skiva och tejpa koppartejp längs det frästa spåret som då ska ge ström till bilarna.
Eftersom jag inte har lust att uppfinna hjulet helt från början så tänkte jag göra banan kompatibel med Scalextric digital-bilar.

Jag tänkte alltså göra min digital, vilket betyder att jag kommer att kunna styra 6 bilar individuellt även om de kör i samma spår. Jag kommer dock att ha två spår och till en början inte ens möjligheten att byta spår, men planen är att även bygga växlar.

Nuvarande status:
Jag har fått en microprocessor skänkt till mig av en av mina forumfavoriter, Magnus_K. Tack Magnus_K!
Han skickad mig en PIC16F1789 som jag tänkte utgå från. Det har nu senare visat sig att jag troligen kommer att använda en PIC16F1829 som är som klippt och skuren för jobbet.

Programmet har jag skrivit i C och kompilerar med XC8.
Programmet kan idag växla mellan Digital och Analog mode. Den analoga moden ger då PWM:ad utsignal. I Analog mode är det möjligt att växla polaritet på koppartejpen, vilket i praktiken innebär att man kan köra både medurs och moturs.

Den digitala moden har stöd för programmerings-mode där man tilldelar en bil-ID till en kontroll.
Kontrollen kan styra 6 bilar oberoende av varandra, och begränsningen till 6 ligger i protokollet.
Jag kan använda standardkontrollers från scalextric digital.

PIC:en är kopplad till två kraftiga H-Bryggor, en till varje spår. På ebay heter modulen IBT-2 och använder sig av två BTS7960-kretsar. Modulen klarar 43A och 27V. Borde räcka långt. Varje spår kommer att ha separat spänningsmatning. Jag kommer att använda gamla överblivna laptop-adaptrar á 18,5V 3,5A.
Tidiga tester visar att 18,5V in i en Scalextric Digital-bil skala 1:32 är i överkant. Vid fullgas med bilen "på rygg" så slungas gummit i däcken ut så att radien på hjulen ökar markant Jag kommer troligen att ta ner spänningen med hjälp av några dioder till mer rimliga 12-15V Det är ju trots allt mina barn (3 och 5 år som ska köra).

Jag har också ritat ett eget kretskort som jag ska beställa vilken dag som helst. Just nu känner jag mig nöjd, men jag kommer troligen på något som behöver ändras igen

3mm notfräs, koppartejp och diverse skruv är inköpt.

Det kommer bilder etc. lite senare.

[ecenier]

Den röda 2d-varianten är beställd hos http://dirtypcbs.com.
Den nedersta 3d-bilden visar dock en lite tidigare variant.

Screen Shot 2015-11-13 at 22.09.47.png

Screen Shot 2015-11-13 at 22.10.21.png

v0.3-front-3d.PNG

======================

Här kommer även en bild på min fungerande prototypuppkoppling. Ingen skönhet direkt, men den fungerar

IMG_0806.JPG

======================
12mm 1,22x2,44m MDF grundmålad. Tänkte att det är lättare att måla först, fräsa spår och sedan måla det sista i spåren.

[Lennart Aspenryd]

Kul och intressant initiativ. Det digitala och trådlösa ger helt nya möjligheter till Bilbaneracing.
Verkar vara en bra start att undvika växlar från början, det kanske kan lösas från bilen som SCX gjorde!
Viktigt att kunna hantera power till en liten motor. Tänk gärna på att bygga banan lite, lite bredare så att du även kan köra 1:24 bilar. När det gäller banbygge finns grunderna hos OldSlotRacer OSR. http://oldslotracer.com/ Att ta det i etapper torde vara helt rätt. Lycka till.

Så här kul kan det bli

[MiaM]

Behöver man inte något mer än bara ett frässpår i MDF? Typ nån slags förstärkning av kanterna på spåret?

(Jag frågar alltså för att jag är nyfiken, det är inte en retorisk fråga)

[ecenier]

Det ska räcka med ett frässpår. Jag har inte läst om att det ska behövas någon annan förstärkning.

Det man behöver göra är att se till att måla alla exponerade ytor så att inte MDF:en sväller av fukt. Det är nog extra viktigt för mig eftersom jag tänkte ha den ute i en bod på landet. Det är under tak men ouppvärmt utrymme.

Du brukar ha många bra kommentarer och synpunkter MiaM. Titta gärna lite på mitt PCB och ge feedback om du har lust.

[Erik M]

Nejdå Mia, dels är trycket ganska lågt i sidled, dels fördelas trycket då (styr-)flaggan är 20-30mm lång och dels är ytlagret hårdare, både MDF'en själv men oxå hjälpt av lacklagren.

Om jag minns rätt har exempelvis LAsp gjort banor i både frigolit och dubbel wellpapp (kartong).

Den största faran är fukt, att MDF'en inte sväller.
Det största problemet är skarvarna, att få dem jämna.

Ett bättre, men dyrare och aningen mer svårfräst, material är expanderad polyuretan.
Det väger mindre och behöver inte lackas för bra och tilltalande yta och ger möjlighet till mer exakt fräsning.

Går man även nästa steg, att fräsa ner oxå rälerna (strömledarna) i form av förtent kopparfläta, blir fördelarna än större.
Samma gäller om man ger sig på att vilja ha möjlighet växla spår. Oavsett om bilen står för växlingen (SCXD) eller det styrs med växeltungor (övriga system).

[Lennart Aspenryd]

Hej Miam Kul att du frågar! Nej belastning är klart minimal, jag fräser banor i ett helt nytt, mycket intressant material och efter det att man slipat och målat slotet blir det inga problem.

I dina trakter finns det ju mycken intresse kring Slot Racing, om jag inte mins fel Bildades det en klubb FROG Ungefär Friendly racing of Gothenburg, ***!

***

Men sökningar ger svaren! Ha det gott. så har det gått en vecka igen!


strök lite /MadModder

[ecenier]

Kul och intressant initiativ. Det digitala och trådlösa ger helt nya möjligheter till Bilbaneracing.
Verkar vara en bra start att undvika växlar från början, det kanske kan lösas från bilen som SCX gjorde!
Viktigt att kunna hantera power till en liten motor. Tänk gärna på att bygga banan lite, lite bredare så att du även kan köra 1:24 bilar. När det gäller banbygge finns grunderna hos OldSlotRacer OSR. http://oldslotracer.com/ Att ta det i etapper torde vara helt rätt. Lycka till.

Så här kul kan det bli

Jag tänkte nog i första hand göra en digital bana, eftersom det är lite mer av en utmaning än att göra en analog PWM-baserad lösning.
Att göra det med trådlösa kontroller har jag nog inte riktigt planerat. Jag får se om det är något jag vill göra lite senare.

När det gäller växlarna så har jag en liten annan ide som jag klurar på om jag kan få till. Jag tänkte se om jag kan göra en växlar helt utan rörliga delar.
Det var en jobbkollega som gav mig iden, så jag får se om jag kan realisera den

Jag ska kolla in oldslotracer igen. Har hamnat där förut, och det är massa saker att läsa om där.

[Magnus_K]

Kul att höra att PIC:en kom till nytta.
Det ska bli väldigt roligt att följa ditt projekt (som vanligt). En av mina fjånkar börjar komma upp i ålder där hon nog kan hantera sånt här så jag kommer vara idel öra.

[ecenier]

Nu är PCB:erna färdigtillverkade och i ett DHL-paket på väg hem till mig från Kina. 3-9 dagar ska det ta.

[Micke_s]

Hade man inte kunnat bygga hela banan med kretskort?

[ecenier]

Dax för en uppdatering.

@Micke_s: Ett 2,4x1,2m PCB är i största laget

Samma dag som PCB:erna kom från kina, lödde jag ihop ett första kort för att se om det fungerar, och för att se vilka eventuella problem jag hade introducerat.

Problem 1.
Jag använder 6 stycken AD-kanaler och jag kunde se kraftig överhörning mellan närliggande efterföljande kanaler. Kanal 1 läckte över till Kanal 2. Kanal 2 läckte över till kanal 3 osv.
Det finns lite olika sätt att tackla det här problemet. Jag började med att öka samplingstiden från 1us till maximala 2us (i 32 MHz mode). Hjälpte föga.
Impedansen på kontrolleringången är 18kOhm, vilket är nästan dubbelt så mycket som är rekommenderat. Detta kan avhjälpas genom att lägga till en liten kondensator parallellt med varje AD-kanal. Testade även detta, men tyvärr fortfarande väldigt mycket överhörning.
Nästa försök var att öka samplingstiden. I 32MHz mode så är max samplingstid 2us. Ett byte till 16MHz gjorde att även 4us samplingstid kan åstadkommas. Detta hjälpte fullständigt. Ingen överhörning alls mellan kanalerna. Inte ens utan kondensatorn.

Problem 2.
AD-kanalerna utan kontrollers kopplade till sig har inte insignalen kortsluten till GND. Dessa ligger därför så klart och flyter. En flytande AD-kanal ger alla möjliga värden mellan 0 och 1023. Detta ställde till det vid programmering av kontrollerport<=>bil.
Det var enkelt att fixa genom att koppla en pinne på alla 2,5mm audio inputs till GND.

Problem 3.
Två av AD-kanalerna används även av PIC-programmeraren (ICSPDAT och ICSPCLK) för uppladdning av mjukvara. Eftersom lösningen av Problem 2 medför att två av pinnar kopplas hårt till GND om ingen kontroller är inkopplad, så medför det problem med programmeringen.
Man kommer runt problemet genom att koppla in två kontrollers på kontrollerport 1 och 2 och trycka in bromsen på båda (eller full trottel). Detta fungerar eftersom man då kopplar in ett 18kOhms motstånd mellan programmeringspinnarna och GND, och man kan då programmera PIC:en.
Det här problemet är också bara ett problem tills man är nöjd med mjukvaran. Nu är jag det snart, och kan därefter ignorera det här problemet.

Alltså, PCB:t var helt fungerande så när som på den detaljen att en av pinnarna på alla AD-ingångar behövde kopplas till GND (problem 2).
Jag är mycket nöjd!

Det som återstår nu är följande,
1. Hitta en bra kapsling till Styrkort och H-brygga.
2. Hitta en bra lösning till att i 6 stycken 1V-steg kunna sänka matningsspänningen från 18,5V till 12,5V. Förslag mottages gärna.
3. Hitta en bra banlayout och realisera den på min nymålade 12mm nymålade MDF

Bonussteg om jag orkar,
4. Det finns uttag på kortet för två IR-sensorer som jag tänkte använda för att räkna varvtider.
5. Det finns ett I2C-uttag på kortet som jag tänkte använda för att presentera varvtider.

Lite bilder.

Vridpotentiometrarna kommer att ersättas med fasta resistorer (16k).

IMG_0889.JPG

Bilen till vänster, H-bryggan i mitten (IBT-2) och mitt röda styrkort.

IMG_0888.JPG

IMG_0885.JPG

Jag återkommer.

[Erik M]

Coolt som bara den!

[ecenier]

Ny uppdatering.

Den här gången handlar det om att få in allt i en låda. Jag valde en ganska rymlig låda så att jag slipper att klura för mycket på placering av moduler. Den här köpte jag, http://www.electrokit.com/fb09-apparatl ... -gra.52315

Det är på landet jag har alla bättre verktyg för att t.ex. göra vettiga hål för knappar och uttag osv.
Tyvärr är utrymmet där alla verktyg är, helt ouppvärmt och oisolerat. Jag fick stå ute och huttra i -6°C.
Det var med stela fingrar jag borrade, sågade och filade.

Här är nuvarande resultat där jag nästan är klar med alla hålen.
Här ser man två H-bryggor, min digitala kontrollenhet, ingångar för spänning, Säkringshållare, Plats för 4 LED:ar.

IMG_0977.JPG

När man tittar på fronten så ser det ju lite konstigt ut med fötterna uppåt, en massa hål och kylflänsar som sticker upp. Ja, det är mycket som pågår där uppe på locket
Men tanken är att boxen ska sitta under kanten på den utfrästa bilbanan, lite vinklad uppåt, så det kommer inte att göra något. Dessutom blir numreringen av de digitala kontroller-ingångarna uppräknade från vänster till höger vilket jag tycker är mer logiskt.
De sex hålen till vänster på fronten är de 6 ingångarna för de digitala handkontrollerna. De två första hålen är lite separerade från de efterföljande fyra. Det är för att tydliggöra att det är de två som även används i Analog mode.
De 4 svarta plupparna till höger är LED-hållare för LED:arna. Första LED-paret indikerar Digital eller Analog mode. Andra LED-paret indikerar Normal eller Programmering i Digital mode respektive Medurs eller Moturs race om man är i Analog mode.
Ratten under är för att styra spänningen ut från en DC-DC stepdown converter. Utspänningen från den matas in i H-bryggorna, för att kunna ställa in maximala maxhastigheten på bilarna.

IMG_0975.JPG

Här är baksidan av lådan där man kan se säkringshållarna. En för varje H-brygga.

IMG_0976.JPG

Det som återstår att göra i boden innan helgen är slut;
-Hål för en digital display som visar spänningen på railsen. Liknande denna, http://www.ebay.com/itm/DC-0-30V-Voltme ... xydlFS1~oI
-Hål för kablaget som ska gå från H-bryggorna till railsen på bilbanan.
-Hål för knappen som ändrar Digital/Analog och CW/CCW och Normal/Programming mode
-Hål för en ON/OFF-knapp

Sedan borde det bara vara att löda/koppla klart allt och skruva igen lådan.
Mer om det i nästa inlägg.

[hanzibal]

Ser fint ut!

Samma låda som jag använder till min dassmusik men skillnad att min är svart och står med fötterna på jorden

Borra och såga är det tråkiga med lådor, även i rumstemperatur. Dock skaffade jag en håltag för plast liknande denna. Funkar jättebra och gör livet enklare vid håltagning.

Var hittade du den vita modellen av lådan? Stod ju ovan