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Heute habe ich die Spendenbescheinigung bei Witthoff abgegeben.
Ich fände es noch ein schönes Zeichen, wenn wir ein Dankschreiben verfassen und zusammen mit dem ersten Zwischenbericht abgeben 
Freiwillige vor!
Was haltet ihr hiervon:
Sehr geehrtes Witthoff-Team,
mit diesem Schreiben möchten wir uns ganz herzlich für Ihre Spende der Carrera-Bahn bedanken.
Sie ist eine große Unterstützung für uns, denn nun können wir loslegen und das Projekt verwirklichen. Anbei haben wir eine Dokumentation sowie Fotos der ersten Schritte angefügt, sodass Sie sich selbst ein Bild davon verschaffen können, wie die Bahn eingesetzt wird.
Wir freuen uns auf die weitere Kooperation mit Ihnen und sind gespannt darauf, wie das fertige Projekt von den Güterslohern aufgenommen wird.
Mit den besten Grüßen,
Makerspace Gütersloh e.V.
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@Tim: Schönes Schreiben. Hab es mal etwas überarbeitet. Generell kommt im deutschen kein Komma hinter den Gruß.
Sehr geehrtes Spielwaren Witthoff Team,
wir bedanken uns ganz herzlich für die Spende der Carrera-Bahn.
Sie ist eine große Unterstützung für uns, denn nun können wir loslegen und das Projekt verwirklichen. Eine Dokumentation sowie Fotos der ersten Schritte haben wir für Sie beigelegt, sodass Sie sich selbst ein Bild von den Fortschritten beim Bau der Bahn machen können.
Wir freuen uns auf die weitere Kooperation mit Ihnen und sind gespannt darauf, wie das fertige Projekt von den Güterslohern aufgenommen wird.
Mit besten Grüßen
Ihr Team vom Makerspace Gütersloh
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Eine mögliche Zusammenfassung des bisherigen Fortschritts:
Dokumentation der aktuellen Projektsituation der ‘MarioKart-CarreraBahn’
Etappe 1:
Minimal-Testaufbau mit einem Auto, Blackbox und zwei Streckenteilen. Das Ziel ist hier zunächst die Verbindung zwischen Steuerung und Auto herzustellen.
18.09.2020
An diesem Tag bekamen wir eine ‘Carrera Digital 143 HighwayChase’ vom Spielwarengeschäft Witthoff in Gütersloh gespendet. Zunächst wurde das Ansteuerungsprotokoll der Autos untersucht.
Hierzu schauten wir uns den Spannungsverlauf der Stromschienen in der Bahn mittels Oszilloskop und DigitalAnalyzer an. Wir stellten fest, dass die Ansteuerung der Autos auf dem Manchester-Code basiert. Deshalb wurde ein entsprechender Codierer verwendet, den wir anschließend auf einem kurzen Streckenstück testeten. Es gelang hierbei die Autos gezielt anzusteuern und ihnen eine individuelle Geschwindigkeit zuzuweisen.
Wir orientierten uns bei diesen Schritten an:
http://wasserstoffe.de/carrera-hacks/protocol-encode/index.html
http://slotbaer.de
19.09.2020
Für die Verbindung der Carrera-Bahn mit der Spielmechanik von Mario-Kart ist es entscheidend, dass die Effekte eingesetzter Items erst bei Kontakt mit einem Fahrzeug auftreten. Hierzu benötigen wir ein System zur genauen Positionsermittlung der Autos. Um dies zu realisieren, werden entlang der Strecke IR(Infrarot)-Phototransistoren angebracht, die ein vorbeifahrendes Auto detektieren. Da die Autos des ‘143er Digital Carrera‘-Systems schon mit einem IR-Sender ausgestattet sind, mussten wir uns hier nur um die Empfängerseite des Signals kümmern. Durch die Messpunkte lässt sich die Position der Autos an einzelnen Orten bestimmen. Für die Bereiche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten ist allerdings eine Interpolation der Fahrzeugposition notwendig. Diese kann auf zwei verschiedenen Wegen realisiert werden: Einerseits besteht die Möglichkeit, die Autos mit Geschwindigkeitssensoren auszustatten und aus den ermittelten Daten zur Geschwindigkeit die Position in Abhängigkeit von der Zeit seit dem Durchfahren des letzten Messpunkts zu bestimmen. Auf der anderen Seite steht uns die durch den Programmcode im Manchester-Code übermittelte Sollgeschwindigkeit der Fahrzeuge zur Verfügung, deren Werte wir in eine Realgeschwindigkeit umrechnen können. Da die zweite Variante technisch einfacher umzusetzen ist, haben wir uns hierfür entschieden.
Der Manchester-Code ermöglicht es, Sollgeschwindigkeiten von ‘0’ bis ‘15’ an die Autos zu übermitteln. Um zu erfahren, welche Geschwindigkeit die Autos bei einer bestimmten Sollgeschwindigkeit tatsächlich aufweisen (→ Realgeschwindigkeit), waren Geschwindigkeitstest notwendig. Diese führten wir für die drei Fahrzeugtypen des ‘HighwayChase’-Sets zunächst auf einer Geraden durch.
20.09.2020
Im Anschluss an die Tests des Vortags wurden heute auch entsprechende Tests auf einer Kreisbahn mit ca. 20 cm Außenradius durchgeführt. Wir stellten fest, dass die Realgeschwindigkeiten der einzelnen Fahrzeuge deutlich verringert wurden. Zudem war in jedem Fall eine Sollgeschwindigkeit von mindestens ‘4’ notwendig, damit die Fahrzeuge überhaupt fuhren. Eventuell müssen auch Beschleunigungseffekte für die Berechnung der Geschwindigkeit mit einbezogen werden. Da es uns aber letztendlich darauf ankommt, dass wir die Position der Autos (nur) so genau bestimmen können, dass es für den Spieler scheint, als ob die Effekte von Items positionsgenau wirkten, lässt sich die Notwendigkeit von zusätzlichen Beschleunigungstests erst nach Tests mit Items und fahrenden Autos abschätzen.
01.10.2020
Zunächst verfügte unser System nur über 16-bit-Timer, mit denen lediglich Zeitintervalle von ca. 0,07 s gemessen werden können (2^16 / 1.000.000), welches keinesfalls für einen kompletten Rennverlauf ausreicht. Durch die Kombination zweier 16-bit Timer wurde ein 32-bit-Timer konstruiert, der es ermöglicht ein Zeitintervall von ca. 1 h und 12 min (2^32 / 1.000.000) zu bemessen.
Daneben wurde heute die Detektion der Autos an einem IR-Messpunkt untersucht. Die schon erwähnten IR-Sender, über die jedes Auto verfügt, senden ein IR-Signal aus, welches der jeweiligen Fahrzeug-ID entspricht. Hierdurch sollte es möglich sein, an einem gegebenen Messpunkt auszusagen, welches Auto ihn gerade passiert.
Siehe hierzu: http://www.wasserstoffe.de/carrera-hacks/infrarot-erkennung/index.html
Bei unseren Tests ergab sich allerdings, dass nicht nur das spezifische Auto, sondern gelegentlich auch die anderen Autos erkannt wurden. Möglicherweise hängt dies mit Störsignalen zusammen, die beim Fahren eines Autos über die Schienen ausgesendet werden und mit dem Signal, das von den IR-Detektoren ausgeht, interferieren. Dieses Problem ließe sich in diesem Fall durch die Verwendung eines abgeschirmten Kabels beim Ausgang der IR-Detektoren beheben.
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Schöne Doku! Sehr vorbildlich!!
Zu 19.09.: Bei Variante 2 sollte noch ausgeschlossen werden, dass sich die Sollgeschwindigkeiten der verschiedenen Autos sich bei den verschiedenen Stufen nicht unterscheiden.
Zu 01.10.: Zur Vermeidung von Störsignalen hat sich in der Praxis auch eine Symmetrische Signalübertragung bewährt. Nur mal so als Denkanstoß. Seid ihr denn sicher, dass es sich um eine Störung handelt? Wenn ich das richtig interpretiere meßt ihr das IR-Signal während sich das Fahrzeug bewegt. Meßt ihr eventuell nur einen Teil des Signals?
Bei der Dokumentation würde ich außerdem die bereits vorhandene Projektbeschreibung vorne einbinden und alle geplanten Etappen nennen.
Ich halte das Forum für schlecht geeignet um eine Dokumentation zu verfassen und diese zu evaluieren. Ein Markdown-Dokument im bereits für das Projekt angelegte Git-Repository würde sich da anbieten.
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Was genau meinst du mit dem ersten Punkt?
Zu Punkt 2:
Natürlich wäre eine differntielle Übertragung schöner. Das Problem dabei ist nur, das wir recht viele (ca. 50) Messpunkte haben und ich den Schaltungsaufwand deshalb gerne möglichst klein halten möchte. Das „Signal“ besteht aus einem einfachen Rechteck, dessen Frequenz sich je nach Auto unterscheidet.
Insofern reicht es nur einen kleinen Teil des gesamten Signals zu empfangen.
Ich gehe davon aus, dass es eine Störung ist, da die Probleme nur auftreten wenn die Motoren der Autos unter last laufen.
Die Zwischenberichte an Witthoff sollen wir per E-Mail schreiben. Gerne mit vielen Bildern
Was haltet ihr davon die verschiedenen Schritte am Ende auf einem Poster zu dokumentieren?
Dies könnte dann auf einem Flipchart Ständer neben der fertigen Bahn präsentiert werden und bietet die Möglichkeit mit interessierten Passanten darüber zu sprechen wie die Bahn entstanden ist.
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Bei der geplanten Umrechnung der Soll-Geschwindigkeit in eine Real-Geschwindigkeit stellt sich mMn die Frage, ob die Umrechnung für alle Fahrzeuge gleich ist oder ob sich die Fahrzeuge in der Geschwindigkeit der Stufen unterscheiden. Bei letzterem müssten alle Fahrzeuge ausgemessen werden und die Real-Geschwindigkeit separat für jedes Fahrzeug mit den Jeweiligen Werten berechnet werden.
Ja die Geschwindigkeiten sind unterschiedlich. Deshalb haben wir alle Autos seperat gemessen.
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