Ночные гонки - электронный тренажёр

В снежные бури или плотный дождь, в ночное время водители чаще всего совершают аварии, виной всему потеря ощущения края дороги. Разделительные полосы при таких условиях не всегда просматриваются. В городской зоне по краю дороги установлены бетонные заграждения или бордюры, которые создают дополнительную аварийность при наезде на них. Если современные автомобили снабдить лазерными устройствами считывания полос при их пересечении, с подачей на приборном щите автомашины светового и звукового сигнала, то ездить можно и с закрытыми глазами. В ночное время видимость трассы снижается, в поле зрения попадает только то, что освещено фарами, при встречном транспорте ослеплённый водитель вынужден снижать скорость, чтобы успеть совершить маневр при наличии препятствия.

Электронный тренажёр - «Ночные гонки» представляют собой электронную схему оптической «мышки» от компьютера с добавочным устройством в виде блока питания и пульта управления движением со счётчиком ошибок.
Игра представляет небольшой тренажёр по совершенствованию навыков виртуальной езды в тёмное время суток.

 Цель игры - это развитие реакции, собранности, чувства края дороги, степень риска при грамотном пользовании автотранспортом.. В электронной схеме игры заложены ограничения при движении по трассе и при случайном пересечении разделительной полосы или наезде на препятствия, возникает световой и звуковой сигнал предупреждения. Информация о движении отражается на цифровом дисплее в виде количества ошибок и светового сигнала остановки гонок. Реалистичность гонок дополняется наличием в управлении движением : регулятора скорости с переключением направления движения «Вперёд-назад», положением поворота «Влево -вправо», электронного устройства определения разделительной полосы и препятствия впереди автомашины, звуковой сигнал аварийной ситуации.

Стенд гоночной трассы представляет собой участок автотрассы, выполненный компьютером или простыми фломастерами на бумаге: край дороги, мосты, лес и дома прорисовываются в плоскости или выполняются в объёмной форме.

При наезде автомашины на разделительную полосу звуковой сигнал подскажет, что гонщик сошёл с трассы и ему следует выполнить маневр возврата.
В качестве движущей по трассе автомашины может использоваться детская самоходная игрушка, а начинка оптической «мыши» с незначительными схемными дополнениями и доработками закрепляется снизу автомашины, чтобы оптика следила за разметкой дороги. Кроме разделительных полос на трассе можно обозначить препятствия.

Исход всей игры - при большем количестве заездов совершить меньшее количество ошибок в вождении.
Графическое обновление трассы снижает привыкание «водителя» к препятствиям.
Двойные зоны перехода между локациями (двойная полоса) устраняют потерю ориентира движения.

Характеристики устройства:
Напряжение питания 12 вольт.
Ток потребления электронной схемой 120 мА.
Ток электродвигателя и электромагнита поворота до 300 мА.
Чувствительность определения разделительной линии шириной 2мм - 10мм от поверхности трассы.
Определения препятствия - 6мм.
Время реакции схемы 0,05 сек.
Время восстановления 0,5 сек.

В качестве корпуса пульта управления используется игровой манипулятор от игры «Sega». Узел управления собран в доработанном корпусе Sony Play Station.
В принципиальной схеме электронного тренажёра используется плата от компьютерной мыши типа Wheel Mouse M-BJ58 с напряжением питания 5 вольт при максимальном токе 100 мА.

В электронную схему тренажёра «Ночные гонки» входит принципиальная схема оптической «мыши» (левая часть схемы) с небольшими доработками и счётное устройство (в квадрате) с цифровым индикатором HG1. В состав микросхемы DA1 мыши входит усилитель сигналов по входу 4 DA1. Возникающий в цепи фотодиода VD1, при прерывании луча, ток усиливается схемой DA1. Ток в цепи фотодиода ограничен резистором R1, которым возможна подборка порога чувствительности. Резистор R2 ограничивает ток в цепи излучающего светодиода HL1. Информация о появлении препятствия на дороге снимается с резистора R1 и через разделительный диод VD3 подаётся на вход Т счёта микросхемы DD1. Кнопки «мыши», ранее подключенные к данной микросхеме не задействованы.

Микросхема DA2 имеет целый набор функций: генератор с частотой 18, 432 МГц, для точного отслеживания временных интервалов внутреннего таймера; счётчик с двоичным выходом (выводы 5,4,3,2), счётные импульсы двоичного кода с которого подаются на микросхему DA1. Датчик движения, состоящий из излучающего инфракрасного светодиода HL2 и приёмного устройства, которое находится во внутренней части микросхемы DA2, используется в тренажёре для определения наличия линий или полос на трассе. Принцип работы основан на прерывании отражённого от дороги луча светодиода HL2, при пересечении тёмного участка поверхности или линии, внутренний таймер переключается и снижает уровень напряжения на выходе 6DA2, яркость светодиода кратковременно возрастает. Изменение уровня напряжения на выходе 6 DA2 используется микросхемой DD1 для подсчёта ошибок вождения. Приёмный светодиод находится внутри корпуса микросхемы DA2 (входное отверстие снизу микросхемы DD1). Для повышения чувствительности оптопара HL2 –DA2 снабжена накладной фокусирующей оптикой из оргстекла (видна снизу).

Звуковой датчик BF1 с внутренним генератором выдаёт сигнал о наличии препятствия или пересечения сплошной линии разметки.
Микросхема DD1 состоит из двоичного счётчика импульсов с дешифратором, преобразующего двоичный код, в код, используемый для цифровых индикаторов.
При подаче на вход 5DD1 уровня логической единицы - нажатием кнопки SA1, все внутренние триггеры счётчика переводятся в нулевое состояние, а цифровой индикатор HG1 высвечивает цифру «ноль».

Счётные импульсы поступают на вход 4 DD1, на выходах « a - g» формируются сигналы, обеспечивающие свечение на индикаторе HG1 цифры соответствующей состоянию очередного числа счётчика. Управляющий вход 6DD1 имеет низкий уровень –ноль при использовании цифрового индикатора с общим катодом, тогда на аноды при счёте будет поступать высокий уровень. Выход 2DD1 - делитель по модулю 10, назначение - индикация окончания счёта ошибок, используя светодиод HL3 красного свечения.

Питание микросхем выполнено от аналогового стабилизатора на микросхеме DA3 с выходным напряжением 5 Вольт, при токе нагрузки до 1 Ампера.
Скорость движения транспорта выполняется регулятором скорости R8 и кнопочным переключателем SA2,SA3 «вперёд- назад». Избежать столкновение с препятствием позволяет кнопочный пост SA4,SA5 «влево –вправо», обмотка L1 магнитным полем переводит рулевую тягу передних колёс автотранспорта в желаемое положение. Тяговое усилие обмотки при регулировке устанавливается резистором R9, для устранения резких поворотов колёс и перегрева обмотки при длительном нажатии.

Прерыватель луча светодиода HL1 – наличия препятствия впереди машины - механический, при упоре в препятствие плоский шток с отверстиями перекрывает луч между VD1 и HL1, создается перепад уровней, который через разделительный диод VD3 поступает на вход счётчика ошибок и включится сигнал BF1.

При наезде на разделительную линию перепад напряжения с выхода 6 микросхемы DA2 через диод VD2 также поступает на вход Т счётчика ошибок DD1.
Наладку устройства «Ночные гонки» начинают с контроля напряжения на резисторе R1, при перекрытии луча от HL1 на VD1 возникает скачком перепад уровней напряжения, который в дальнейшем используется для счёта ошибок.

Чувствительность срабатывания оптопары HL2 –DA2 зависит от расстояния до разделительной линии на трассе шириной в 2-5 мм, Плата « мышки» с оптикой закрепляется снизу корпуса автомобиля на стойках с возможностью изменения расстояния от светодиода до плоскости трассы. При устойчивом срабатывании при пересечении линии шириной 2мм, плата закрепляется.

Плата компьютерной «мыши» соединяется с пультом управления семижильным кабелем от клавиатуры, цвета жил условно обозначены: Кр.- красный – плюс 5 вольт, син.- синий, минус 5 вольт. Черным обозначен сигнальный провод. Питание на схему подается от отдельного адаптера на напряжение 9-10 вольт при токе до 1000 мА.

Через жёлтый и зелёный провод к пульту подключен электродвигатель движения М1, а через коричневый и серый - обмотка тяги поворота L1, намотанная эмалевым проводом сечением 0,23 мм. на картонный патрон длиной 5 см. диаметром 6мм в количестве 120 витков, стальная тяга поворота колёс пропущена внутри патрона. При прохождении тока через обмотку L1 тяга с усилием поворачивает передние колёса.

Резистором R9 следует установить мощность 5-10 ватт и отрегулировать ток в обмотке L1, достаточный для выполнения поворота автомашины.

Счётчик DD1, индикатор счёта HG1, сигнал BF1 с компонентами установлены на отдельной печатной плате (обозначено зелёной рамкой). Кнопки SA2,SA3, SA4, SA5 и регулятор скорости R8 закреплены на корпусе отдельного пульта управления, соединённого с автомобилем мягким многожильным проводом от кабеля клавиатуры компьютера.

Тренажёрное устройство можно усовершенствовать, введя в схему механические или электронные реле для переключения положения поворотов и режима «Задний ход» при наезде на препятствие.

Теги:

• Sprint-Layout