Gerrits Tagebuch Vol. 11 – Fluggastbrücke, Schweizanschluss und ein Hintergrundbericht

In der elften Ausgabe meines Tagebuchs geht es um die vorangeschrittenen Arbeiten an den so genannten Fingern, den Ausbau des Flughafenareals und dessen Anschluss an den Schweizabschnitt. Gegen Ende dieses Videobeitrages gehe ich detailliert auf unser Car System und die damit zusammenhängende Geschwindigkeitssteuerung ein.

Der Finger bzw. die Fluggastbrücke verbindet das Terminalgebäude direkt mit den davor abgestellten Flugzeugen. Über diesen beweglichen Arm gelangen dann die Fluggäste und das Personal direkt vom Terminal an Bord des Flugzeuges. In größeren Flughäfen finden sich gleich mehrere dieser Fluggastbrücken und so wird es später auch in unserem kleinen großen Knuffingen Airport sein. Den ersten beweglichen Finger stelle ich in dieser Ausgabe des Tagebuchs vor.
Ebenfalls berichten wir über den Ausbau des Flughafens, wobei wir den Fokus auf die Schattenhangars, die drei Ebenen hinter der Start- und Landebahn und den Anschluss an den Schweizabschnitt legen.

Am Ende dieses Beitrages geht es dann in einem Hintergrundbericht um die immer wieder diskutierte Frage, wie die Geschwindigkeitssteuerung der Fahrzeuge möglichst realistisch umgesetzt werden kann. Vor allem die Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge stellten uns immer wieder vor Probleme. In über einem halben Jahr Arbeit sind wir der Lösung schon sehr Nahe gekommen.


42 Kommentare

19.11.2009 um 22:04 Uhr

der Hintergrundbericht macht das Ganze erst richtig sehenswert.

19.11.2009 um 22:11 Uhr
Lars

Ich finde es wirklich klasse, dass auch mal ein Thema beleuchtet wird, welches sonnst so keiner zu sehen bekommt. Wirklich super gemacht; sehr verständlich (sogar ich hab’s gerafft (das soll was heißen :) )). Diese „Reihe“ mit Hintergrundberichten solltet Ihr auf jeden Fall beibehalten.

Ich freue mich immer auf den nächsten Monat, wenn’s Neuigkeiten gibt.

Weiterhin noch viel Glück!!

Grüße aus Düsseldorf
Lars

19.11.2009 um 22:52 Uhr
Daniel

Hallo zusammen,
ich kann Lars nur zustimmen! Es ist wirklich mal sehr interessant etwas erklärt zu bekommen, was man sonst nicht sieht. Eigentlich finde ich das noch wesentlich spannender, als die Fortschritte in der Landschaft zu verfolgen. Nichts gegen eure Berge, aber da müssen sich eure Landschaftsdesigner schon mächtig anstrengen um mich so zu begeistern wie all die Technik hinter der Fassade. Mehr davon, unbedingt. Ich habe z.B. schon lange nichts mehr von den Fortschritten rund um die Schiffssteuerung gelesen. Sie gehört doch wahrscheinlich zu den größeren Herausforderungen die zu bewältigen sind. Super spannender Beitrag diesen Monat! Ich freue mich schon darauf am Montag den nächsten Wochenbericht zu lesen.

Kleine zusätzliche frage zu den Fingern am Flughafen: Ist vorne ein Permanentmagnet installiert oder ein Elektromagnet? Ich hab mir nämlich die Frage gestellt: Was passiert mit dem Flugzeug wenn der Finger wieder wegschwänkt. Ist der Magnet (im Falle eines Permanentmagneten) so schwach das nicht geschieht und das Gelenk dreht sich trotzdem noch ausreichend…? Wie ihr seht, könntet ihr nie genug von all dem Schnick & Schnack zeigen!

20.11.2009 um 13:15 Uhr

Hallo Daniel,
bislang hat das mit dem PERMANENT-Magneten immer funktioniert. Das Flugzeug wurde nie mitgezogen und bislang gab es nur in seltenen Fällen komische Bewegungen des Kopfes :-)

Viele Grüße

Gerrit

19.11.2009 um 23:00 Uhr
Kalli

Ihr seit „bescheuert“, so viel Arbeit! *Respekt

Einzig die Berge so nah an der Startbahn entlang halte ich nicht für eine so gute Lösung.

19.11.2009 um 23:10 Uhr
Hendrik

Detailinfos wunderbar verständlich erklärt und interessant!
Danke und weiter so!

19.11.2009 um 23:25 Uhr
Robert

Der Bericht über die Details macht das ganze noch viel interessanter! Bitte mehr davon.

Zu eurem Problemchen: Wie sieht es aus mit Pulsweitenmodulation (PWM)?

20.11.2009 um 10:40 Uhr

Hallo Robert,

PWM oder Spannungsregelung sind beides sozusagen Handwerzeuge, um eine Geschwindigkeit zu regeln bzw. zu verändern. Die Flugzeuge nutzen eine Spannungsregelung (Glockenankermotor), die Autos eine PWM-Regelung. Das Problem liegt eher dabei, den jeweils richtigen PWM-Wert zu finden. Bei einer PWM-Sterung kann man auch begrenzt versuchen die Drehzahl zu ermitteln, das ist aber nur eine Art Hilfsmittel und nicht sonderlich zuverlässig.

Viele Grüße

Gerrit

07.12.2009 um 17:04 Uhr
Amadeus Magnus Frühling

@Gerrit Braun, Ich habe in meiner Modelanlage auch Autos und hatte auch so ein Problem.

Ich hab es mit einem PWM und einem Spannungs-&Strommesser, der dann dann aus den impusen und der wattzahl die drehzahl erechnent und dann per 2,4GHZ an einen Server schikt und der dann mit den Streckendaten, Steigung und ähnliches, die Geschwidikeit erechnet und somit die Position.
Und somit hat man das Problerm gelöst das man Inferot oder große Tabellen braucht.
Über den Funk können wir dem Fahrzeug dann auch infromationen wie das Abremsen wegen einer Kurve oder einem Vorausfahrenden Auto übermitteln wenn der nächste Rückmelder zuweit infernt ist.

20.11.2009 um 00:03 Uhr

@ Robert
genau das hab ich mich auch gefragt…

20.11.2009 um 07:28 Uhr
Hans-Jürgen

Wunderbar

Mehr davon

titus

20.11.2009 um 10:10 Uhr
hjs49

Vielen Dank für diesen interessanten und aufschlußreichen Bericht.
Macht weiter so.
Jürgen

20.11.2009 um 10:33 Uhr

Zur Geschwindigkeitssteuerung würde ich einen EMK-Regler verwenden (ähnlich bei Lokdekodern)…
Der ist sicherlich wesentlich leichter zu implementieren als all die vielen „unbekannten“ Paramter in eine riesen Formel zu integrieren…

20.11.2009 um 10:50 Uhr
Sebastian

Wahnsinn… da habe ich wirklich ewig drauf gewartet. Neben den allgemeinen Baufortschritten auch mal Details zu beleuchten. Vielleicht lohnt es sich solche Berichte ja auch mal in Form einer regelmäßigen Serie zu veröffentlichen, wo dann in einem 10 minütigen Video oder als Bericht mit einer Bilderserie berichtet wird.

20.11.2009 um 11:40 Uhr
Julian

Zumindest von mir kann ich sagen, dass das Experiment geglückt ist. Mich hat der Teil über die Geschwindigkeit der Fahrzeuge sehr interessiert.
Dazu gleich mein Senf. Wenn ich es richtig verstanden habe, geht es darum, dass das Fahrzeug über einen längeren Abschnitt eine möglichst konstante Geschwindigkeit halten soll.
Ich stecke mal die Annahme rein, dass wenn das Fahrzeug immer exakt wüßte wie schnell es gerade ist, es in der Lage wäre die Geschwindigkeit so anzupassen, dass eine konstante Geschwindigkeit raus kommt.
Das Problem sind nun also nur noch die beiden Worte „immer“ und „exakt“, also wie häufig Messwerte mit welcher Genauigkeit benötigt werden um innerhalb der Toleranz zu bleiben.
Ich bin kein E-Techniker oder Modellbauer und kann daher nur an den (übertriebenden) Kurven ablesen wie schwer es seien muss aus der Spannung (oder ähnliches) den Motor genau einzustellen.
Darum meine Frage: Wurde schon überlegt die Autos ihre Geschwindigkeit selbst messen zu lassen? Mir würde da konkret das gleiche System vorschweben wie bei optischen Computermäusen. Euer Asphalt wird sicher keine glänzende Oberfläche sein, sondern gut abtastbare Strukturen haben. Die Frage ist halt nur, ist die Technik präzise genug und gleichzeitig billig und klein.

20.11.2009 um 13:03 Uhr

Hallo Julian,

danke für den Tipp.
Wir haben mit der Technik aus den Mäusen tatsächlich schon getestet, aber aufgrund zu verschiedener Oberflächenbeschaffenheiten keine gute Ergebnisse bekommen. Hauptproblem bleibt das immer über allem schwebende Thema: Stromverbrauch. Gerade bei den kleineren Fahrzeugen ist dieses das Ausschlußkriterium für fast alles… Die nächstegelegene Lösung ist tatsälich über die PWM Regelung Informationen über die grob geschätzte Drehzahl des Motors zu bekommen und im Fahrzeug die Istgeschwindigkeit auf eine gewünschte lineare Geschwindigkeit anzupassen. Klappt bislang mittelmäßig, da sich ohne Sensorik (induktiv, magnetisch oder optisch => Stromverbrauch / Platzproblem) einfach keine exakten verlässlichen Werte ermitteln lassen.

Viele Grüße

Gerrit

20.11.2009 um 15:36 Uhr

@Gerrit Braun,
Ebenso möglich wäre natürlich auch an der Hinterachse (Ritzel) einen oder mehrere Magneten zu befestigen und bei jeder Umdrehung einen Reedkontakt auszulüsen, dann wüste man hundertprozentig die zurückgelegte Strecke. Nach wie vor bin ich aber der Meinung, dass die Messung über die Gegen EMK des Motors zu einer relativ exakten Motordrehzahl führt…

Andi

21.11.2009 um 11:39 Uhr
Thomas

@Gerrit Braun,
damit fällt dann wohl auch die Technik der „klassischen“ Computermäuse raus die Messung mittels eines Optokopplers und einem Rädchen mit Schlitzen zu machen. Vermutlich lässt sich dieser „Spaßfaktor“ jedoch kaum ohne die Verwendung von Sensorik in den Fahrzeugen lösen.
Aber selbst die Berechnung des Abschnitts wo das Fahrzeug sein könnte würde bein Einberechnung der Faktoren wie Akkuladung, Alter etc. so groß gewählt werden, dass beispielsweise das dichte Hintereinanderfahren damit nicht möglich ist.

20.11.2009 um 16:52 Uhr
Max R.

Hallo Herr Braun,

besten Dank für den informativen Beitrag. Die Detailerklärungen fand ich interessant – bitte mehr davon.

Ein Vorschlag: Schrittmotoren in die Autos! Der elektronische Mehraufwand ist nicht besonders groß, und reproduzierbare Geschwindigkeitsvorgabe ist die große Stärke von Schrittmotoren. Meines Wissens nach sind Schrittmotoren auch in winziger Größe erhältlich. Das würde die vielen verschiedenen Einflussfaktoren auf einen Schlag irrelevant machen.

25.11.2009 um 13:40 Uhr
Gerrit Braun

Hallo Max,

danke für den Tipp… bislang sind alle unsere Versuche Schrittmotoren in dieser kleinen Bauform nicht gut ausgefallen. Die Laufleistung, der Stromverbrauch und die Platzbedarf läßt sich einfach nicht mit unseren Anforderungen vereinen.

Viele Güße

Gerrit

20.11.2009 um 17:46 Uhr
sven

Vielen Dank für diese Folge.

Wie die anderen Kommentatoren ein Dank für einen technischen Einblick. Das Car-System fasziniert mich bei euch am meisten, der Steuerungsaufwand ist ja wirklich enorm im Vergleich zu den Zügen aufgrund der geringeren Abstände.

Eine weitere Idee zur Geschwindigkeitssteuerung: Habt ihr schon mal Brushless-Motoren angeschaut? Die bieten ja nun die Möglichkeit die Drehzahl exakt zu steuern. Ich weiss nun nicht wie klein diese Technik schon zu kriegen ist, kenn das nur von einige Bekannten die in der Quadrokopter-Szene aktiv sind, dort wird ja nur noch damit gearbeitet, und dort sind sowohl die Motoren als auch die Controller deutlich größer. So es aber entsprechend zu miniaturisieren ist wäre das doch gut geeignet. Dann sind die Geschwindigkeiten auch nicht mehr vom Akkustand und Akkualter abhängig.

20.11.2009 um 19:55 Uhr
Jens

Ich sag nur: super spitze vielen Dank für die vielen vielen Infos !!!

20.11.2009 um 20:08 Uhr
Dirk Hagedorn

Ihr seit echt klasse. Der Hintergrund bericht ist genau das was noch gefehlt hat! Also bitte weiter so!
Gruß Dirk

20.11.2009 um 23:54 Uhr
Alexander Grau

Eure Tagebücher werden immer besser ;-) – wirklich interessant!

Btw, habt ihr schon mal daran gedacht, eine Kamera an der Decke über den Flughafenabschnitt zu installieren und vom Rechner dann in Echtzeit die Fahrzeuge zu erfassen? Bewegende Fahrzeuge (=Pixelhaufen) kann man relativ leicht in jedem Einzelbild (Vergleich aller Pixel zum Vorgängerbild) ausmachen – falls der Kontrast zum Fahrzeuguntergrund nicht ausreicht, könnte man darüber nachdenken, jedes Fahrzeug mit einer IR-Diode auf dem Dach auszustatten, so dass man sie als helle Punkte im Kamerabild erkennt? Verückte Ideen sind manchmal die besten ;-)

Dies wäre jedenfalls konform mit dem erwähnten „Energieproblem“ und auch noch ausbaufähig (Überholmanöver,…)

Andere Ansätze (IR-Schranke an Motorwelle etc.) verbrauchen leider auch alle kostbare Akku-Energie und eine Teststrecke mit vielen kurzen Meßabschnitten zur Kennlinien-Ermittlung wird vermutl. ebenfalls nicht optimal sein…

Viele Grüße
Alexander

25.11.2009 um 13:44 Uhr
Gerrit Braun

Hallo Alexander,

die Kennlinien-Meßstrecke ist tatsächlich eines der Lösungselemente…
Die Kamera-Ortung (also die optische) ist beim CarSystem nicht möglich, da zu viele verdeckte Bereich vorhanden sind, lediglich partiell wäre es möglich… Aber was hier so einfach klingt ist ein großer Spaßfaktor – siehe die Schiffsteuerung :-)

Viele Grüße

Gerrit

21.11.2009 um 12:18 Uhr
Alexander Grau

Nachtrag: Die Lösung über eine Kamera kann natürlich nie die Genauigkeit/Auflösung einer Messung im Auto erreichen. Um nochmal die Idee mit dem optischen Flußsensor (der Maus) aufzugreifen: der Sensor gibt ja die Verschiebung des Bildes auf dem CCD pro Zeiteinheit an – wenn der Fahrzeuguntergrund nicht strukturiert genug (bzw. auf der Anlage zu unterschiedlich) ist, könnte man ausprobieren, den Sensor auf das Rad zu richten (im Auto) anstatt auf die Fahrbahn. So könnte man evtl. auch die Rad-Bewegung messen…

22.11.2009 um 14:24 Uhr
Daniel

@Alexander Grau, darüber hatte ich auch schon nachgedacht, aber bei einigen Auto’s sieht man dann wahrscheinlich einen roten Punkt auf dem Reifen oder der Fahrbahn, da sähe nicht besonders ansprechend aus. Ich glaube, eine Lsg außerhalb der Fahrzeuge wäre in anbetracht der Akku-Laufzeiz am besten. Allerdings ist das wohl schwer umzusetzen. Ich denke gute Kennlinien der Motoren für jedes einzelne Auto sind am effektivsten, auch wenn das eine scheiß Arbeit ist. Je mehr Messpunkte umso genauer kann man die Autos dann auch hintereinander fahren lassen. Schwierig schwierig…

21.11.2009 um 17:29 Uhr
Frank

Auch von mir ein positives Feedback zum Experiment. Für mich machen gerade solche Hintergrundberichte zu den Dingen die man nicht sieht einen besonderen Reiz aus.
Wie auch schon andere schrieben: Denkt doch mal darüber nach hier evtl. eine eigene Rubrik draus zu machen. Muss ja nicht nur vom Flughafen sein, ich denke gerade auch in anderen Bereichen gibt es viel „hinter den Kulissen“ zu entdecken.

22.11.2009 um 02:04 Uhr

Ich finde den Hintergrundbericht zum Thema Geschwindigkeitsmessung genial; wie auch schon den über das Flugzeug-Katapult und die Klappen in der Startbahn. Bei so viel Technik kann man noch mehr mitfiebern ;)

Seitdem bin ich auch schon am überlegen, wie man vielleicht die Unterschiede der geschätzten zu den tatsächlichen Geschwindigkeiten für weitere Prognosen einbeziehen kann. So würde die Software quasi „lernen“, wie sich jedes einzelne Fahrzeug verhält, und das min/max Zeitfenster könnte mit der Zeit immer kleiner werden.

Viele Grüße,
Henning

22.11.2009 um 11:33 Uhr
Florian

Auch ich reihe mich mal in die Reihe der Befürworter des gelungenen Experimentes ein. Wirklich toll erklärt, und definitiv weitaus mehr als nur ein „Lückenfüller“ wenn man mal nix spannendes zu berichten hat.

Auf jeden Fall mehr davon!!

23.11.2009 um 15:42 Uhr
Philipp

AUf jeden Fall ein sehr intressanter Bericht!

23.11.2009 um 21:54 Uhr
suffix

Absolut genialer Hintergrundbericht. Mehr davon! Ich habe geschätzt 500 Fragen zu der Technik auf der Anlage, angefangen von „banalen“ Dingen wie der Zugsteuerung.

Mein Vorschlag: Irgendwie die Radumdrehungen messen, sei es magnetisch oder optisch.

24.11.2009 um 21:24 Uhr
Christian Finker aus Graz

Gute Arbeit!

Der Hintergrundbericht war sehr interessant und informativ.
Ich bewundere euere Leistung und bedauere oft zu weit weg vom MiWuLa zu wohnen.

LG Christian

25.11.2009 um 13:13 Uhr

Hallo Gerrit,

wiso benutzt ihr zur Geschwindigkeitsregelung nicht das Takten des Motors ? Es ist nahezu linear und sehr einfacht zu handhaben. Ich habe schon einige Projekte mit getaktetem Motoren durchgeführt und bin immer zu sehr zufriedenstellenden ergebnissen gekommen. Wir stellen unter anderem Beleuchtungstechnik für Modellflugzeuge her und haben schon viele gute Erfahrungen mit getakteten Verbrauchern gemacht. Schu doch mal rein…shop.sitact.de

25.11.2009 um 22:46 Uhr
Daniel K

hallo!

auch wenn die thematik schrittmotor schon mehr oder weniger abgeschmettert wurde würde ich sie ganz gern nochmal kurz aufgreifen!
bei einem schrittmotor mit bsp. 3 Spulen könnte man 2 über pwm ansteuern und eine als eine art sensorspule an den uC anschliessen! damit könnte man die genaue drehzahl und damit die geschwindigkeit jederzeit bestimmen! das wäre dann ein bischen zusätzlicher programmieraufwand für den microcontroller..den ja sowieso jedes fahrzeug besitzt.

mfg daniel k

01.12.2009 um 08:33 Uhr
Frank P.

MEC-Kiel Bastler
Sehr interessanter Beitrag , zu den Autos , wie wäre es mit einer Impuls-Drehzahlmessung am Rad oder der Achse ( wenn der PIC noch einen Eingang frei hat ) und dann einen PWM-Ausgang vom PIC nutzen und die Geschwindigkeit regeln. Die Spannung wäre in diesem Fall nicht ganz so wichtig da die Geschwindigkeit ja nachgeregelt werden würde.

Gruß von Pachy

01.12.2009 um 18:18 Uhr
Moritz R.

Hallo,
Toller film!
Wäre es nicht einfacher die Umdrehungen eines Rades zu messen,
damit die Geschwindigkeit zu berechnen und dann die Elektronik nachregeln zu lassen?
Oder man misst die Spannung die der Motor als Generator erzeugt,
wie bei einer Lastregelung eines modernen Lokdecoders …

Hoffe der Tipp nützt euch was,
Grüße Moritz

03.12.2009 um 20:44 Uhr
Timo S.

Hallo Gerrit,

super Tagebuchbericht.

Vor allem die Physik vs. Informatik Details mit dem Kurvenverlauf Spannung zu Geschwindigkeit fand ich besonders Klasse. Ebenso das Sicherheitsfenster, welches je nach Abschnittslänge natürlich größer wird. Wird dieses Fenster Linear größer zur zurück gelegten Geschwindigkeit? Wie lang sind die Distanzen (in cm) zu den einzelnen Kontakten?

Bitte macht noch lange so weiter…ich war damals schon bei Euch zu Besuch, als die Kasse noch eine Geldkassette war und ihr mit dem PC am Anlagenrand gesessen habt. Jetzt war ich schon mit meinen Kindern bei Euch. Unsere große (3 1/2 Jahre) war total begeistert und freut sich schon sehr auf die Flugzeuge!

07.12.2009 um 00:47 Uhr

Hey Gerrit, ich schaue und lese ja schon seit Jahren hier und vor allem auf der MiWuLa Seite fast alles, was veröffentlicht wird, aber das hier ist mit Abstand das geilste Video ever! Vor allem extrem gut erklärt alles, das kommt schon an die Sendung mit der Maus ran.

Für jeden Tag so ein Video würde ich sogar bezahlen.

In 3 Wochen bin ich selbst wieder bei euch :-)

07.12.2009 um 16:55 Uhr
Magnus Frühling

Ich würde sofort Bezahlen!!
Also 365€ hättet ihr schon

:D :D

17.12.2009 um 01:32 Uhr
Axel

Hallo,
ich fand den Beitrag super, besonders das Thema der Fahrzeugregelung hat es mir angetan.
Im Beitrag erzählst du, dass ihr Tabellen benutzt und danach einstellt…Macht ihr das immer noch so? Benutzt ihr eigentlich komplexere Regler, die die Position schätzen (z.B. Luenberger-Beobachter, Zustandsregeler, nichtlineare Regler…) oder die Geschwindigkeit regeln?
Wird für jeden „Abschnitt“ zwischen zwei Kontaktstellen das Fahrzeug immer neu berechnet mit evtl. zusätzlichen Informationen (Gefälle…)?

Fragen über Fragen :)
Der Blick hinter die Kulissen tief in die Materie ist wirklich super, gerne mehr davon!
Grüße

24.12.2009 um 00:30 Uhr
Michael

Auch ich kann nur sagen, Chapeau! Wirklich ein Klasse Beitrag und ich würde mir auch sehr viel mehr davon wünschen. Es wird Zeit für einen eigenen MiWuLa Pay-TV Kanal! Dann würde sich TV schauen endlich mal wieder lohnen! ;) Viele Grüße, Michael

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