Kicker (internals) - Benutzerbeiträge [de]

Software

2013-10-02T13:42:22Z

Philipp: /* Ballerkennung */

{{Navigation|software=underline}}

Um den Kicker zu betreiben, sind drei grundlegende Software-Komponenten nötig. Die [[Software#TwinCAT|SPS (TwinCAT)]], die [[Software#Ballerkennung|Ballerkennung]] und die [[Software#Spielsteuerung|Spielsteuerung]]. Um den Zugriff auf die SPS, für die anderen Programme zu vereinfachen, gibt es eine [[Software#SPSchnittstelle|SPSchnittstelle]].

== TwinCAT ==

[http://www.beckhoff.de/default.asp?twincat/default.htm TwinCAT] ist eine Software-SPS der Firma [http://www.beckhoff.de/ Beckhoff Automation]. Sie bietet sowohl die Funktionalität einer SPS, sowie einer numerischen Bahnregelung (NC), zur Regelung der [[Hardware#Spielstangen-Aktorik|Elektromotoren]]. TwinCAT läuft unter Windows XP und erweitert dieses um eine echtzeitfähige Laufzeitumgebung. Es wird [http://www.beckhoff.de/default.asp?twincat/twincat_nc_ptp.htm TwinCAT NC PTP] (Numerical
Control, Point-To-Point) in der Version 2.10.0 verwendet. Als Schnittstelle zur SPS, steht [http://www.beckhoff.de/default.asp?twincat/twincat_ads_communication_library.htm ADS] zur Verfügung.

[[Datei:Screen_TwinCAT_PLC_Control.png|thumb|none|300px|Visualisierung von TwinCAT]]

== SPSchnittstelle ==

Um den Zugriff auf die SPS zu vereinfachen, wurde eine SPSchnittstelle programmiert. Sie übersetzt die ADS-Schnittstelle und stellt ein UDP-Server dar, um eine einheitliche Interprozesskommunikation im Projekt zu gewährleisten.

== Ballerkennung ==

Die Ballerkennung ermittelt die Ballposition auf dem Spielfeld mit Hilfe von zwei [[Hardware#Ballerkennung|Kameras]]. Die Position des Balls wird hundert mal pro Sekunde berechnet, mittels einer Visualisierung am Bildschirm dargestellt und für weitere Programme per UDP-Server zur Verfügung gestellt.

[[Datei:Screen_Ballerkennung.png|thumb|none|300px|Visualisierung der Ballerkennung]]

== Spielsteuerung ==

Die Spielsteuerung, ist das Programm, welches die Spielzüge bestimmt. Sie berechnet, mit Hilfe der Ball- und Spielstangenpositionen, welche Bewegungen als nächstes auszuführen sind. Sie stellt also die künstliche Intelligenz dar.

[[Datei:Screen_Spielsteuerung.png|thumb|none|300px|Visualisierung der Spielsteuerung]]

== Highscore-Liste ==

Die Highscore-Liste erlaubt es eine Rangliste der Partien zu führen, Eigenschaften sind:
* Automatische Sortierung nach Spielstand und Zeit
* Automatischer Abruf des Spielstandes von der SPS
* Automatisches Anhalten der Zeit wenn der Ball außerhalb des Spielfeldes ist
* Abspeichern in eine Datei im csv-Format (geeignet für Tabellenkalkulation)

[[Datei:Highscore_Screen.png|thumb|none|300px|Grafische Oberfläche der Highscore-Liste]]

Software

2013-10-02T13:41:37Z

Philipp:

{{Navigation|software=underline}}

Um den Kicker zu betreiben, sind drei grundlegende Software-Komponenten nötig. Die [[Software#TwinCAT|SPS (TwinCAT)]], die [[Software#Ballerkennung|Ballerkennung]] und die [[Software#Spielsteuerung|Spielsteuerung]]. Um den Zugriff auf die SPS, für die anderen Programme zu vereinfachen, gibt es eine [[Software#SPSchnittstelle|SPSchnittstelle]].

== TwinCAT ==

[http://www.beckhoff.de/default.asp?twincat/default.htm TwinCAT] ist eine Software-SPS der Firma [http://www.beckhoff.de/ Beckhoff Automation]. Sie bietet sowohl die Funktionalität einer SPS, sowie einer numerischen Bahnregelung (NC), zur Regelung der [[Hardware#Spielstangen-Aktorik|Elektromotoren]]. TwinCAT läuft unter Windows XP und erweitert dieses um eine echtzeitfähige Laufzeitumgebung. Es wird [http://www.beckhoff.de/default.asp?twincat/twincat_nc_ptp.htm TwinCAT NC PTP] (Numerical
Control, Point-To-Point) in der Version 2.10.0 verwendet. Als Schnittstelle zur SPS, steht [http://www.beckhoff.de/default.asp?twincat/twincat_ads_communication_library.htm ADS] zur Verfügung.

[[Datei:Screen_TwinCAT_PLC_Control.png|thumb|none|300px|Visualisierung von TwinCAT]]

== SPSchnittstelle ==

Um den Zugriff auf die SPS zu vereinfachen, wurde eine SPSchnittstelle programmiert. Sie übersetzt die ADS-Schnittstelle und stellt ein UDP-Server dar, um eine einheitliche Interprozesskommunikation im Projekt zu gewährleisten.

== Ballerkennung ==

Die Ballerkennung ermittelt die Ballposition auf dem Spielfeld mit Hilfe von zwei [[Hardware#Ballerkennung|Kameras]]. Die Position des Balls wird hundert mal pro Sekunde berechnet und mittels einer Visualisierung am Bildschirm dargestellt und für weitere Programme per UDP-Server zur Verfügung gestellt.

[[Datei:Screen_Ballerkennung.png|thumb|none|300px|Visualisierung der Ballerkennung]]

== Spielsteuerung ==

Die Spielsteuerung, ist das Programm, welches die Spielzüge bestimmt. Sie berechnet, mit Hilfe der Ball- und Spielstangenpositionen, welche Bewegungen als nächstes auszuführen sind. Sie stellt also die künstliche Intelligenz dar.

[[Datei:Screen_Spielsteuerung.png|thumb|none|300px|Visualisierung der Spielsteuerung]]

== Highscore-Liste ==

Die Highscore-Liste erlaubt es eine Rangliste der Partien zu führen, Eigenschaften sind:
* Automatische Sortierung nach Spielstand und Zeit
* Automatischer Abruf des Spielstandes von der SPS
* Automatisches Anhalten der Zeit wenn der Ball außerhalb des Spielfeldes ist
* Abspeichern in eine Datei im csv-Format (geeignet für Tabellenkalkulation)

[[Datei:Highscore_Screen.png|thumb|none|300px|Grafische Oberfläche der Highscore-Liste]]

Hardware

2013-10-02T13:36:15Z

Philipp: /* Spielstandanzeige */

{{Navigation|hardware=underline}}

== Aktorik ==

Eine große Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts war die Realisierung der Antriebe für die überlagerte Dreh- und Längsbewegung der Spielstangen. Die Rotation wird von einem elektrischen Servomotor (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AM3032-0D30-0000) bewerkstelligt, die Linearbewegung übernimmt ein Linearmotor mit zylindrischer Achse (Typ: [http://www.copleycontrols.com/ Copley] STA2504P-516-S-S3F). Pro Spielstange ist jeweils ein Rotations- und ein Linearmotor verbaut, dies ergibt insgesamt acht Motoren die von vier Zweikanal-Servoverstärkern (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AX5206 mit Safety-Option AX5801) gespeist werden. Die Drehung der Rotationsmotoren wird auf ein ein Vierkant-Rohr übertragen, in dem sich die Spielstange teleskopisch bewegt.

<gallery>
Datei:Aktorik_Zeichnung.jpg|Modell
Datei:Prock_overview_mechanik.JPG|Gesammtansicht
Datei:Rotation.JPG|Rotationsmotoren
Datei:Translation.JPG|Linearmotoren
Datei:Verstaerker.JPG|Servoverstärker
</gallery>

== Gegnererkennung ==

Die Stellungen der Spielstangen des menschlichen Spielers ermitteln wir jeweils mit Hilfe von zwei Laser-Distanzsensoren (Typ: [http://www.baumer.com Baumer] OADM 13U7480/S35A). Dafür sind an den Enden der Stangen Kunststoff-Schnecken angebracht. Mit den Sensoren messen wir die Distanzen zum Schneckenmittelpunkt und zur umlaufenden Ebene. Aus der Distanz zwischen Laser-Sensor und dem Schneckenmittelpunkt, bestimmen wir die lineare Position der Stange. Aus der Differenz der beiden gemessenen Distanzen berechnen wir den Winkel der Spielstange.

Übrigens, die Schnecken wurden im hausinternen [http://www.me.hm.edu/fakultaet/verbundlabore/kca/rpm Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing Labor] gefertigt.

<gallery>
Datei:Gegnererkennung_neu.jpg|Gegnererkennung mit Laser-Distanzsensoren
Datei:Schnecke isometrisch.png|CAD-Zeichnung einer Schnecke
Datei:Schnecken alt neu.JPG|Vergleich altes und neues Design der Schnecken
</gallery>

== Ballerkennung ==

Um die Position des Balles zu bestimmen, haben wir Kameras (Typ: [http://www.vrmagic.com VRmagic] VRmFC-12/BW) in zwei Ecken des Spielfeldes montiert. Diese beobachten das Spielfeld durch einen schmalen Schlitz in der Bande. Bereits auf den Kameras selbst werden die Bilder vor bearbeitet, so dass die [[Software#Ballerkennung|Software]] nur noch einen schmalen schwarzen Streifen mit einem weißen Fleck (Ball) auswerten muss. Dies geschiet mittels Triangolation.

<gallery>
Datei:Embedded Kamera.JPG|Embedded-Kamera
Datei:Kamera_montiert.JPG|Kamera montiert
Datei:Ballerkennung_Kamerapositionierung.png|Positionierung der Kameras
</gallery>

== Spielstandanzeige ==

Damit der Kicker nicht nur technisch, sondern auch optisch was hermacht, haben wir eine Spielstandanzeige gebaut. Sie kann zwei zweistellige 7-Segment-Ziffern darstellen und besteht aus 336 handverlöteten LEDs. Während des Spiels wird natürlich der Spielstand (Mensch:Computer) angezeigt, wenn gerade nicht gespielt wird, wird die Uhrzeit dargestellt.

<gallery>
Datei:Kicker vorne Spielstandsanzeige.JPG|Spielstandanzeige oben, die Uhrzeit wird angezeigt
Datei:Schaltung Spielstandanzeige.JPG|Schaltung der Spielstandanzeige
</gallery>

== Sicherheitstechnik ==

Wie in der Industrie, muss auch unser Kicker - als autonomes System - mit entsprechender Sicherheitstechnik ausgerüstet sein. Am Gerät befinden sich insgesamt vier Notaus-Schalter, zwei vorne am Spieltisch, einen an der Bedieneinheit und einen frei platzierbaren. Eine Lichtschranke (Typ: [http://www.sick.com sick] miniTwin2) über dem Spielfeld sorgt dafür dass alle Motoren sofort ausgeschaltet werden wenn jemand ins Spielfeld greift. Alle Sicherheitselemente werden über ein spezielles Sicherheitsrelais (Typ: [http://www.pilz.com/de-INT pilz] PNOZ XV2) geschaltet.

<gallery>
Datei:Notausknopf Lichtgitter.JPG|Notaus-Schalter mit Lichtgitter dahinter
Datei:Bedieneinheit.JPG|Bedieneinheit mit Notaus-Schalter
Datei:Sicherungen.jpg|Elektroverteilung mit Sicherungen
Datei:Pilz Sicherheitsrelais.JPG|Sicherheitsrelais
</gallery>

== Torerkennung ==

Die gefallenen Tore werden bei uns automatisch gezählt. Hierfür sind in jedem Tor Lichtschranken verbaut, die beim Passieren eines Balles unterbrochen werden. Die Auswertung der Lichtschranke erfolgt mit der [[Software#TwinCAT|SPS]].

Hardware

2013-10-02T13:34:31Z

Philipp: /* Ballerkennung */

{{Navigation|hardware=underline}}

== Aktorik ==

Eine große Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts war die Realisierung der Antriebe für die überlagerte Dreh- und Längsbewegung der Spielstangen. Die Rotation wird von einem elektrischen Servomotor (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AM3032-0D30-0000) bewerkstelligt, die Linearbewegung übernimmt ein Linearmotor mit zylindrischer Achse (Typ: [http://www.copleycontrols.com/ Copley] STA2504P-516-S-S3F). Pro Spielstange ist jeweils ein Rotations- und ein Linearmotor verbaut, dies ergibt insgesamt acht Motoren die von vier Zweikanal-Servoverstärkern (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AX5206 mit Safety-Option AX5801) gespeist werden. Die Drehung der Rotationsmotoren wird auf ein ein Vierkant-Rohr übertragen, in dem sich die Spielstange teleskopisch bewegt.

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Datei:Aktorik_Zeichnung.jpg|Modell
Datei:Prock_overview_mechanik.JPG|Gesammtansicht
Datei:Rotation.JPG|Rotationsmotoren
Datei:Translation.JPG|Linearmotoren
Datei:Verstaerker.JPG|Servoverstärker
</gallery>

== Gegnererkennung ==

Die Stellungen der Spielstangen des menschlichen Spielers ermitteln wir jeweils mit Hilfe von zwei Laser-Distanzsensoren (Typ: [http://www.baumer.com Baumer] OADM 13U7480/S35A). Dafür sind an den Enden der Stangen Kunststoff-Schnecken angebracht. Mit den Sensoren messen wir die Distanzen zum Schneckenmittelpunkt und zur umlaufenden Ebene. Aus der Distanz zwischen Laser-Sensor und dem Schneckenmittelpunkt, bestimmen wir die lineare Position der Stange. Aus der Differenz der beiden gemessenen Distanzen berechnen wir den Winkel der Spielstange.

Übrigens, die Schnecken wurden im hausinternen [http://www.me.hm.edu/fakultaet/verbundlabore/kca/rpm Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing Labor] gefertigt.

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Datei:Gegnererkennung_neu.jpg|Gegnererkennung mit Laser-Distanzsensoren
Datei:Schnecke isometrisch.png|CAD-Zeichnung einer Schnecke
Datei:Schnecken alt neu.JPG|Vergleich altes und neues Design der Schnecken
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== Ballerkennung ==

Um die Position des Balles zu bestimmen, haben wir Kameras (Typ: [http://www.vrmagic.com VRmagic] VRmFC-12/BW) in zwei Ecken des Spielfeldes montiert. Diese beobachten das Spielfeld durch einen schmalen Schlitz in der Bande. Bereits auf den Kameras selbst werden die Bilder vor bearbeitet, so dass die [[Software#Ballerkennung|Software]] nur noch einen schmalen schwarzen Streifen mit einem weißen Fleck (Ball) auswerten muss. Dies geschiet mittels Triangolation.

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Datei:Embedded Kamera.JPG|Embedded-Kamera
Datei:Kamera_montiert.JPG|Kamera montiert
Datei:Ballerkennung_Kamerapositionierung.png|Positionierung der Kameras
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== Spielstandanzeige ==

Damit der Kicker nicht nur technisch, sondern auch optisch was hermacht, haben wir eine Spielstandanzeige gebaut. Sie kann zwei zweistellige 7-Segment-Ziffern darstellen und besteht aus 336 LEDs. Während des Spiels wird natürlich der Spielstand (Mensch:Computer) angezeigt, wenn gerade nicht gespielt wird, wird die Uhrzeit dargestellt. Angesteuert wird das Ganze von der SPS, über digitale I/O-Klemmen.

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Datei:Kicker vorne Spielstandsanzeige.JPG|Spielstandanzeige oben, die Uhrzeit wird angezeigt
Datei:Schaltung Spielstandanzeige.JPG|Schaltung der Spielstandanzeige
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== Sicherheitstechnik ==

Wie in der Industrie, muss auch unser Kicker - als autonomes System - mit entsprechender Sicherheitstechnik ausgerüstet sein. Am Gerät befinden sich insgesamt vier Notaus-Schalter, zwei vorne am Spieltisch, einen an der Bedieneinheit und einen frei platzierbaren. Eine Lichtschranke (Typ: [http://www.sick.com sick] miniTwin2) über dem Spielfeld sorgt dafür dass alle Motoren sofort ausgeschaltet werden wenn jemand ins Spielfeld greift. Alle Sicherheitselemente werden über ein spezielles Sicherheitsrelais (Typ: [http://www.pilz.com/de-INT pilz] PNOZ XV2) geschaltet.

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Datei:Notausknopf Lichtgitter.JPG|Notaus-Schalter mit Lichtgitter dahinter
Datei:Bedieneinheit.JPG|Bedieneinheit mit Notaus-Schalter
Datei:Sicherungen.jpg|Elektroverteilung mit Sicherungen
Datei:Pilz Sicherheitsrelais.JPG|Sicherheitsrelais
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== Torerkennung ==

Die gefallenen Tore werden bei uns automatisch gezählt. Hierfür sind in jedem Tor Lichtschranken verbaut, die beim Passieren eines Balles unterbrochen werden. Die Auswertung der Lichtschranke erfolgt mit der [[Software#TwinCAT|SPS]].

Hardware

2013-10-02T13:34:11Z

Philipp: /* Ballerkennung */

{{Navigation|hardware=underline}}

== Aktorik ==

Eine große Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts war die Realisierung der Antriebe für die überlagerte Dreh- und Längsbewegung der Spielstangen. Die Rotation wird von einem elektrischen Servomotor (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AM3032-0D30-0000) bewerkstelligt, die Linearbewegung übernimmt ein Linearmotor mit zylindrischer Achse (Typ: [http://www.copleycontrols.com/ Copley] STA2504P-516-S-S3F). Pro Spielstange ist jeweils ein Rotations- und ein Linearmotor verbaut, dies ergibt insgesamt acht Motoren die von vier Zweikanal-Servoverstärkern (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AX5206 mit Safety-Option AX5801) gespeist werden. Die Drehung der Rotationsmotoren wird auf ein ein Vierkant-Rohr übertragen, in dem sich die Spielstange teleskopisch bewegt.

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Datei:Aktorik_Zeichnung.jpg|Modell
Datei:Prock_overview_mechanik.JPG|Gesammtansicht
Datei:Rotation.JPG|Rotationsmotoren
Datei:Translation.JPG|Linearmotoren
Datei:Verstaerker.JPG|Servoverstärker
</gallery>

== Gegnererkennung ==

Die Stellungen der Spielstangen des menschlichen Spielers ermitteln wir jeweils mit Hilfe von zwei Laser-Distanzsensoren (Typ: [http://www.baumer.com Baumer] OADM 13U7480/S35A). Dafür sind an den Enden der Stangen Kunststoff-Schnecken angebracht. Mit den Sensoren messen wir die Distanzen zum Schneckenmittelpunkt und zur umlaufenden Ebene. Aus der Distanz zwischen Laser-Sensor und dem Schneckenmittelpunkt, bestimmen wir die lineare Position der Stange. Aus der Differenz der beiden gemessenen Distanzen berechnen wir den Winkel der Spielstange.

Übrigens, die Schnecken wurden im hausinternen [http://www.me.hm.edu/fakultaet/verbundlabore/kca/rpm Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing Labor] gefertigt.

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Datei:Gegnererkennung_neu.jpg|Gegnererkennung mit Laser-Distanzsensoren
Datei:Schnecke isometrisch.png|CAD-Zeichnung einer Schnecke
Datei:Schnecken alt neu.JPG|Vergleich altes und neues Design der Schnecken
</gallery>

== Ballerkennung ==

Um die Position des Balles zu bestimmen, haben wir Kameras (Typ: [http://www.vrmagic.com VRmagic] VRmFC-12/BW) in zwei Ecken des Spielfeldes montiert. Diese beobachten das Spielfeld durch einen schmalen Schlitz in der Bande. Bereits auf den Kameras selbst werden die Bilder vor bearbeitet, so dass die [[Software#Ballerkennung|Software]] nur noch einen schmalen schwarzen Streifen mit einem weißen Fleck (Ball) auswerten muss. Dies geschiet mittels Triangolation

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Datei:Embedded Kamera.JPG|Embedded-Kamera
Datei:Kamera_montiert.JPG|Kamera montiert
Datei:Ballerkennung_Kamerapositionierung.png|Positionierung der Kameras
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== Spielstandanzeige ==

Damit der Kicker nicht nur technisch, sondern auch optisch was hermacht, haben wir eine Spielstandanzeige gebaut. Sie kann zwei zweistellige 7-Segment-Ziffern darstellen und besteht aus 336 LEDs. Während des Spiels wird natürlich der Spielstand (Mensch:Computer) angezeigt, wenn gerade nicht gespielt wird, wird die Uhrzeit dargestellt. Angesteuert wird das Ganze von der SPS, über digitale I/O-Klemmen.

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Datei:Kicker vorne Spielstandsanzeige.JPG|Spielstandanzeige oben, die Uhrzeit wird angezeigt
Datei:Schaltung Spielstandanzeige.JPG|Schaltung der Spielstandanzeige
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== Sicherheitstechnik ==

Wie in der Industrie, muss auch unser Kicker - als autonomes System - mit entsprechender Sicherheitstechnik ausgerüstet sein. Am Gerät befinden sich insgesamt vier Notaus-Schalter, zwei vorne am Spieltisch, einen an der Bedieneinheit und einen frei platzierbaren. Eine Lichtschranke (Typ: [http://www.sick.com sick] miniTwin2) über dem Spielfeld sorgt dafür dass alle Motoren sofort ausgeschaltet werden wenn jemand ins Spielfeld greift. Alle Sicherheitselemente werden über ein spezielles Sicherheitsrelais (Typ: [http://www.pilz.com/de-INT pilz] PNOZ XV2) geschaltet.

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Datei:Notausknopf Lichtgitter.JPG|Notaus-Schalter mit Lichtgitter dahinter
Datei:Bedieneinheit.JPG|Bedieneinheit mit Notaus-Schalter
Datei:Sicherungen.jpg|Elektroverteilung mit Sicherungen
Datei:Pilz Sicherheitsrelais.JPG|Sicherheitsrelais
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== Torerkennung ==

Die gefallenen Tore werden bei uns automatisch gezählt. Hierfür sind in jedem Tor Lichtschranken verbaut, die beim Passieren eines Balles unterbrochen werden. Die Auswertung der Lichtschranke erfolgt mit der [[Software#TwinCAT|SPS]].

Hardware

2013-10-02T13:30:12Z

Philipp: Philipps vorschläge

{{Navigation|hardware=underline}}

== Aktorik ==

Eine große Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts war die Realisierung der Antriebe für die überlagerte Dreh- und Längsbewegung der Spielstangen. Die Rotation wird von einem elektrischen Servomotor (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AM3032-0D30-0000) bewerkstelligt, die Linearbewegung übernimmt ein Linearmotor mit zylindrischer Achse (Typ: [http://www.copleycontrols.com/ Copley] STA2504P-516-S-S3F). Pro Spielstange ist jeweils ein Rotations- und ein Linearmotor verbaut, dies ergibt insgesamt acht Motoren die von vier Zweikanal-Servoverstärkern (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AX5206 mit Safety-Option AX5801) gespeist werden. Die Drehung der Rotationsmotoren wird auf ein ein Vierkant-Rohr übertragen, in dem sich die Spielstange teleskopisch bewegt.

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Datei:Aktorik_Zeichnung.jpg|Modell
Datei:Prock_overview_mechanik.JPG|Gesammtansicht
Datei:Rotation.JPG|Rotationsmotoren
Datei:Translation.JPG|Linearmotoren
Datei:Verstaerker.JPG|Servoverstärker
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== Gegnererkennung ==

Die Stellungen der Spielstangen des menschlichen Spielers ermitteln wir jeweils mit Hilfe von zwei Laser-Distanzsensoren (Typ: [http://www.baumer.com Baumer] OADM 13U7480/S35A). Dafür sind an den Enden der Stangen Kunststoff-Schnecken angebracht. Mit den Sensoren messen wir die Distanzen zum Schneckenmittelpunkt und zur umlaufenden Ebene. Aus der Distanz zwischen Laser-Sensor und dem Schneckenmittelpunkt, bestimmen wir die lineare Position der Stange. Aus der Differenz der beiden gemessenen Distanzen berechnen wir den Winkel der Spielstange.

Übrigens, die Schnecken wurden im hausinternen [http://www.me.hm.edu/fakultaet/verbundlabore/kca/rpm Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing Labor] gefertigt.

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Datei:Gegnererkennung_neu.jpg|Gegnererkennung mit Laser-Distanzsensoren
Datei:Schnecke isometrisch.png|CAD-Zeichnung einer Schnecke
Datei:Schnecken alt neu.JPG|Vergleich altes und neues Design der Schnecken
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== Ballerkennung ==

Um die Position des Balles zu bestimmen, haben wir Kameras (Typ: [http://www.vrmagic.com VRmagic] VRmFC-12/BW) in zwei Ecken des Spielfeldes montiert. Diese beobachten das Spielfeld durch einen schmalen Schlitz in der Bande. Bereits auf den Kameras selbst werden die Bilder vor bearbeitet, so dass die [[Software#Ballerkennung|Software]] nur noch einen schmalen schwarzen Streifen mit einem weißen Fleck (Ball) auswerten muss.

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Datei:Embedded Kamera.JPG|Embedded-Kamera
Datei:Kamera_montiert.JPG|Kamera montiert
Datei:Ballerkennung_Kamerapositionierung.png|Positionierung der Kameras
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== Spielstandanzeige ==

Damit der Kicker nicht nur technisch, sondern auch optisch was hermacht, haben wir eine Spielstandanzeige gebaut. Sie kann zwei zweistellige 7-Segment-Ziffern darstellen und besteht aus 336 LEDs. Während des Spiels wird natürlich der Spielstand (Mensch:Computer) angezeigt, wenn gerade nicht gespielt wird, wird die Uhrzeit dargestellt. Angesteuert wird das Ganze von der SPS, über digitale I/O-Klemmen.

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Datei:Kicker vorne Spielstandsanzeige.JPG|Spielstandanzeige oben, die Uhrzeit wird angezeigt
Datei:Schaltung Spielstandanzeige.JPG|Schaltung der Spielstandanzeige
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== Sicherheitstechnik ==

Wie in der Industrie, muss auch unser Kicker - als autonomes System - mit entsprechender Sicherheitstechnik ausgerüstet sein. Am Gerät befinden sich insgesamt vier Notaus-Schalter, zwei vorne am Spieltisch, einen an der Bedieneinheit und einen frei platzierbaren. Eine Lichtschranke (Typ: [http://www.sick.com sick] miniTwin2) über dem Spielfeld sorgt dafür dass alle Motoren sofort ausgeschaltet werden wenn jemand ins Spielfeld greift. Alle Sicherheitselemente werden über ein spezielles Sicherheitsrelais (Typ: [http://www.pilz.com/de-INT pilz] PNOZ XV2) geschaltet.

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Datei:Notausknopf Lichtgitter.JPG|Notaus-Schalter mit Lichtgitter dahinter
Datei:Bedieneinheit.JPG|Bedieneinheit mit Notaus-Schalter
Datei:Sicherungen.jpg|Elektroverteilung mit Sicherungen
Datei:Pilz Sicherheitsrelais.JPG|Sicherheitsrelais
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== Torerkennung ==

Die gefallenen Tore werden bei uns automatisch gezählt. Hierfür sind in jedem Tor Lichtschranken verbaut, die beim Passieren eines Balles unterbrochen werden. Die Auswertung der Lichtschranke erfolgt mit der [[Software#TwinCAT|SPS]].

Hardware

2013-10-02T13:11:16Z

Philipp: /* Gegnererkennung */

{{Navigation|hardware=underline}}

== Aktorik ==

Eine große Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts war die Realisierung der Antriebe für die überlagerte Dreh- und Längsbewegung der Spielstangen. Die Rotation wird von einem elektrischen Servomotor (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AM3032-0D30-0000) bewerkstelligt, die Linearbewegung übernimmt ein Linearmotor mit zylindrischer Achse (Typ: [http://www.copleycontrols.com/ Copley] STA2504P-516-S-S3F). Pro Spielstange ist jeweils ein Rotations- und ein Linearmotor verbaut, dies ergibt insgesamt acht Motoren die von vier Zweikanal-Servoverstärkern (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AX5206 mit Safety-Option AX5801 ) gespeist werden. Die Drehung der Rotationsmotoren wird auf ein ein Vierkant-Rohr übertragen, in dem sich die Spielstange teleskopisch bewegt.

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Datei:Aktorik_Zeichnung.jpg|Modell
Datei:Prock_overview_mechanik.JPG|Gesammtansicht
Datei:Rotation.JPG|Rotationsmotoren
Datei:Translation.JPG|Linearmotoren
Datei:Verstaerker.JPG|Servoverstärker
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== Gegnererkennung ==

Die Stellungen der Spielstangen des menschlichen Spielers ermitteln wir jeweils mit Hilfe von zwei Laser-Distanz-Sensoren (Typ: [http://www.baumer.com Baumer] OADM 13U7480/S35A). Dafür sind an den Enden der Stangen Kunststoff-Schnecken angebracht. Die Schnecken werden mit einem Sensor an der Fläche in der Mitte und mit dem anderen Sensor an der umlaufenden schiefen Ebene abgetastet. Aus der Distanz zwischen Laser-Sensor und der Mitte der Schnecke, bestimmen wir die Position der Stange in Längsrichtung. Aus der Differenz der Distanz in der Mitte und der Distanz zur umlaufenden Ebene berechnen wir den Winkel der Spielstange.

Übrigens, die Schnecken wurden im hausinternen [http://www.me.hm.edu/fakultaet/verbundlabore/kca/rpm Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing Labor] gefertigt.

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Datei:Gegnererkennung_neu.jpg|Gegnererkennung mit Laser-Distanzsensoren
Datei:Schnecke isometrisch.png|CAD-Zeichnung einer Schnecke
Datei:Schnecken alt neu.JPG|Vergleich altes und neues Design der Schnecken
</gallery>

== Ballerkennung ==

Um die Position des Balles zu bestimmen, haben wir Kameras (Typ: [http://www.vrmagic.com VRmagic] VRmFC-12/BW) in zwei Ecken des Spielfeldes montiert. Diese beobachten das Spielfeld durch einen schmalen Schlitz in der Bande. Bereits auf den Kameras selbst werden die Bilder vor bearbeitet, so dass die [[Software#Ballerkennung|Software]] nur noch einen schmalen schwarzen Streifen mit einem weißen Fleck (Ball) auswerten muss.

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Datei:Embedded Kamera.JPG|Embedded-Kamera
Datei:Kamera_montiert.JPG|Kamera montiert
Datei:Ballerkennung_Kamerapositionierung.png|Positionierung der Kameras
</gallery>

== Spielstandanzeige ==

Damit der Kicker nicht nur technisch, sondern auch optisch was hermacht, haben wir eine Spielstandanzeige gebaut. Sie kann zwei zweistellige 7-Segment-Ziffern darstellen und besteht aus 336 LEDs. Während des Spiels wird natürlich der Spielstand (Mensch:Computer) angezeigt, wenn gerade nicht gespielt wird, wird die Uhrzeit dargestellt. Angesteuert wird das Ganze von der SPS, über digitale I/O-Klemmen.

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Datei:Kicker vorne Spielstandsanzeige.JPG|Spielstandanzeige oben, die Uhrzeit wird angezeigt
Datei:Schaltung Spielstandanzeige.JPG|Schaltung der Spielstandanzeige
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== Sicherheitstechnik ==

Wie in der Industrie, muss auch unser Kicker - als autonomes System - mit entsprechender Sicherheitstechnik ausgerüstet sein. Am Gerät befinden sich insgesamt vier Notaus-Schalter, zwei vorne am Spieltisch, einen an der Bedieneinheit und einen frei platzierbaren. Eine Lichtschranke (Typ: [http://www.sick.com sick] miniTwin2) über dem Spielfeld sorgt dafür dass alle Motoren sofort ausgeschaltet werden wenn jemand ins Spielfeld greift. Alle Sicherheitselemente werden über ein spezielles Sicherheitsrelais (Typ: [http://www.pilz.com/de-INT pilz] PNOZ XV2) geschaltet.

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Datei:Notausknopf Lichtgitter.JPG|Notaus-Schalter mit Lichtgitter dahinter
Datei:Bedieneinheit.JPG|Bedieneinheit mit Notaus-Schalter
Datei:Sicherungen.jpg|Elektroverteilung mit Sicherungen
Datei:Pilz Sicherheitsrelais.JPG|Sicherheitsrelais
</gallery>

== Torerkennung ==

Die gefallenen Tore werden bei uns automatisch gezählt. Hierfür sind in jedem Tor Lichtschranken verbaut, die beim Passieren eines Balles unterbrochen werden. Die Auswertung der Lichtschranke erfolgt mit der [[Software#TwinCAT|SPS]].

Hardware

2013-10-02T13:07:56Z

Philipp: /* Aktorik */

{{Navigation|hardware=underline}}

== Aktorik ==

Eine große Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts war die Realisierung der Antriebe für die überlagerte Dreh- und Längsbewegung der Spielstangen. Die Rotation wird von einem elektrischen Servomotor (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AM3032-0D30-0000) bewerkstelligt, die Linearbewegung übernimmt ein Linearmotor mit zylindrischer Achse (Typ: [http://www.copleycontrols.com/ Copley] STA2504P-516-S-S3F). Pro Spielstange ist jeweils ein Rotations- und ein Linearmotor verbaut, dies ergibt insgesamt acht Motoren die von vier Zweikanal-Servoverstärkern (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AX5206 mit Safety-Option AX5801 ) gespeist werden. Die Drehung der Rotationsmotoren wird auf ein ein Vierkant-Rohr übertragen, in dem sich die Spielstange teleskopisch bewegt.

<gallery>
Datei:Aktorik_Zeichnung.jpg|Modell
Datei:Prock_overview_mechanik.JPG|Gesammtansicht
Datei:Rotation.JPG|Rotationsmotoren
Datei:Translation.JPG|Linearmotoren
Datei:Verstaerker.JPG|Servoverstärker
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== Gegner-Erkennung ==

Die Stellungen der Spielstangen des menschlichen Spielers ermitteln wir jeweils mit Hilfe von zwei Laser-Distanz-Sensoren (Typ: [http://www.baumer.com Baumer] OADM 13U7480/S35A). Dafür sind an den Enden der Stangen Kunststoff-Schnecken angebracht. Die Schnecken werden mit einem Sensor an der Fläche in der Mitte und mit dem anderen Sensor an der umlaufenden schiefen Ebene abgetastet. Aus der Distanz zwischen Laser-Sensor und der Mitte der Schnecke, bestimmen wir die Position der Stange in Längsrichtung. Aus der Differenz der Distanz in der Mitte und der Distanz zur umlaufenden Ebene berechnen wir den Winkel der Spielstange.

Übrigens, die Schnecken wurden im hausinternen [http://www.me.hm.edu/fakultaet/verbundlabore/kca/rpm Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing Labor] gefertigt.

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Datei:Gegnererkennung_neu.jpg|Gegner-Erkennung mit Laser-Distanzsensoren
Datei:Schnecke isometrisch.png|CAD-Zeichnung einer Schnecke
Datei:Schnecken alt neu.JPG|Vergleich altes und neues Design der Schnecken
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== Ballerkennung ==

Um die Position des Balles zu bestimmen, haben wir Kameras (Typ: [http://www.vrmagic.com VRmagic] VRmFC-12/BW) in zwei Ecken des Spielfeldes montiert. Diese beobachten das Spielfeld durch einen schmalen Schlitz in der Bande. Bereits auf den Kameras selbst werden die Bilder vor bearbeitet, so dass die [[Software#Ballerkennung|Software]] nur noch einen schmalen schwarzen Streifen mit einem weißen Fleck (Ball) auswerten muss.

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Datei:Embedded Kamera.JPG|Embedded-Kamera
Datei:Kamera_montiert.JPG|Kamera montiert
Datei:Ballerkennung_Kamerapositionierung.png|Positionierung der Kameras
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== Spielstandanzeige ==

Damit der Kicker nicht nur technisch, sondern auch optisch was hermacht, haben wir eine Spielstandanzeige gebaut. Sie kann zwei zweistellige 7-Segment-Ziffern darstellen und besteht aus 336 LEDs. Während des Spiels wird natürlich der Spielstand (Mensch:Computer) angezeigt, wenn gerade nicht gespielt wird, wird die Uhrzeit dargestellt. Angesteuert wird das Ganze von der SPS, über digitale I/O-Klemmen.

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Datei:Kicker vorne Spielstandsanzeige.JPG|Spielstandanzeige oben, die Uhrzeit wird angezeigt
Datei:Schaltung Spielstandanzeige.JPG|Schaltung der Spielstandanzeige
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== Sicherheitstechnik ==

Wie in der Industrie, muss auch unser Kicker - als autonomes System - mit entsprechender Sicherheitstechnik ausgerüstet sein. Am Gerät befinden sich insgesamt vier Notaus-Schalter, zwei vorne am Spieltisch, einen an der Bedieneinheit und einen frei platzierbaren. Eine Lichtschranke (Typ: [http://www.sick.com sick] miniTwin2) über dem Spielfeld sorgt dafür dass alle Motoren sofort ausgeschaltet werden wenn jemand ins Spielfeld greift. Alle Sicherheitselemente werden über ein spezielles Sicherheitsrelais (Typ: [http://www.pilz.com/de-INT pilz] PNOZ XV2) geschaltet.

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Datei:Notausknopf Lichtgitter.JPG|Notaus-Schalter mit Lichtgitter dahinter
Datei:Bedieneinheit.JPG|Bedieneinheit mit Notaus-Schalter
Datei:Sicherungen.jpg|Elektroverteilung mit Sicherungen
Datei:Pilz Sicherheitsrelais.JPG|Sicherheitsrelais
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== Torerkennung ==

Die gefallenen Tore werden bei uns automatisch gezählt. Hierfür sind in jedem Tor Lichtschranken verbaut, die beim Passieren eines Balles unterbrochen werden. Die Auswertung der Lichtschranke erfolgt mit der [[Software#TwinCAT|SPS]].

Hardware

2013-10-02T13:06:28Z

Philipp: /* Aktorik */

{{Navigation|hardware=underline}}

== Aktorik ==

Eine große Herausforderung bei der Umsetzung des Projekts war die Realisierung der Antriebe für die überlagerte Dreh- und Längsbewegung der Spielstangen. Die Rotation wird von einem elektrischen Servomotor (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AM3032-0D30-0000) bewerkstelligt, die Linearbewegung übernimmt ein Linearmotor mit zylindrischer Achse (Typ: [http://www.copleycontrols.com/ Copley] STA2504P-516-S-S3F). Pro Spielstange ist jeweils ein Rotations- und ein Linearmotor verbaut, dies ergibt insgesamt acht Motoren die von vier Zweikanal-Servoverstärkern (Typ: [http://beckhoff.de/ Beckhoff] AX5206 mit Safety-Option AX5801 ) gespeist werden. Die Drehung der Rotationsmotoren wird auf ein ein Vierkant-Rohr übertragen, in dem sich die Spielstange teleskopisch bewegt.

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Datei:Prock_overview_mechanik.JPG|Aktorik
Datei:Rotation.JPG|Rotationsmotoren
Datei:Translation.JPG|Linearmotoren
Datei:Verstaerker.JPG|Servoverstärker
Datei:Aktorik_Zeichnung.jpg|Zeichnung
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== Gegner-Erkennung ==

Die Stellungen der Spielstangen des menschlichen Spielers ermitteln wir jeweils mit Hilfe von zwei Laser-Distanz-Sensoren (Typ: [http://www.baumer.com Baumer] OADM 13U7480/S35A). Dafür sind an den Enden der Stangen Kunststoff-Schnecken angebracht. Die Schnecken werden mit einem Sensor an der Fläche in der Mitte und mit dem anderen Sensor an der umlaufenden schiefen Ebene abgetastet. Aus der Distanz zwischen Laser-Sensor und der Mitte der Schnecke, bestimmen wir die Position der Stange in Längsrichtung. Aus der Differenz der Distanz in der Mitte und der Distanz zur umlaufenden Ebene berechnen wir den Winkel der Spielstange.

Übrigens, die Schnecken wurden im hausinternen [http://www.me.hm.edu/fakultaet/verbundlabore/kca/rpm Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing Labor] gefertigt.

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Datei:Gegnererkennung_neu.jpg|Gegner-Erkennung mit Laser-Distanzsensoren
Datei:Schnecke isometrisch.png|CAD-Zeichnung einer Schnecke
Datei:Schnecken alt neu.JPG|Vergleich altes und neues Design der Schnecken
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== Ballerkennung ==

Um die Position des Balles zu bestimmen, haben wir Kameras (Typ: [http://www.vrmagic.com VRmagic] VRmFC-12/BW) in zwei Ecken des Spielfeldes montiert. Diese beobachten das Spielfeld durch einen schmalen Schlitz in der Bande. Bereits auf den Kameras selbst werden die Bilder vor bearbeitet, so dass die [[Software#Ballerkennung|Software]] nur noch einen schmalen schwarzen Streifen mit einem weißen Fleck (Ball) auswerten muss.

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Datei:Embedded Kamera.JPG|Embedded-Kamera
Datei:Kamera_montiert.JPG|Kamera montiert
Datei:Ballerkennung_Kamerapositionierung.png|Positionierung der Kameras
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== Spielstandanzeige ==

Damit der Kicker nicht nur technisch, sondern auch optisch was hermacht, haben wir eine Spielstandanzeige gebaut. Sie kann zwei zweistellige 7-Segment-Ziffern darstellen und besteht aus 336 LEDs. Während des Spiels wird natürlich der Spielstand (Mensch:Computer) angezeigt, wenn gerade nicht gespielt wird, wird die Uhrzeit dargestellt. Angesteuert wird das Ganze von der SPS, über digitale I/O-Klemmen.

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Datei:Kicker vorne Spielstandsanzeige.JPG|Spielstandanzeige oben, die Uhrzeit wird angezeigt
Datei:Schaltung Spielstandanzeige.JPG|Schaltung der Spielstandanzeige
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== Sicherheitstechnik ==

Wie in der Industrie, muss auch unser Kicker - als autonomes System - mit entsprechender Sicherheitstechnik ausgerüstet sein. Am Gerät befinden sich insgesamt vier Notaus-Schalter, zwei vorne am Spieltisch, einen an der Bedieneinheit und einen frei platzierbaren. Eine Lichtschranke (Typ: [http://www.sick.com sick] miniTwin2) über dem Spielfeld sorgt dafür dass alle Motoren sofort ausgeschaltet werden wenn jemand ins Spielfeld greift. Alle Sicherheitselemente werden über ein spezielles Sicherheitsrelais (Typ: [http://www.pilz.com/de-INT pilz] PNOZ XV2) geschaltet.

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Datei:Notausknopf Lichtgitter.JPG|Notaus-Schalter mit Lichtgitter dahinter
Datei:Bedieneinheit.JPG|Bedieneinheit mit Notaus-Schalter
Datei:Sicherungen.jpg|Elektroverteilung mit Sicherungen
Datei:Pilz Sicherheitsrelais.JPG|Sicherheitsrelais
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== Torerkennung ==

Die gefallenen Tore werden bei uns automatisch gezählt. Hierfür sind in jedem Tor Lichtschranken verbaut, die beim Passieren eines Balles unterbrochen werden. Die Auswertung der Lichtschranke erfolgt mit der [[Software#TwinCAT|SPS]].

Vorlage:Navigation

2013-10-02T12:54:35Z

Philipp:

News

2013-10-02T12:54:26Z

Philipp: Philipp verschob Seite Aktuelles nach News: Umbenennung

{{Navigation|news=underline}}

== Überarbeitete Webseite ==

{{News|text=Wie ihr seht sind wir dabei unseren Web-Auftritt etwas neu zu gestalten und den Inhalt etwas aufzuräumen, also schaut gelegentlich mal rein.}}

== Neue Highscoreliste ==

{{News|text=Seit einiger Zeit arbeiten wir an einer Highscore-Liste, hier eine kleine Vorschau:

[[Bild:Highscore Screen.png]]

Sie erlaubt uns auf Events das beste Team zu ermitteln, Features sind unter anderem:
* Automatische Sortierung nach Spielstand und Zeit
* Automatischer Abruf des Spielstandes von der SPS
* Automatisches Anhalten der Zeit wenn der Ball außerhalb des Spielfeldes ist
* Abspeichern in eine Datei im csv-Format (geeignet für Tabellenkalkulation)
}}