domenica 23 giugno 2013

Carrera Digital reverse engineering

Ormai il caldo deve averci dato un po' alla testa,
ci siamo lasciati affascinare dal mondo delle slot car, tralasciando un pochino i vecchi computer.

Ma non abbiate paura, non abbiamo intenzione di variare il principale oggetto di interesse del nostro gruppo, semplicemente stiamo utilizzando questo intrigante gioco per acquisire qualche competenza in più.

E' con un approccio estremamente didattico che stiamo analizzando le ottime piste Carrera Digital per poi arrivare a realizzare qualche cosa di nostro.

Esistono due sistemi diversi: uno per la scala 1:43 dedicata ai più piccoli, ed un secondo più professionale per la scala 1:32.

Carrera Digital 132
L'amico Roberto ha scelto questo sistema. E' ricco di accessori, le macchine sono stupende e dettagliatissime ed il chip digitale all'interno permette di settare velocità massima, frenata e carburante.

La pista è costantemente alimentata a 14,5 V, il chip si abbina con una semplice procedura ad uno dei comandi per regolare la velocità durante la gara, indipendentemente delle altre macchine.

Con un oscilloscopio digitale abbiamo iniziato a ragionare per capire come funziona questo intrigante sistema.

E' infatti possibile cambiare binario ed effettuare sorpassi sfruttando gli scambi, ne apriamo uno per vedere come funziona:

Non avviene nessuna comunicazione tra gli scambi e la centralina, questi agiscono indipendentemente rilevando semplicemente l'accensione di un led IR sul fondo della macchina, azionabile tramite un pulsante posto sul comando. Se il led è acceso lo scambio grazie ad un solenoide commuta la corsia, se è spento la macchina procede sullo stesso binario. Subito dopo un sistema meccanico riporta il flipper in posizione dritta.

Carrera Digital 143
La serie "più piccola" presenta alcune caratteristiche in comune, ma le auto sono meno dettagliate:

Il sistema è decisamente meno complesso, è possibile correre con un massimo di tre auto a differenza delle sei usabili nel sistema 132, non è prevista la gestione del carburante, ghost car e frenata.

Decidiamo di approfondire la nostra analisi su questa scala, sperando che a fronte di una complessità minore, si possa arrivare ad una completa comprensione più facilmente.

Smontiamo anche la centralina:

Il sistema è decisamente ben progettato e ci fornisce più di qualche spunto per realizzarne uno tutto nostro:

Ma è ora di fare sul serio e vedere un po' come comunica la centralina con le auto, l'oscilloscopio digitale a doppio canale diventa indispensabile, sia per capire cosa esce dalla centralina

sia cosa entra al processore nell'auto e come questo gestisce il PWM all'uscita:

Lo sfasamento tra il GND ed il VCC, misurando con l'oscilloscopio i due canali in differenziale, è esattamente di 5V ! Ecco come si alimenta l'AT tiny senza dover utilizzare un convertitore DC/DC, geniale !

Ci siamo un po' persi nell'analisi del pacchetto dei dati, abbiamo identificato correttamente il bit di start e di stop. Interpretare gli ulteriori 8 bit di dati in codifica Manchester però è un'altra cosa.... che affronteremo la prossima volta !

1 commento:

FP ha detto...

Procate questo: http://www.slotbaer.de/index.php/carrera-digital-124-132