OMEGA - Automatisierung des Timings von Sportveranstaltungen

    Hallo an alle, mein Name ist Sergey.

    Ich bin der Leiter des Bildungsprojekts " SERVODROID ". Mein Projekt ist die Entwicklung einfach zu wiederholender Roboter für Kinder und Erwachsene. Ich selbst unterrichte Robotik in St. Petersburg. Aber ich bin auch ein Athlet und einer meiner Lieblingssportbereiche ist der Wintersport - Slalom, auf den später noch eingegangen wird.

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    In den Weiten unseres Landes gibt es viele wundervolle Orte, von deren Existenz die einfachen Leute vielleicht nicht einmal ahnen. Da ich aber von solchen Orten bin, möchte ich in diesem Projekt über ihn sprechen. Im Norden Russlands, in der Region Murmansk, gibt es eine unauffällige, aber sehr eng verbundene Stadt oder vielmehr eine Siedlung namens Nickel- benannt nach dem Element des Periodensystems, das in dieser Stadt abgebaut wird. Die Bevölkerung der Stadt beträgt etwa 10.000 Menschen. Und wer hätte gedacht, dass es in einer so dünn besiedelten Stadt ein echtes Skigebiet geben könnte, wie man es in Großstädten nennt. Für eine Bevölkerung von 10k ist dies ein echtes Skigebiet, in dem Sportabteilungen abgehalten werden, Kinder und Erwachsene trainieren und lernen, einen eigenen Skilift haben, man kann Ski fahren und sogar Freeride Snowboard fahren!
    Ein kurzer historischer Hintergrund
    In den 1950er Jahren begannen der Nikelsky-Enthusiast Alexei Korovin und seine Freunde, eine Lichtung auf dem damals dicht bewachsenen Lysaya-Hügel zu hacken. 1966 entwickelte er das gleich gestaltete Abschleppseil und rekrutierte die erste Gruppe von Schulkindern für den Unterricht. Von diesem Set laufen jetzt Nikolai Saltykov und Valery Zabara.

    In den Jahren 70-80 nahm die Mannschaft an regionalen Wettbewerben teil, bei denen sie zuversichtlich unter die ersten drei von 15 Mannschaften kam. Der Schüler des Nickel-Skisektion-Sportmeisters Oleg Zuev war ein wiederholter Champion des Nordfestivals, Sieger und Preisträger der Meisterschaft der Sowjetunion. Anschließend arbeitete er als Trainer in Kirowsk. Seine Tochter ist Russlands Meister im Slalom, sein Sohn Stepan ist Mitglied der russischen Nationalmannschaft, Russlands Meister, Gewinner vieler Wettbewerbe der Europameisterschaft. Die Trainerin von Nowokusnezk, A. Nowikow, hat die russische Meisterin Elena Prosteva großgezogen. Er ist auch ein Schüler des Nickel-Skis.

    Die Gegenwart


    Jetzt arbeitet der Ski weiter daran, neue Meister Russlands auszubilden! Für eine Stadt, die so klein ist wie wir - ein Sieg der Athleten auf diesem Berg - als ein Sieg für das ganze Land - wir jubeln unseren Athleten so sehr zu.

    Unten können Sie das Video sehen - wie Wettbewerbe auf dem Berg stattfinden und wer darauf reitet:


    Die Essenz dieses Projekts


    Da ich selbst ein Athlet und in Kombination ein Lehrer bin, verstehe ich, wie wichtig es für die jüngere Generation ist, die Möglichkeit zu haben, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten zu entwickeln und zu demonstrieren - und schließlich sind Sportwettkämpfe ein großer Motivator!

    Auf unserer Skipiste gibt es keine modernen Systeme, mit denen wir aufzeichnen können, wie lange ein Teilnehmer eine Strecke zurücklegt. Im Grunde genommen werden die Messungen auf die alte Art und Weise durchgeführt - indem der Start und das Ziel eines Teilnehmers auf einem Walkie-Talkie mit einer Stoppuhr des Schiedsrichters angesagt werden. Ja, die Methode ist bewährt, stabil, aber ich wollte den Richtern und den Teilnehmern selbst seit langem Neuheit und Bequemlichkeit verleihen, damit sie ihr Training effizienter durchführen und ihre Ergebnisse unabhängig überwachen können. Dafür habe ich mir ein Projekt ausgedacht, in dem ich eine einfache und zuverlässige Option schaffen möchte, ich habe keine Angst zu sagen, ein inländisches Analogon des Registrars.

    OMEGA - Automatic Finish Recorder System


    Wie Sie aus dem Sport wissen, besteht die Aufgabe des Teilnehmers darin, in kürzester Zeit von Punkt „A“ zu Punkt „B“ zu gelangen. Und um diese Zeit zu berücksichtigen, ist es notwendig, den Prozess zu automatisieren, bei dem der Timer genau vom Schnittpunkt der Startflagge startet und stoppt, wenn die Ziellinie geschnitten wird. Bereits 2016 hatte ich die Idee, ein solches Gerät zusammenzubauen. Es ist anzumerken, dass die Idee unterstützt wurde und ich einen Monat später ein Demo-Gerät auf dem Berg getestet habe. Das Gerät war komplett verkabelt - ein Draht wurde bis zu einer Entfernung von 300 Metern entlang des Berges verlegt, über den Signale an den Computer des Richters gesendet wurden. Sie können sehen, wie es hier aussah .. Das System funktionierte, aber die Verwendung von Drähten würde zu einem dauerhaften Zusammenbruch (Brüche beim Ein- und Ausklappen in die Bucht) und zum Einfrieren des Computers des Richters führen, der draußen in die Kälte gebracht werden müsste.

    Das folgende Video zeigt die funktionierende Version der neuen Version des Systems, die drahtlos funktioniert und es dem Kampfrichter ermöglicht, sich in komfortablen Bedingungen zu befinden, sowie den Prozess der Bereitstellung und Inbetriebnahme des Systems in wenigen Minuten:


    Video: OMEGA - Übungstest 4:28

    Was hat sich geändert und was bleibt zu tun


    2019 beschloss ich, die Hardware neu zu gestalten und die Kabel durch Funkmodule zu ersetzen. Nachdem ich die bestehenden Optionen für Funkmodule auf dem Markt untersucht hatte, entschied ich mich für vielversprechende Funkmodule NRF24. Mit diesen Kommunikationsmodulen können Sie Daten über eine Entfernung von bis zu 1000 km und in meinem Fall über die gesamten 2000 km übertragen!

    Woraus besteht das System?


    1. Das Launchpad-Modul ist ein Gerät, das einen Arduino-On-Board-Mini-Computer, NRF24L01-Kommunikationsmodule sowie spezielle Sensoren enthält, die die Bewegung des Teilnehmers aufzeichnen. Neben den Sensoren verfügt das Modul über spezielle Ton- und Lichtanzeigen, die dem Teilnehmer verdeutlichen, dass das Starten erlaubt oder verboten ist. Auf diese Weise können Sie die Arbeit von Richtern und Kontrolleuren entlasten und sich auf die Qualität des Starts des Teilnehmers und seiner Fahrt auf der Autobahn konzentrieren.

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    (Auf dem Foto: Das Modul der "Start" -Tabelle mit der installierten Startflagge und der Halterung für die Installation auf im Schnee eingegrabenen Stützen.)

    2. Das Modul der Zieltabelle- Dies ist ein Gerät, das die gleichen Komponenten wie das obige Modul enthält, aber es gibt einige Unterschiede: Mit einem leistungsstarken Laserstrahl wird der Schnittpunkt des Zielsegments registriert, der in relativ geringen Entfernungen leuchten kann, sodass das System nicht nur in Skigebieten eingesetzt werden kann Bedingungen. Das Modul verfügt über eine Antenne, Befestigungsmechanismen, mit denen es an beliebigen runden Gegenständen befestigt werden kann, auch an einer im Schnee verwurzelten Schaufel!

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    (Auf dem Foto: das Modul des Zieltisches mit dem installierten Lasermodul und einem 10-Meter-Kabel zur Messung des Laserstrahls - Fotodetektor)

    3. Funkkommunikationsmodule- Diese kleinen Boxen sind in der Lage, Signale in Entfernungen von bis zu 1000 bis 2000 Metern zu empfangen und zu senden (große Entfernung durch zwei identische Modelle mit entfernter Antenne und Verstärker), was bedeutet, dass sich der Richter im Haus eines Richters wohl und ruhig fühlen kann warm und mit einer Tasse Kaffee, um die Rennen der einzelnen Teilnehmer zu registrieren. Bei einem kabelgebundenen System - es war ein großes Unbehagen - kenne ich mich aus, da ich im Ziel die Arbeit kontrollierte =) Die Module werden über ein USB-Kabel mit dem Computer verbunden und vom Laptop mit Strom versorgt. Eine einigermaßen einfache und effektive Lösung für die Mobilität des Richters und die einfache Bereitstellung des Systems.

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    (Abbildung: Empfängermodule, die mit dem Computer verbunden sind, auf dem die Timer-Software ausgeführt wird.)

    4. Software ist der wichtigste Teil des Systems.
    Die Software wurde in C # und C / C ++ entwickelt. Die Hauptaufgabe des Programms besteht darin, das Bügeleisen zu binden und dem Richter eine bequeme und übersichtliche (einfache) Arbeitsoberfläche zur Verfügung zu stellen. Das Programm kann sowohl im manuellen als auch im automatischen Modus arbeiten, den Timer beim Start des Teilnehmers unabhängig starten und den Timer beim Überqueren der Ziellinie mit der in der Tabelle eingegebenen Zeit unabhängig stoppen. Die Erfahrung des Wettbewerbs kennen - es kommt häufig vor, dass die Teilnehmer keine Zeit haben, ihre Bestellung zu erfüllen, und in diesem Punkt bietet das Programm bereits eine solche Option an. Das Programm schützt den Kampfrichter auch vor versehentlichem Beenden / Schließen des Programms mit den Ergebnissen - die Daten werden zwangsweise gespeichert und in Excel angezeigt.

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    (Auf dem Foto: Die Schnittstelle des Programms, in dem der Richter arbeitet, zeichnet die Zeit auf und steuert den Betrieb des Bügeleisens.)


    Woraus besteht dieses System?


    Da die anfängliche Berechnung auf der einfachen Verfügbarkeit der verwendeten Funkkomponenten in einer kleinen Stadt wie meinem Dorf beruhte, habe ich versucht, die beliebtesten und am leichtesten zugänglichen Komponenten auszuwählen.

    • Funkmodul NRF24L01 + PA + LNA 1100m - 4 Stck.
    • 4 mm Sperrholzplatte - zum Schneiden von Kisten und notwendigen Elementen
    • Arduino UNO Board - 4 Stk
    • Adapter für NRF24L01 - ohne diesen verhalten sich diese Kommunikationsmodule unangemessen
    • Schachteln und Systemdesign aus Sperrholz (alles auf einer Lasermaschine ausschneiden)
    • Softwareentwicklung mit der Möglichkeit der Aktualisierung (Aktualisierung hauptsächlich für Arduino und das Schiedsrichterprogramm in C # zur Ergänzung und Verbesserung der Funktionalität)
    • 10-Meter-Kabel zur Verbindung der Details des Zieltisches
    • Ein Lasermodul ist im Wesentlichen ein beliebiger Laserpointer. Ich habe mich für dieses Modell entschieden, da es in Geschäften mit allerlei unterhaltsamen Schmuckstücken sehr beliebt ist. Wenn überhaupt, können Sie es schnell ersetzen, indem Sie ein neues kaufen
    • Wiederaufladbare Batterien für tragbare Module
    • Verbrauchsmaterial, Klebstoff, Drähte, Anzeigen, Knöpfe, Anschlüsse.

    Im Moment teste und debugge ich bereits die Hardware und Software des Systems - neulich bin ich zum Skifahren ausgezogen und habe dort direkt am Berg getestet.

    Ich sammle dieses Projekt wie für mich selbst - damit sich mein Gehirn nicht entspannt und neue Informationen einholt, und natürlich möchte ich mich bei meinem Ski bedanken, der mir geholfen hat, Snowboarden zu lernen, und es mir ermöglicht hat, meine Fähigkeiten für die Teilnahme an lokalen und regionalen Wettbewerben zu verbessern =) Gut und natürlich möchte ich Ihnen behilflich sein!
    Wenn Sie sich auch für Sport interessieren und sich für Automatisierung oder sogar für Sport interessieren, freue ich mich über Ihre Unterstützung - mehr dazu hier (:
    Sie können die Entwicklung und den Fortschritt der Entwicklung und Implementierung in meiner Gruppe auf VKontakte in der Praxis verfolgen .

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