Создаем систему хронометража для соревнований, Обсуждение / советы / помощь

уже смотрел

Сайт не плохой,согласен.Вот только цена вопроса в 2 раза больше ,чем АМВ,и все очень стационарно.

ВСЁ, что написано ниже, должно рассматриваться исключительно с учётом скудных познаний автора в электронике и программировании!

Краткая блок-схема предлагаемой конструкции (ориентируясь на драг).

Посмотреть на Яндекс.Фотках

Ход мыслей.
Система регистрации строится на двух ноутбуках. Оба ноута должны быть синхронизированы по времени и иметь беспроводной интерфейс для связи между собой на большие расстояния. При старте участников стартовый ноутбук (ноут1) получает с блока регистрации сигнал, определяет время регистрации сигнала и передаёт это время финишному ноутбуку (ноут2). Ноут2 получив сигнал начинает отсчёт времени, предварительно сделав коррекцию на разницу во времени регистрации сигнала на ноуте1 и принятия сигнала на ноуте2 (для ноута2 безразлично время, затраченное на передачу ему сигнала, т.к. время его собственное соотсветствует времени ноута1, соответственно коррекция при начале отсчёта позволяет получить точные даннные). При финише участника(оф) ноут2 получает сигнал с финишного блока регистрации и заносит результат в общую базу.
Вопросы:
1 – Это первое слабое звено – необходимость двух ноутов с заряженными батареями, чтоб небыло накладок.
2 – Синхронизация времени может осуществляться за счёт подключения обоих ноутов друг к другу коротким отрезком витухи и несложным софтом (врядли это будет сложной задачей для программистов)
3 – Беспроводной интерфейс это WiFi или GPRS, не важно.

Основные блоки системы:
1 - Ноут с Wi-Fi и ПО, которое должно позволять: а – синхронизировать время, б – управлять и координировать работу системы стартовой индикации в зависимости от состояния других компонентов (состояния – движение запрещено/обратный отсчёт/старт)
2 – Система стартовой индикации. Т.к. если я правильно понял, в велоспорте светофоры не регламентируются предлагаю «изобрести свой велосипед». Светофор представляет собой вертикальную последовательность светодиодов в отражателях (один светик или группа) – красный (трек не готов/закрыт), три желтых (предстартовый отсчёт), зелёный (старт). Светофором управляет ноут1 на основе данных ноута2 (финишировали ли участники предыдущего заезда, организатор на старте должен иметь возможность «закрыть» трек на красный свет, если будет препятствие на дистанции)
3 – Блок регистрации. Подключение по USB, возможность подключения до двух датчиков. Необходима схема, которая лишь пошлёт сигнал на ноут1 и ноут2 при исчёзновении сигнала на датчике.
4 – Датчик – фотоэлемент (например элементарный транзистор со снятым кожухом), способный реагировать на красное лазерное излучение. Датчик должен находиться внутри чёрной трубки на глубине не менее 50 мм.
5 – Излучатель – лазерный брелок китайского производства. На старте датчики и излучатели должны быть размещены на вертикальной линейке, на расстоянии примерно 100 мм друг от друга. Это позволит сделать механизм предотвращения фальстартов, не склонный к ложным срабатываниям.

Ещё раз - сильно не пинать! У меня образование в радиоэлектронике - 2 года кружка в муравейнике"

Все это конечно хорошо, но неизвестно время, затрачиваемое на передачу и прием сигнала при синхронизации времени/при старте. Меня это смущает.

1. У нас столько нет =)
2. Следует допустить, что разница в часах все равно останется в несколько миллисекунд.
3. WiFi тут лучше будет, через GPRS сигнал о старте можно передавать все то время что участники едут, а то и больше = ))

Я все же решил немного упростить систему:
Связь между людьми на старте и финише координируется через сети мобильной связи.
Ноут находится на финише. К ноуту подключается устройство, состоящее из таймера, который включается при нажатии на кнопку «Старт» на старте и оптических датчиков на финише. Когда участники пересекают финиш, датчик срабатывает и счет времени для каждого участника прекращается. В общем, суть такова – устройство на микроконтроллере получает все сигналы в себя и управляет таймерами. Время сохраняется в памяти микроконтроллера и по USB интерфейсу передается в компьютер.
Достоинства:
Микроконтроллер является надежным устройством, точным, быстродействующим. Можно добиться точности срабатывания финишных датчиков с временем до 1мс, а то и меньше. Компьютер является не непосредственным таймером, а лишь приемником информации с микроконтроллера и ее последующей обработкой, которая независима от времени. При зависании компьютера, устройство будет дальше работать и учтет время текущих участников, следовательно, все будут учтены.

Недостатки:
Сложность изготовления, но это я беру на себя.

Датчики на старте считаю нецелесообразным, так как старт получится не общим а каждому свой и со своей начальной скоростью, которую он успеет развить до того как пересечет стартовую линию.

Могу помочь. Паяю, разбираюсь в схемах, есть кое что из радиодеталей, проводами(нужно условие, постараюсь найти)

На это расстояние можно и вообще витую пару протянуть!
Если "подхватит" вай-фай, то достаточно с ноута на старте - войти в ноут на финише удаленным доступом или через "радмин", и вообще все запускать "со старта". Синхронизация будет - абсолютная практически. Результаты видны и на старте и на финише. Связь - да хоть тут же, в чате, буковками - железобетонно!
Старт бы желательно подавать простейшим "светофорчиком", пусть на батарейках. А не на "словах"... Можно изладить, всего-то там - три фонарика светодиодных, и всех делов!
---
PS.
Про датчики на старте. В чем их польза? Выскажу свою точку зрения.
Если будет таковой датчик, то - при синхронизации подачи страта - ФАЛЬСТАРТ - выяснится элементарно, пересек старт до сигнала, и все. Итог - меньше споров, или их отсутствие даже на этой почве. (при условии адекватной работы техники и программного обеспечения)

Это сообщение отредактировал Kirnoy - 12.06.2010 - 12:43

Посмотреть на Яндекс.Фотках
Этот промежуток времени будет минимаелен и ОДИНАКОВ для всех участников, что вполне вписывается в правила fair play

Я правильно понял, что это действительно проблема и тему системы на двух ноутах развивать не имеет смысла?

а так же то, что разница ОДИНАКОВА для всех участников. Я не думаю, что участники сильно обидятся, если у них у всех не досчитаются 0.001 секунды в результате

Wi-Fi бесплатен, но требует антенн, если большие расстояния. GPRS (множно поставить таймер на ответ финиша. если финиш "не ответил" можно послать данные повторно) платен, однако старт и финиш можно хоть на разных полюсах поставить

Позволю себе не согласиться.
В моей схеме ПК - средство учёта времени, передачи данных и синхронизации учёта времени (необходимы лишь несложные датчики и блок регистрации).

Как можно говорить о точном и одинаковом учёте тысячных долей секунды для каждого участника, если начало отсчёта в каждом случае зависит от нажатия кнопки на устройстве человеком?

Если учётом времени будет управлять микроконтроллер, то для передачи и приёма данных ему в пару будет необходима мощная система беспроводной передачи сигнала о старте. (тут я со своими скудными познаниями тихо отхожу в сторонку )

Справедливо для гонок с раздельным стартом (гонка за временем, а в данном случае ещё и "старт с хода"). Однако гонки "1на1" намного зрелищнее. (придётся учитывать возможность применения для гонок с различным стартом)
Причина добавления в схему системы индикации и датчиков на старт - 100% пресечение последующих "воплей" о фальстарте опонента.

Могу предложить такой вариант:
1. На велики ставятся метки с оптодатчиком, простейшем микроконтроллером(ФВР, ПИК) и простейшим радипередатчиком.Примерно в таком корпусе:
http://www.chip-dip.ru/product0/9000019696.aspx
Устанавливать на велик надо так чтобы оптодатчик смотрел в сторону (перпенндикулярно движению), и как можно меньше загрязнялся в процессе гонки. Например на стакан рулевой пристегнуть пластиковым хомутом.

2. На финише ставится прожектор, работающий в том же диапазоне что и оптодатчики в метках (скорее всего инфракрасный или красный). Его излучение необходимо промодулировать. Это может быть лазерный модуль или сверхмощный светодиод с линзой - позволяют получить яркий поток, многократно перекрывающий фоновую засветку, и позволяющий пренебречь несильным загрязнением оптодатчика в метке.

3. На финише также находиться приемник и микроконтроллер, принимающий сигналы с меток и записывающий моменты их прихода в память контроллера.
Этот же контроллер соединен с компом (усб, рс-232 и т.д.)

4. На старте находиться передатчик или проводная линия до МКонтроллера на финише. Пристарте он посылает команду на приемник на финише, тот ее воспринимает как начало отсчета времени. Задержка времени из-за распространения сигала - 0.33нс на каждые 100м - фигня по сути, коммутация и вывод передатчика в режим, дешифровка в приемнике займут дольше. В общем ошибка будет не больше 1мс полюбому.

Когда спортсмен пересекает финишную черту метка попадает в излучение прожектора и находящийся в ней передатчик передает идентификационное число записанное в памяти контроллера. Приемник на финише отсылает эти данные в контроллер, тот декодирует и записывает в память время. Потом все результаты отправляются в комп.

Таким образом сразу документируется время всех участников.
Главный недостаток - система боиться грязи, что компенсируется местом располжения метки на велосипеде(или на спортсмене), яркостью прожектора, и правильно выбранным оптическим диапазоном (ИК достаточно устойчив в легкой запыленности, и тумане).

Внимание, вопрос: каким образом передать сигнал с внешнего устройства в программу компьютера сразу же по срабатыванию датчика? При этом нужно исключить ситуацию, что компьютеру вообще будет не до твоего устройства и примет он сигнал через некоторый промежуток времени.

Ну хорошо, допустим есть стартовый датчик. Судья дает сигнал на старт, велосипедисты неспеша садятся на свои велики, подстраивают передачи - ведь время то не пойдет пока они старт не пересекут. Бред в общем.

Если на старте использовать лишь кнопку "Старт" по причине, указанной выше, то 2 проводов будет вполне достаточно.


Добавлено (@ 12.06.2010 - 13:41)

Если честно, то как то сложно и дорого. Участников 50 штук, каждому надо выдать передатчик. 50 передатчиков это 100 батареек, 50 микроконтроллеров, 50 ИК фотодиодов... а еще 50 плат изготовить надо и спаять, а еще потом участников станет 51 и ему не хватит передатчика.

Значит наличие двух ноутов не проблема? тогда продолжим

Скомбинируем две системы. Введём обратную связь по времени.
- Старт
- Блок регистрации получив сигнал начинает отсчёт времени и передаёт ноуту1 кроме первого сигнала с датчика ещё и время, кторое считает он.
- Ноут1 получив сигнал начинает отсчёт времени. Учитывая твой коментарий о занятости порта, в следующий момент обращения к порту он уже примет ещё и данные с таймера блока регистрации. Корректируем данные секундомера ноута1 (время передаваемое ноуту2 = время начала отсчёта по часам ноута1 + время секундомера ноута1 - время счётчика блока регистрации)
- Ноут1 подаёт данные ноуту2. Ноут1 подаёт сигнал на блок регистрации - сбросить счётик.

Готовность для следующего старта.

Нихрена не бред! Прочти внимательно конец моего предыдущего поста. Датчик+Система стартовой индикации необходимы для предотвращения последующего срача о фальстартах!
Судья может дать команду "На старт!" а обратный отсчёт сделает "светофор", датчик проконтролирует чтобы никто не рванул раньше.

Судья - "На старт!"
Участники подкатываются к линии старта и делаю чё угодно.
Судья - "Внимание!" на "светофоре" гаснет красный (нажимает в программе ноута1 кнопку "старт", дальше программа начинает отсчёт времени, подавая сигнал на "светофор". НАЧИНАЕТ учитываться состояние стартового датчика, если кто-то из участников пересекает стартовую линию загорается красный сигнал сфетофора, останавливая старт)
Участники смотрят на "светофор"
Светофор - жёлтый1 - желтый2 - жёлтый3 - зелёный "поехали"

Разве мы не стараемся уйти от проводов?

А в чем смысл всей этой затеи? Померить время первых на финише можно и так без особых проблем, если их немного. Электроника может только обеспечить чуть большую точность(в пределах реакции человека 10-30мс). ПО мне так сотые доли ловить актуально только на соревнованиях высокого уровня. Чтобы точнее отпределить кто первый лучше записывать видео финиша. Т.е. эта приспособа получается просто дорогая игрушка.
А вот померить время каждого участника когда их целая толпа все-таки сложнее.

Кстати придумал вариант который не боиться грязи и более надежен:
На финише расстелается полотно в котором вмонтирована индуктивная катушка - на нее подается переменое напряжение 5-10кгц. Метки устанавливаются на раму в районе каретки(т.е. как можно ближе к земле) и тоже содержат катушки индуктивности ( обычный дроссель на феррите ловит на ура) - приемники излучения. Ну далее соответственно на МК и на радиопередатчик.
Или наоборот - в метках передатчики на земле лежит приемник - но так батарейки надо постояно расходовать, мощность излучения метки очень ограничена как раз емкостью батарейки.
Цена... Метки однозначно лучше отдать в производство мелкой партией чтобы мозг не канифолить с 50-100шт. Как-то интересовался чего оно будет стоить - платы при большом колическтве, и небольших размерах, однослойные без всяких лишних метализаций - 30-50р/шт
контроллеры от 25р(tiny avr), батарейный держатель, дроссель, оу лм358, пара транзисторов и резюков, корпус. Настройку частоты передатчика надо предусмотреть заранее.
http://www.planar.spb.ru/info.php?eid=1498624

Считайте сами нужно оно вам или нет.

P.S. Почему кстати на 50 меток 100 батареек?

Это сообщение отредактировал Engl - 12.06.2010 - 14:48

Кто сказал?

Добавлено (@ 12.06.2010 - 15:21)

Там некогда на светофор смотреть, фальстарт должен обозначаться звуковым сигналом.

На данный момент мы делаем автоматизированную регистрацию времени финиша участника и составления протокола.

Добавлено (@ 12.06.2010 - 15:31)

попробовал, но вместо генератора частоты написал программку для МК. Получилась фигня, работающая адекватно некоторое время, а потом черти-что. Без осциллографа не вкурить...

Мой вопрос был проигнорирован -

Я правильно понял, что это действительно проблема и тему системы на двух ноутах развивать не имеет смысла?

Отсюда и вывод.

А куда ещё смотреть если не вперёд (где и должен находиться "светофор")? Да и похоже теперь необходимость наличия стартового датчика уже не отрицается?

Основную задачу я итак понимаю. Высказывались пожелания не использовать километры проводов т.к. система должна позволять провести гонку не только на 200 метров.

Светофор и синхроннная с ним сирена(100-120дБ) на старте ни кому не помешает, туда и туда питание через один ключ.

Дима, длина сегмента будет длиннее 100м...
хотя мне буквально на этой неделе рассказывали как кинули обычную не экранированную витуху 5е на 200м и все работает

на старте датчик нужен только для контроля фальстарта
сирену на старт сделаем видимо на следующий драг

а по поводу светофора - на старте любых велогонок смотришь не вперед, а вниз и ждешь сигнала, просто потому что так удобнее


а насчет вай-фая меня терзают смутные сомнения, что он возьмет на 200м
вариант с экранированной витухой хорош, но дороговат
плюс надо два ноута с очень мощными аккумами, плюс по одному в запас, кароч пока не вариант

на этот драг мы заюзали два аккума в ноль и финал регистрировали на втором

Значит лампочки нафиг (ну не знал я таких тонкостей велоспорта ). Сирена с сигнала ми двух тонов - три гудка средней высоты и старт по низкому.

А что с остальным? если Ва-Фляй не вариант, провода тож не айс... GPRS?

Ты издеваешься что ли?

Ты издеваешься что ли?

ОФФ
А чё, заметно?

Предложи варианты, с учётом своего опыта, а не пиши бессмысленные коменты.

Думается мне что все порывы применить вай-фай и подсчитывать время на компе не самая лучшая затея. Хотя бы потому что для такой задачи это из пушки по воробьям.

Продолжаю развивать свою идею с индуктивными метками.
Предлагаю метку еще более упростить - убрать из нее батарейку, а катушку-дроссель для приема сигнала сделать печатным способом на плате - очень технологично получается. На плате и приемная катушка и контроллер и передатчик. Все с одной стороны платы делается смд деталями. Потом эта хрень заливается компаудом и никакой корпус не нужен. Микроконтроллер при желании можно заменить простейшей схемой на КМОП - логике.

Цена такой штуки совсем вкусная...

Вай-фай передатчики в данном применении я бы заменил простейщей радиоолинией на модельных частотах 28мгц, 40мгц и т.д. (у тех же авиамоделистов можно повзаимствовать и апаратуру) - надежная связь вплоть до нескольких километров(зависит от конкретной аппаратуры). Можно и самому собрать простейший кварцованный передатчик с импульсной модуляцией и сверхрегенеративный приемник - схем в сети полно, отработаны годами.

Все вычисления делать в микроконтроллерах - так получается точно, без глюков, и минимальное потребление. Комп использовать только для вывода результатов.