< TIMES - Time Measurement System

Kurzbeschreibung

Deutsch:

Normale Zeitmessungssysteme geben meistens nur die benötigte Zeit auf einem LC Bildschirm aus, somit muss man die Zeiten immer mitschreiben. Bei unserem Projekt kann man mittels einer Web-App die 2 Läufer, welche als nächstes laufen, auswählen. Es wird dann automatisch ein akustisches Startsignal ausgegeben und die Zeit beginnt zu laufen. Danach wird die gelaufene Zeit auf einem LC Display ausgegeben und in einer Datenbank gespeichert. Die kann der Schüler daheim über eine Webseite auslesen und seine gelaufenen Zeiten grafisch vergleichen, dabei werden die Zeiten der Vorjahre auch gespeichert, somit kann man sehen ob man sich im laufe der Jahre Verbessert hat. Der Lehrer kann die Bestzeiten der gesamten Schule, der Klasse, oder nur eines einzelnen Schülers filtern, und somit sieht er sehr einfach wie gut die Schüler sind. Dies ist für den Lehrer eine sehr wertvolle Vereinfachung, somit muss er nicht immer in seinen Unterlagen die Bestzeiten aufwendig Sortieren.

Englisch

Normal time measurement systems only write the needed time on a LCD, so it is very costly to write all the data on a sheet. At our project one can wit a Web-App select the 2 runner who will run next. After that an acoustic signal will output. Then the times are saved in a database, and will also printed on a Display. So, the student can easy see his time and can also compare it graphically. The times from the past years are stored so you can see if you become better. As a teacher you can see the times from all students, from the whole class or only the time from one student. With this method you can see how good the students are. For the teacher this is a good simplification, because he doesn’t have to write all the times, and sort it elaborately.

Hardware

Raspberry Pi

Als Mikrocontroller verwenden wir einen Raspberry Pi. Mit diesem werden die Daten der Schüler übertragen, d.h. die ausgewählten Läufer werden mit der jeweils gemessenen Zeit zurück zur Website gesendet.

Responsive image

Lichtschranken

Da eine manuelle Bedienung der Messung nicht sehr genau ist verwenden wir zwei Lichtschranken, welche den Lauf des jeweiligen Schülers stoppen und eine sehr genau Zeit ausgeben können. Die Lichtschranken befinden sich am Sportplatz der Schule in zwei kleinen Türmen, welche in der nachstehenden Abbildung zu sehen sind.

Platine

Da der Raspberry Pi und die Lichtschranken unterschiedliche Spannungen benötigen, wird durch eine eigene Schaltung genau dies durch einen Step-Up-Converter erreicht. Diese Platine bietet zudem ein Liquid Crystal Display (LCD), auf welchem die Zeiten am Ende der Laufbahn für die jeweiligen Schüler angezeigt werden.

Software

Benutzeroberfläche Lehrer

Neuer Lauf

Auf dieser Seite kann der Lehrer die Läufer pro Klasse auswählen.
Beim Drücken auf "Lauf Starten" werden die ausgewählten Schüler mittels MQTT an den Raspberry gesendet.

Alle Läufe anzeigen

Hier kann der Lehrer bequem alle Läufe ansehen und auch nach allen Kriterien (Vorname,Nachname,Klasse,Zeit und Datum) filtern.

Benutzeroberfläche Schüler

Meine Läufe

Auf dieser Seite kann der Schüler seine persönlichen Zeiten ansehen.
Die einzelnen Spalten können sortiert werden. Außerdem kann innerhalb der Tabelle gesucht werden.

Python

Mit der Programmiersprache Python wird das Skript für den Mikrocontroller programmiert.

MQTT

Der Mikrocontroller stellt eine Verbindung mit dem MQTT Server der Schule her. Der Datenaustausch zwischen dem Mikrocontroller und der Web Applikation erfolgt über diesen. Jede MQTT Nachricht wird mit einem Topic versehen je nachdem wofür die Daten sind.



Zeitmessung

Der Lauf kann entweder über einen Startknopf oder über MQTT gestartet werden. Um den Lauf über MQTT zu starten muss auf das Topic Times/start etwas gepublished werden. Sowbald eine der beiden möglichkeiten zum Start durchgeführt wurden beginnt der Raspberry Pi mit der Zeitmessung. Der Lauf wird beendet sobald beide Läufer durch den Lichtschranken gelaufen sind und diese ein Signal an den Mikrocontroller über die GPIO Pins senden. Anschließend wird die gemessene Zeit auf den MQTT Server gepublished und kann danach von der Web Applikation empfangen werden.

Daniel Trampitsch

Webseite, Datenbank

Luca Sussitz

Mikrocontroller, Hardware

Dr. Dipl.-Ing. Daniel Wischounig-Strucl

Projektbetreuer