Deutsch Sind Sie Sportler? Dann sind Sie vermutlich mit dem Shuttle-Run-Test vertraut. Doch haben Sie sich jemals gefragt, wie man zu Beginn das richtige Tempo besser finden kann? Genau an diesem Punkt setzt unser innovatives Projekt an. Der traditionelle Shuttle-Run-Test beruht ausschließlich auf akustischen Signalen. Unser Ansatz erweitert dieses Konzept durch die Integration einer optischen Orientierungshilfe in Form eines LED-Streifens. Diese Kombination erleichtert nicht nur Anfängern die Durchführung des Tests, sondern eröffnet auch hörbeeinträchtigten Menschen die Möglichkeit, den Test erfolgreich zu absolvieren. Ein weiteres zentrales Merkmal unseres Projekts ist ein portables Montagesystem, das eine schnelle und unkomplizierte Installation sowie einen reibungslosen Abbau in jeder Testumgebung gewährleistet. Besonderen Wert legen wir darüber hinaus auf eine hohe Benutzerfreundlichkeit, sodass die Bedienung und der Aufbau intuitiv und auf Anhieb verständlich sind. Dank unseres integrierten Akkus ist das System unabhängig von der Testumgebung einsetzbar – ob auf dem Rasenplatz, der Laufbahn oder in der Halle. Darüber hinaus verfolgen wir einen nachhaltigen Ansatz, indem wir so viele Komponenten wie möglich selbst produzieren, um CO₂-Emissionen durch externe Lieferungen zu reduzieren. Die Gehäuse werden per 3D-Druck gefertigt, und die Platinen entstehen in unserer hauseigenen Leiterplattenproduktion.

Unser Projekt wird bearbeitet und erstellt an der HTL Mössingerstraße

Dieses Projekt wird gemeinsam mit einem Kooperationspartner durchgeführt:

English Are you an athlete? Then you are probably familiar with the shuttle run test. But have you ever wondered how to better find the right pace at the beginning? This is precisely where our innovative project comes in. The traditional shuttle run test relies exclusively on acoustic signals. Our approach expands this concept by integrating a visual guidance system in the form of an LED strip. This combination not only makes it easier for beginners to complete the test but also enables hearing-impaired individuals to successfully participate. Another key feature of our project is a portable mounting system that ensures quick and easy installation as well as smooth disassembly in any testing environment. We also place great emphasis on user-friendliness, ensuring that operation and setup are intuitive and immediately understandable. Thanks to the integrated battery, the system can be used in any testing environment – whether on a grass field, track, or indoor hall. Moreover, we are committed to sustainability by producing as many components as possible in-house to reduce CO₂ emissions from external deliveries. The housings are manufactured using 3D printing, and the circuit boards are produced in our in-house PCB production facility.

Details

In den folgenden Absätzen wird der grundlegende Aufbau beziehungsweise die Hauptbestandteile des Speedlimiters erläutert und mit Illustration anschaulich gemacht.

Hardware

WS2812B LED-Strip in Montageleisten mit Steckverbindungen

Ein Hauptbestandteil unseres Projektes ist die Entwicklung eines Montagesystems, welches egal von Ort und Beschaffenheit an jedem Ort mit einer ebenen Fläche installiert werden kann. Das von uns entwickelte Stecksystem, mit 2x 3-poligen Steckverbindungen, ist einzigartig in seiner Art und verbindet die verschieden LED-Leisten zuverlässig und miteinander. Das System ist von Verpolung ausgeschlossen, da unsere Verbindung so konstruiert sind, sodass die Fehlerquote beim Aufbau auf 0% sinkt. Den Test starten, noch viel einfacher. Auf der Versorgungsbox ist ein Schalter eingebaut, welcher den Test Ein und wieder Aus schalten kann. Daher ist die Montage bzw. der ganze Testaufbau und Durchführung sehr Benutzerfreundlich.

Elektronik

Elektronisches Innenleben

Die Schaltung des Speedlimiters ist wiefolgt aufgebaut. Die Hauptstromversorgung für die Audio-Ausgabe, sowohl als auch für die Steuerung und Versorgung des LED-Strip´s macht eine Powerbank. Die Steuerung für den LED-Strip übernimmt ein ESP32-Mikrocontroller. Außerdem ist ein zweiter ESP32-Mikrocontroller eingebaut, der rein für die Audio zuständig ist. Dieser gibt ein Signal an ein Audio-Modul (DFPlayerMini), welcher von einer MikroSD-Karte die passende Sound-Datei über die externen Lautsprecher abspielt. Wie vorhin erwähnt, kann der Test mittels eines Taster ganz einfach Ein und Aus geschalten werden.

Software

Programmierung des LED-Strips und des Audio-Moduls

Die ESP32-Mikrocontroller werden über die ArduinoIDE mit C++ programmiert. Für die Programmierung des ESP´s für den LED-Strip wird eine spezielle Bibliothek verwendet, welche es uns ermöglicht jede einzelne LED anzusteuern. Der Code wurde darauf ausgelegt, 2 Endzonen und einen fahrenden Balken (Orientierungshilfe) anzeigen zu lassen, bei dem die Farbeinstellung so gewählt sind, sodass nur ein geringer Strom benötigt wird, aber die Farben im Sonnenlicht jedoch gut zu erkennen sind. Der zweite ESP-Mikrocontroller, bekommt beim starten des Test´s ein Signal, dass er die Sound-File mit dem Shuttle-Run auf dem Audio-Modul abspielt. Die Geschwindigkeiten des LED-Strip´s und die Audio-Signale des Shuttle Run Tests sind auf die Millisekunde genau programmiert und ermöglicht es dem Athleten den Test einwandfrei zu bestreiten.