Für 135 € zu erwerben: SKLZ Lichtschrankensystem | Zum selber bauen: Ein Adapter im 3D-Druck, ein Funkmodul (SyncSport) um die Signale auf anderen Displays und Rechnern zu empfangen und eine maßgeschneiderte Softwaresuite = Ein zu „Pro“ upgegradetes Zeiterfassungs-System, das die Profisysteme nicht fürchten muss, nur: zu einem Bruchteil des Preises und als spannendes Schülerprojekt. Also: unbezahbar! Löten, Drucken, Programmieren als Anwendungsfall im projektorientierten Sportunterricht….
SKLZ Speed Gates: Vom einfachen Lichtschrankensystem zur digitalen Zeitmessanlage
Die SKLZ Speed Gates sind eine vergleichsweise unkomplizierte Möglichkeit, Sprint- und Laufzeiten elektronisch zu erfassen. Zum Set gehören vier Sensoren für Start- und Ziellichtschranke, der elektronische Timer, vier Trainingskegel und eine Transporttasche. Der Timer speichert die 50 zuletzt gemessenen Zeiten. Die Sensorpaare werden jeweils gegenüber aufgestellt; laut Anleitung darf der Abstand innerhalb eines Lichtschrankenpaares bis zu vier Fuß, also rund 1,22 Meter, betragen.
Das SKLZ Speed Gates System* ist eine erschwingliche Lösung, wenn man es mit anderen Lichtschrankensystemen vergleicht, die gerne ab 500€ aufwärts kosten. Hier bekommt man für aktuell 140€ zwar Chinaplastik, aber: Es funktioniert. Und das zuverlässig und gut!
Interessant ist die Reichweite: Die zum Modell SP23 gehörende Bedienungsanleitung nennt zwischen Start- und Zieltor bis zu 50 Yards beziehungsweise rund 45,7 Meter. Die aktuell angebotenen Varianten unterscheiden sich allerdings: SKLZ legt dem Modell Speed Gates Pro noch Verlängerungen bei. Diese Modell ist jedoch nur in Canada und den USA erhältlich. Dafür liefert das in Deutschland über AMAZON bestellbare System immerhin die 50 Yard Reichweite der Pro-Version und nicht die 20 Yards, die eigentlich der Standard-Version entsprechen. Beim Kauf sollte man deshalb genau auf die jeweilige Version achten.
Ein Problem im Schul- und vorallem im Leistungssport: Die Sensoren sitzen sehr niedrig, zu niedrig…
Im Original der angesprochenen in Deutschland erhältlichen Ausführung stecken die Lichtschrankenmodule direkt in den SKLZ-Kegeln/ Hütchen. Für Sprintmessungen funktioniert das grundsätzlich, praktisch liegen die Lichtstrahlen dadurch aber sehr niedrig, ungefähr auf Höher der unteren Schienbeine. Gerade bei schnellen Laufbewegungen ist eine höhere Position interessant. Es ist mehrfach vorgekommen, dass eine der Schranken schlichtweg „überlaufen“ wurde. Das ist nicht konsequent zu Ende gedacht worden.
Die Lösung: selbstgedruckte Adapter:
Eine einfache Eigenbaulösung besteht aus 25 × 25-mm-Aluminium-Vierkantrohren* mit etwa 25 cm Länge. An jedes Rohr kommen zwei selbst konstruierte und im 3D-Druck hergestellte Halterungen aus TPU: unten eine stabile Aufnahme für den SKLZ-Kegel und oben ein passender Adapter für den Lichtschrankensensor. Die Verbindungen können zusätzlich vernietet werden.
Damit sitzt die eigentliche Lichtschranke rund 25 cm höher, ohne dass am Sensor selbst etwas verändert werden muss. Das System bleibt transportabel und kann bei Bedarf wieder zerlegt werden.
Hier können Sie die Druckdateien für die Adapter sowie eine Bauanleitung gegen eine geringe Schutzgebühr erwerben. Die Druckdateien sind STL Dateien. Enthalten sind noch zusätzliche Adapter und ein neu designter Standfuß zum 3D-Drucken. GANZ NEU: Zusätzlich bieten wir als Service an, eine komplett vorbereitete PCB (Platine) zu bestellen, das erspart reichlich Lötarbeit und macht das Projekt mit Schülerinnen und Schülern noch durchführbarer.
Noch spannender: Die Funkdaten selbst empfangen
Die Speed Gates übertragen ihre Messdaten per Funk. Für das SP23-System ist die Funkfrequenz sogar dokumentiert: Die FCC-Zulassung nennt 433,944 MHz. Der Mitgelieferte – sehr einfache aber intuitive – Minimonitor zeigt lediglich die Laufzeit an. Zudem ist er bei Helligkeit etwas schwer abesbar.
Das macht einen kleinen Eigenbau interessant. Ein CC1101-Funkmodul deckt unter anderem den Frequenzbereich von 387 bis 464 MHz ab und ist damit hardwareseitig grundsätzlich für 433,944 MHz geeignet. Es unterstützt verschiedene Modulationsarten wie FSK, GFSK, MSK sowie ASK/OOK und lässt sich per SPI an einen Mikrocontroller anbinden. Das fertige SyncSport-Modul in V1.9 von SPORTPROFI sieht man in der Galerie hier, es handelt sich um den ersten funktionalen Prototyp. Eine neues Modell mit integrierte Display ist gerade in Arbeit.
Als Steuerung hat sich ein ESP32 angeboten. Er kann den CC1101 per SPI auslesen und die empfangenen Daten anschließend beispielsweise per USB, WLAN oder Bluetooth an einen Laptop weitergeben. Der ESP32 bringt dafür unter anderem SPI, UART, WLAN und Bluetooth bereits mit.
Der spannende Teil liegt anschließend in der Software: Da das Funktelegramm der SKLZ-Sensoren zuverlässig dekodiert ist, müssen die Daten nicht mehr nur auf dem kleinen Originaldisplay landen. Auf dem Laptop lassen sich Messungen speichern, einzelnen Schüler oder Läufen zuordnen und automatisch weiterverarbeiten. Bei bekannter Messstrecke kann beispielsweise direkt aus
Geschwindigkeit = Strecke / Zeit
die Durchschnittsgeschwindigkeit in m/s oder km/h berechnet werden. Bei wiederholten Durchläufen wurden bereits ebenso Zwischen-, Intervall- oder Rundenzeiten, persönliche Bestzeiten, Ranglisten und komplette Messreihen in die neue Software eingebaut. (Hier gibt es eine Demoversion, bei Interesse bitte Mail über das Kontaktformular).
Aus einer günstigen, ursprünglich recht geschlossenen Trainingslösung wird so schrittweise ein wesentlich flexibleres Messsystem: SKLZ liefert Lichtschranken und Funktechnik, 25-mm-Aluprofile bringen die Sensoren auf eine sinnvollere Höhe – und CC1101 plus ESP32 öffnen die Messwerte für eigene Anwendungen auf dem Laptop.
Die technische Umsetzung des Projekts auf Basis eines ESP-S3 Microcontrollers wird in näherer Zukunft hier noch genauer dargestellt. Der Prototyp des SyncSport-Funkmoduls V1.9 mit Akku kann bequem über USB -C aufgeladen werden. Das spannende ist: es lässt sich nun ein WLAN aufspannen, in das sich alle Geräte ohne Internet einfach einklinken können. Dort kann man die Zeiten anzeigen lassen und von einem Laptop aus auch das Modul administrieren. So kann man in einem Radius von bis zu 200m (z.B. auf einem Sportplatz)die Daten der Zeitmessung erhalten – und das unabhängig vom Internet, sowohl auf Schülergeräten als auch auf Lehrer- und Trainergeräten und z.B. Displays etc..
Hinweis: Der Funkempfang mit CC1101 und die Dekodierung des SKLZ-Protokolls sind ein Eigenbauprojekt und keine vom Hersteller vorgesehene Funktion. Es wird lediglich das Funkprotokoll ausgelesen. Ein Projekt im Rahmen eines Informatik, Physik, Technik oder ähnlichen Kurses könnte so in Verknüpfung mit dem Sport eine spannende Lerngelegenheit sein.
