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Pressure Sensor

Pressure Sensor Dokumentation
Pressure Sensor Dokumentation

 

Key Features:

  • Weiter Eingangsspannungsbereich von 8 – 27V
  • Konfiguration aller Modulparameter direkt am Pressure Sensor Modul möglich
  • OLED-Display für die Anzeige der Messwerte und der Menüfunktionen
  • Bedienung über einen Drehwahlschalter oder einen Taster
  • Drei konfigurierbare potentialfreie Ausgangskontakte für das Über- und Unterschreiten einer einstellbaren Druckschwelle, sowie eines Sensorfehlers
  • Für jedes Relais kann die Ruhelage NO (normally open) oder NC (normally closed) separat festgelegt werden
  • Werte- und Fehleranzeige im Sensor Sensordisplay
  • Werte- und Fehleranzeige über die Blynk App und ein Web Interface zugänglich
  • Messwerte- und Statusmeldungen im Textformat über integrierte Micro USB-Schnittstelle (seriell Port)
  • Vielseitige auch für beliebige andere Druckmessaufgabe eingesetzt Messung
  • Zwei verschiedene Messmethoden, Messung des absoluten oder des relativen Drucks
  • Manuelle und automatische Kalibrierung bei der relativen Druckmessung
  • Spezielle Funktion für Druckschlauchmessungen, automatischen Differenzdruckabgleich
  • Teilbares System, dass aus einem wechselbaren Drucksensor, dem eigentlichen Auswertemodul
  • Menügeführte kundenspezifisch Sensoranpassung.
  • Aktualisierung der Firmware mittels OTA

Allgemeines

Die hier beschriebene Druckmessung entstand aus dem Projekt Timekeeper, dass auf Anfrage für eine Zeitmessung zu Trainingszwecke für eine Gleichmäßigkeitsprüfung durchgeführt wurde.
Als der Timekeeper beim Auftraggeber im Einsatz war, stellte sich heraus, dass das justieren der Lichtschranken gerade bei Sonnenschein eine mühselige Unterfangen darstellt.

Außerdem hängt die Genauigkeit der Erfassung hierbei auch immer von der Justierung der Lichtschranken ab. Da je nach Höhe und Winkel der Start- und Ziellichtschranke, diese bei verschieden Fahrzeugen unterschiedlich ausgelöst werden können. Diese Fehler bewegen sich zwar meist nur in Millisekunden Bereichen, können aber durchaus die Wertungsergebnisse beeinflussen.

So wurde die Idee geboren, einen alternative Messmethode zu testen. Es sollte eine Druckschlauchmessung aufgebaut werden, die quer über die Fahrbahn gelegt werden kann, umso eine Messmethode zu erhalten, die direkt an den Rädern des Fahrzeugs misst. Also Unabhängig von der Form und Bauart der Karosserie.

Es wurde ein PVC-Schlauch, der an einem Ende geschlossen war, an eine Handelsübliche Druckmessung angeschlossen und der Potentialfreie Ausgangskontakt mit dem entsprechenden Initiator Eingang des Timekeeper Moduls verbunden.

Die ersten Tests lieferten bereits sehr viel versprechend Ergebnisse und bewiesen, dass der grundsätzliche Testaufbau funktionierte.

Nach dem die ersten Erfahrungen mit verschiedene Schlauchmaterialien, Druckaufnehmer und den in der Praxis auftretenden Störeinflüssen gesammelt wurden. War schnell klar, dass eine handelsübliche Druckmessung die Anforderungen an diese Aufgabe nur bedingt erfüllen kann.

Der Nachteil eines solchen Messverfahrens ist eine vergleichsweise ungenaue Messung, da die Kunststoffschläuche ein gewisses Eigenleben haben, das zum Beispiel zu temperaturabhängigen Kriecheffekten und Offsetproblemen führt.

Es musste also eine speziell auf diese Art der Anwendung zuggeschnittene Lösung entwickelt werden.

Spezielle Funktion für die Schlauchdruckmessung

Das Hauptproblem stellt nicht die Messung an sich dar, sondern die Umgebungsbedingungen. Den der Druck im inneren des Schlauches ist natürlich in erster Linie abhängig von der Umgebungstemperatur.

Stellen wir uns folgendes vor, der Messaufbau wird am frühen Morgen installiert und getestet. Die Auslöseschwelle beim Überfahren des Schlauchs wird auf ein optimales Auslöseverhalten für die Art und Länge des Schlauchs programmiert.

Der Tag beginnt mit einem relativ kühlen Vormittag, entwickelt sich aber gegen die Mittagszeit zu einem sehr sonnigen Tag.
Am Nachmittag entstehen am Himmel größere vorbeiziehende Wolkenfelder.

So könnte ein normaler Sommer Tag aussehen … was passiert aber nun mit dem Druck im Sensorschlauch?

In der Früh wurde die Messung kalibriert und optimal eingestellt.
Am Vormittag steigt der Druck im Schlauchsensor jedoch stetig an. Im Extremfall sogar bis über die programmierte Auslöseschwelle.

Am Nachmittag wechselt der Druck im Schlauch im Verhältnis der vorbeiziehenden Wolkenfelder hin und her.
All dies hat Einfluss auf das Auslöseverhalten und die Genauigkeit der Messung und kann sogar zu Fehlauslösungen führen.

Genau für diesen Anwendungsfall wurde eine spezielle Zusatzfunktion in diese Druckmessung integriert.

Diese überwacht ständig den Druck im Sensorschlauch, steigt bzw. fällt der Druck (Delta P) über- oder unter einen programmierbaren Schwellwert und bleibt für eine definierbare Zeit (t) außerhalb der definierten Grenze, wird eine (AC) automatische Nullpunkt Kalibration des Relativdruckwertes durchgeführt.

Aufgabenstellung:

Es sollte eine Druckmessung mit einem weiten Eingangsspannungsbereich von 8 – 27V entwickelt werden.
Damit ein Betrieb mit einem Bleiakku (12V KFZ-Batterie), einem externen Netzteil oder eine direkte Versorgung aus dem Timekeeper Modul möglich ist. Dieser wird üblicherweise mit 24V gespeist.

Die Konfiguration der Modulparameter sollte direkt am Pressure Sensor Modul möglich sein. Für die Anzeige sollte ein kleines OLED-Display für die Anzeige der Messwerte und der Menüfunktionen vorhanden sein. Die Bedienung erfolgt dabei über einen Drehwahlschalter bzw. alternativ über einen Taster, der die Navigation und Auswahl der Menü Punkte erlaubt.

Das Modul sollte über drei konfigurierbare, potentialfreie Ausgangskontakte verfügen. Welche das Über- und Unterschreiten einer einstellbaren Druckschwelle, sowie einen Sensorfehler ausgeben können. Für jedes dieser drei Relais kann die Ruhelage NO (normally open) oder NC (normally closed) separat festgelegt werden.

Optional zur Werte- und Fehleranzeige am Sensor Modul, sollten diese Informationen auch über die Blynk App und ein Web Interface zugänglich sein.

Über die integrierte Micro USB-Schnittstelle sollen nach Aktivierung dieser Funktion im Menu, die Messwerte sowie die Statusmeldungen im Textformat ausgegeben werden. Damit diese für eine externe Weiterverarbeitung genutzt werden können.

Bei der Entwicklung der Messung sollte Wert daraufgelegt werden, dass diese sehr vielseitig, auch für beliebige andere Druckmessaufgabe eingesetzt werden kann.
Es sollen zwei verschiedene Messarten möglich sein, Messung des Absoluten Drucks sowie die Messung des Relativen Drucks.

Die Messung des Relativen Drucks sollte auch manuell Kalibriert werden können.

Für den Einsatz in Verbindung mit einer Druckschlauchmessung, muss eine spezielle Funktion implementiert werden, die bei Bedarf einen automatischen Differenzdruckabgleich durchführen kann. Dieser soll immer dann durchgeführt werden, wenn der Druck einen definierbaren Schwellwert (P) für eine definierbare Zeit (t) über- bzw. unterschreitet.

Das Pressure Sensor Modul sollte ein Teilbares System werden, das aus einem wechselbaren Drucksensor, dem eigentlichen Auswertemodul und einem schnell wechselbaren Schlauchsystem besteht.

Auf diese Weis ist es leicht möglich das Sensorsystem je nach Anforderung kundenspezifisch anzupassen.

In einem weiterer Entwicklungsschritt, soll die Firmware um eine eigenständige Zeitnahme Funktionalität erweitert werden.
Die Zeitmessung beginnt mit dem ersten Überfahren des Schlauchsensors und endet mit dem zweiten Überfahren.
Damit die Zeitmessung nicht sofort nach dem Überfahren mir den Hinterreifen wieder beendet wird, soll eine Verzögerungszeit zwischen der Start- und Endzeiterfassung eingegeben werden können, um dies zu verhindern.

Der Drucksensor:

Der verwendete Drucksensor ist ein analog arbeitender Sensor.
Er besitzt ein robustes Edelstahlgehäuse in dem sich ein präziser Druckkeramiksensor befindet. Die Vorverarbeitung des Messwerts übernimmt ein integrierter Mikrocontroller.
Der Sensor besitzt eine lange Lebensdauer bei einer geringen Langzeitdrift.

Die Verbindung zur Auswerteelektronik wird über eine dreipolige wasserdichte PACK-Steckverbindung hergestellt.
Die Versorgungsspannung des Sensors beträgt 5V ± 0,25V
Die Sensoren gibt es mit verschiedenen Druchmessbereichen, die jeweils im Menü des Pressure Sensors ausgewählt werden können.

Sensortypen: 5 psi, 15 psi, 30 psi, 60 psi, 100 psi, 150 psi, 200 psi

Weiter Infos zu den Sensoren finden Sie in der ZIP-Datei.

Der Analogausgang arbeitet in einem Spannungsbereich von 0,5V – 4,5V linear zum Skalendruck. Der Zerstörungsdruck liegt beim 3-fachen Skalendruck.
Da der Sensorwert über ein Analogsignal im Bereich von 0,5V – 4,5V übertragen wird, ist es leicht möglich, beim einem Über- bzw. Unterschreiten dieser Werte, eine Drahtbruch bzw. Kurzschluss Auswertung vorzunehmen.

Farbcode der Sensoranschlussdrähte:

  • Analogausgang 0,5-4,5V                   Grün
  • +5V (VDD)                                                 Schwarz
  • Masse (GND)                                            Rot

Anschlussbelegung Hardware

Anschlussbelegung V1.00

REL. MIN      Potentialfreier Kontakt für eine min. Druck
REL. MAX    Potentialfreier Kontakt für eine max. Druck
REL. ERR      Potentialfreier Kontakt für eine Sensorstörung
SENS.             Sensor analog Eingang max. 0-5V
GND               Ground (Minus)
+5V                 Spannungsversorgung 5V Sensor
+3,3V             Spannungsversorgung 3,3V Sensor
+8-27V-       Spannungsversorgung Pressure Sensor Modul

Versionsverlauf:

Intended:

  • Integration einer direkten Zeitmessung mit Blynk APP und Web-Interface

Released:

  • 03.05.2021: Version X.01 (für alle Hardware Versionen)
    – Ergebnisliste im Webserver
    – Ergebnistabelle im Webserver als CSV exportierbar
    – Anzeige der Ergebnisse in der Blynk App.
    – Konfiguration verschiedener Drucksensoren von 5 psi – 200 psi
  • 15.12.2020: Version 1.00
    – Druckmessung relativ / absolut
    – Autocalibration
    – Sensorfehlererkennung Relaisausgang NC/NO
    – Seriale Ausgabe der Werte über USB,
    – Min/Max Wert Relaisausgänge NC/NO
    – Webbrowser Darstellung
    – Blynk Applikation

Timekeeper, Zeitmessung mit Großdisplay und App

Technische Beschreibung Timekeeper alle Versionen
Technische Beschreibung Timekeeper alle Versionen

Key Features

  • Weiter Eingangsspannungsbereich von 8 – 27V,  12V Batteriebetrieb möglich
  • Konfiguration aller Modulparameter direkt am Timekeeper möglich.
  • Großes 1024 Pixel LED DOT-Matrix Display für die Anzeige der gemessenen Zeiten
  • Konfiguration über Taster am Modul oder die Blynk APP
  • Konfigurierbare Ruhelagen NO (normally open), NC (normally closed) der angeschlossenen Sensoren
  • Zeitanzeige am Display, über die Blynk App oder das Web-Interface
  • Für viele verschieden Messverfahren einsetzbar (Lichtschranken, Druckschlauchmessung oder Potentialfreie Eingangskontakte
  • Viele verschieden Messmodis auswählbar (Einzelzeiten, Rundenzeiten, Zwischenzeit, EinzelInitiator Messung uvm.)
  • Unterdrückung von mehrfach Auslösungen beim Überfahren bei Schlauchmessverfahren.
  • OTA Firmware Update
  • Time Display Funktion für Alge Comet Zeitmessmodule (ab Version VX.04)
  • Einstellung der Display Helligkeit für Energieeinsparung z.B. bei Battereibetrieb (ab Version VX.05)
  • Zeitdifferenz korrekt (ab Hardware Version 2, Software Version 1.27)

Allgemeines

Die hier beschriebene Zeitmessung „Timekeeper“ entstand auf Anfrage für eine Zeitmessung zu Trainingszwecke für eine Gleichmäßigkeitsprüfung, wie sie bei Oldtimer Rennen zur Wertung durchgeführt wird.

Aufgabenstellung:

Beim Durch- bzw. Überfahren eines Startinitiators sollte eine neue Zeitmessung begonnen werden, diese sollte mit dem Durch- bzw. Überfahren des Zielinitiators enden.
Die Zeitnahme sollte in drei verschiedenen Modi erfolgen können, eine reine Zielzeiterfassung, eine Ziel- und Zwischenzeiterfassung (was einen weiteren Zeitmesseingange für die Zwischenzeit notwendig machte) und die Erfassung von zwei Rundenzeiten (LAP1 und LAP 2).

Die gemessenen Zeiten sollten durch eine große Anzeige, die gut aus dem Fahrzeug, nach Beendigung der Zeitnahme abzulesen wäre. Des Weiteren sollte die Möglichkeit bestehen, die gemessenen Zeiten zusätzlich in einer APP auf dem Smartphon angezeigt zu bekommen.

Eine Webserver Ansicht, die alternativ zur APP Ansicht benutzt werden könnte, wurde ebenfalls angestrebt.

Die Anforderungen wurden in diesem Projekt kurzbeschrieben wie folgt realisiert:
Die gesamte Zeitmessung erhielt ein robustes Aluminium Gehäuse mit einer verspiegelten Plexiglasscheibe, hinter der eine gut lesbare LED DOT Matrix Anzeige angebracht wurde.
Die Auflösung des Displays beträgt 1024 Led Bildpunkte.

Um die drei Initiatoren direkt per M12 Steckverbinder anzuschließen, wurden auf der Rückseite des Gehäuses drei Buchsen angebracht, die einen direkten Anschluss von Industrie Laserlichtschranken (z.B. der Firma Leutze) ermöglichen.
Aus diesem Grund wird das Modul mit einem =24V/2A Stecker Netzteil versorgt, dass sogleich die Versorgungsspannung für die angeschlossenen Initiatoren wie auch der internen Elektronik bereitstellt.

Die Zeiterfassung erfolgt Mikrocontroller gestützt, mit einem ESP8266.
Dieser Baustein bietet alle Voraussetzungen, die für die Realisierung des Projektes und eine Anbindung über ein WIFI Netzwerk notwendig sind.
Die dabei erzielte Messgenauigkeit beträgt +/-1 ms.

Eine Externe Antenne sorgt für eine optimale Reichweite des Moduls.

Um die ermittelten Zeiten direkt auf einem Smartphone anzuzeigen, wurde eine Anbindung an die BLYNK APP realisiert.
Da diese APP ist sowohl für Android als auch für IOS erhältlich ist. Sie überzeugte durch ihr offenes und flexibles Konzept und ist zudem eine sehr kostengünstige Lösung für den Endkunden.

Durch den Kauf von zusätzlicher Energie, kann die App leicht und flexibel um weitere Anzeigen und Funktionen erweitert werden.

Ist keine Internetverbindung möglich oder vorhanden, arbeitet das Timekeeper Modul somit nach der Initialisierung im Standalone Modus, die ermittelten Zeiten werden auf dem Display angezeigt.

Zusätzlich können die gemessenen Zeitinformation in diesem Betreibsmodus aber auch über ein integriertes Webinterface abgerufen und angezeigt werden. Hierfür wird ein interner Access Point geöffnet, mit dem man sein Smartphon verbinden kann, um auf die ermittelten Zeiten zuzugreifen.

Ist eine Anbindung an ein lokales WLAN und somit eine Internet Verbindung vorhanden, bietet das Modul weitere Optionen für die Bedienung und die Zeitanzeige.

Es ist dann z.B. möglich die neusten Firmware Updates vom Webserver des Herstellers direkt in das Modul zu laden und zu installieren.

Ein integrierter NTP-Zeitservice stellt dann die aktuelle Uhrzeit und das Datum zur Verfügung. Wird mit dem Modul länger als 90 Sekunden keine neue Zeitmessung mehr durchgeführt wird diese dann automatisch auf dem Display angezeigt.

Die Auswahl verschiedener Funktionen erfolgt über dem MODE-Taster auf der Rückseite des Moduls. Damit kann ein Menü aufgerufen werden, um die Funktionsweis des Moduls zu konfigurieren.

Die M12 Buchsenanschlüsse sind kompatible mit der von uns empfohlenen Leuze Laserlichtschranken von Typ PRKL 25 4.1 200-S12 und können somit direkt angeschlossen und betrieben werden.

Steckerbelegung Lichtschranken:

Draufsicht M12 Buchse:



Blynk Applikation:

Webansicht:

Kundenreferenzen des Auftraggebers:

Folgende Links wurden uns vom Kunden, der die Entwicklung des Timekeeprer bei uns beauftragt hat zur Verfügung gestellt.

Timekeeper auf YouTube

Versionsverlauf:


Intended:

  • Keine neuen Anforderungen

Released:

09.10.2023 HW Versionen 2, Firmware Version 1.29
 Korrekturwertfaktor für Abweichung der Millis() bei der Zeitnahme eingebaut. Integration des Korrekturwertfaktors der Millis() in das Webinterface
HTML Code überarbeitet und Fehlerbeseitigung beim Time Div
Überarbeitung Lokaler AP Fehlerbeseitigung

07.08.2023 HW Versionen 2, Firmware Version 1.28
Ab dieser Version wird der Hostname des Timkeepers dem Router mitgeteilt, so das dieser dort  im Klartext zu sehen ist!

27.06.2022 HW Versionen 2, Firmware Version 1.27
Alle Einstellungen, die ursprünglich über die BLYNK App vorgenommen werden konnten, wurden in dieser Version nun in die Weboberfläche integriert. Da der Anbieter der BLYNK App die  Unterstützung seines Dienstes bis Ende 2022 abgekündigt hat!
Desweiteren wurden die Settings um ein Eingabefeld zur  Zeitdifferenz korrekt erweitert, diese erlaubt einen Abgleich mit anderen Messsystemen.

Ältere Versionen:
Aufgrund einer Server Umstellung unseres Providers, können OTA-Updates nun nur noch ab Version 1.x6 durchgeführt werden!
Für eine Firmware Update Ihrer älteren Timekepper Version, muss Ihr Gerät zu uns eingeschkickt werden!
Wünschen Sie ein Update, fordern Sie bitte ein Angebot bei uns an.

  • 18.04.2021: Alle HW Versionen, Firmware Version 03
  • Einstellen der Display Helligkeit.

  • – Überarbeitung der Interrupt Routiene bei der Zeiterfassung für
    eine höhere Genauigkeit.
    – Neuen Menüpunkt zum abschalten der WIFI Verbindung (Zeiteinsparung beim Starten, wenn kein WIFI verfügbar).
    – Anzeige Fortschrittsanzeige während deines Firmwareupdates.
    – Verbesserung der Systemsabilität.
    – Geänderte Hardware bei den DOT Matrix Displays von Maxim, unterscheidung über die Hardware Version des Timekeeper Moduls bei OTA-Update

  • 15.12.2020: Version 1.02
    – Neue „Hold Ini“ Zeitnahmefunktion.
       Misst die Zeitdauer, die der Initiator aktiv war.
    – Eine Änderung der Zeitnahmemethode direkt am Timekeeper
       wird nun auch rückwärts in der Blynk App Blynk App
       aktualisiert.
    – Wenn kein NTP Zeitserver Server erreichbar ist, wird die
       Uhrzeit / Datum Anzeige am Timekeeper Modul abschalten.
    – Erweiterte Webdarstellung, Listenansicht mit bis zu zwanzig
       Einträge und einem CSV Export Funktion.
  • 08.05.2019: Version 1.01
    „Single Ini“ Zeitnahmefunktion mit nur einem Initiator, Trenddarstellung der Zeitdifferenz und Umgestaltung der Bedienelemente.
    Erweiterung der Blynk App um ein Eingabefeld für die Entfernung zwischen dem Start- und Ziel Initiator sowie die Integration einer Anzeige der daraus berechneten Geschwindigkeit.
  • 20.04.2019: Version 1.00
    Timekeeper finale Version 1.00, Firmware released.

USB RFID Lesegerät

Dieser USB-RFID-Leser wurde speziell für den Betrieb mit der auf diesem Blog vorgestellten Software StopWatch entwickelt.

Wird dieser RFID-Reader zusammen mit der StopWatch Software betrieben, können komfortabel alle Teilnehmer einer Veranstaltung über ihren eigenen RFID Chip authentifiziert und angemeldet werden. Wird ein Lesegerät am Start aufgestellt, kann vom Starter selbst eine automatische Starter Auswahl initiieren. Dabei wird der entsprechende Teilnehmer Datensatz automatisch geöffnet und die Teilnehmerdaten am Infobildschirm angezeigt. Auf diese Weiße entfällt die Teilnehmer Suche in der Liste oder über die Filterfunktion und die Bearbeitung wird dadurch vereinfacht und beschleunigt.

Zusätzlich können RFID Chip an die Mitarbeiter der Veranstaltung ausgegebn werden, die eine personalisierten Anmeldung an der StopWatch Software erlauben. Über die definierten Zugriffsrechte der Tags werden automatisch bestimmte Funktionen freigeschaltet bzw. gesperrt.

Die StopWatch Software ist in der Lage eine beliebige Anzahl dieser Lesegeräte zu erkennen und gleichzeitig zu betreiben. Der Reader erscheint nach dem Verbinden mit dem PC nicht als virtueller Comport in der Systemsteuerung. Wenn diese Funktionalität zusätzlich gewünscht wird kann dies auf Anfrage gerne entsprechend angepasst werden.

Technische Details

Mit diesem USB-RFID Lesegerät (Radio Frequency Identification) können Transponder der Familie EM4100 ausgelesen werden. Diese Transponder arbeiten mit einer Trägerfrequenz von 125 Khz und sind für kurze Distanzbereiche bis zu 5 cm geeignet. Das Lesegerät beinhaltet ein serielles RFID-Reader-Modul der Firma Paralax. Die Anbindung an die USB-Schnittstelle erfolgt durch eine weitere Platine, auf der sich ein Schnittstellenwandler FT232RL (Seriell USB Umsetzer) befindet und die Verbindung zur USB-Schnittstelle des PC’s herstellt.

Das Gerät wird direkt über den USB-Port versorgt. Es wird keine zusätzliche externe Stromversorgung benötigt. Beim Anschluss von mehreren USB Geräte an einen USB-Hub, wird der Einsatz eines fremdgespeisten USB-Hub enmpfohlen, um die maximale Grenze von 500 mA nicht zu überschreiten.

Kompatible Tags:

  • 54x85mm Rectangle Tag ISO Card: 6.3cm (2.5″) +/- 10%
  • 50mm Round Tag World Tag 50mm: 6.8cm (2.7″) +/- 10%
  • Blue Eye Key Fob
  • 25mm Disk Tag

Technische Daten:

  • Liest 125 kHz Tags, der Familie EM41000
  • Spannungsversorgung per USB: 4.5 to 5.5 VDC / 110 mA
  • Kommunikation CMD Direct Driver d2xx.dll, 2400 Baud (8N1)
  • Betriebstemperaturbereich: -20 to +55 °C

USB DMX Adapter zur Ansteuerung einer DMX Ampel

 

Dieser USB DMX Adapter ermöglicht in Zusammenarbeit mit der auf diesen Seiten vorgestellten StopWatch Software den Betrieb von DMX 512 steuerbaren Komponenten.

In die StopWatch Applikation wurde ab Version 1.33 die Ansteuerung einer Ampel über DMX integriert. Es können gleichzeitig mehrere DMX Adapter betrieben werden.

Unabhängig davon, ob die Zeiterfassung manuelle, serielle oder mit einem StopWatch Modul erfolgt, wird die DMX Ampel paralell aus der StopWatch Software angesteuert.

Gerade für den Einstieg bietet diese Lösung einen kosten günstige Alternative zum Einsatz einer professionellen Ampelanlage. Denn bereits mit einem einzigen DMX Scheinwerfer ist die Realisierung einer Ampel möglich.

Der Adapter  wird direkt über den USB Port versorgt. Beim Anschluss von mehreren USB Geräte wird der Einsatz eines USB-Hub empfohlen, um die maximale Grenze von 500 mA nicht zu überschreiten.

Pol 5 polig 3 polig international
1 Masse (Abschirmung) Masse (Abschirmung)
2 Signal invertiert (DMX−, „Cold“) Signal invertiert (DMX−, „Cold“)
3 Signal (DMX+, „Hot“) Signal (DMX+, „Hot“)
4 Data –
5 Data +

Technische Daten:

  • Spannungsversorgung per USB: 4.5 to 5.5 VDC / 100 mA
  • Kommunikation CMD Direct Driver d2xx.dll, 250 000 Baud (7N2)
  • DMX Anschluß 3 Polig, Buchse.
  • Es ist keine Galvanische Trennung zum DMX Ausgang vorhanden.
  • Betriebstemperaturbereich: -20 to +55 °C

Hochgenaue Zeiterfassung über das USB StopWatch Modul

Harwarebeschreibung USB StopWatch Modul
Harwarebeschreibung USB StopWatch Modul

Um bei Sportveranstaltungen mit Start- Zielläufen, die Start-, Zwischen und Zielzeiten auf  Hundertstel Sekunden genau und sicher erfassen zu können, wurde eine Rechner unabhängige Hardware zur Messung der Zeiten beauftragt, die mit einer quarzgenauen interne Zeitmessung arbeitet.

Es ist der direkte Anschlus von Initiatoren möglich wie sie in der Industrie zum einsatzkommen. Üblicherweise werden Leuze Laserlichtschranken eingesetzt, die direkt an die M12/4 Steckverbinder angeschlossen werden können. Die Versorgung der Initiatoren erfolgt ebenfalls direkt über den M12 Steckverbinder, zur Verfügung gestellt wird diese Versorgungsspannung durch ein Externes Steckernetzteil 9V-24V=.

Die StopWatch Hardware verfügt über einen USB Anschluss für den Datenaustausch mit einem PC.
Drei Relais Ausgänge auf dem Modul bieten die Möglichkeit zur Ansteuerung von Signalgebern, wie zum Beispiel einer Ampelanlage. Desweiteren sind drei über Optokoppler getrennte Eingänge vorhanden, die zur Anbindung geeigneter Sensoren für die Start-, Zwischenzeit und Ziel Erfassung dienen.

Über Steuerbefehle vom PC wird die Starsequenz eingeleitet. Je nach Konfiguration des Moduls, wird anschließend die Ampel angesteuert und die Startfreigabe an den Teilnehmer erteilt. Sobald der Relaisausgang (Ampel grün) aktiv ist, beginnt je nach Konfiguration des Moduls die Zeiterfassung sofort oder erst mit dem überschreiten des Startsensors, dass Modul beginnt die Zeiterfassung.

Zeitgleich erhält der PC den Beginn der Zeitmessung über die USB Schnittstelle. Das Erreichen eines Zwischenzeitsensors wird ebenso wie das Erreichen des Zielsensors an den PC übertragen. Die letzten Zeitwerte werden im Modul gespeichert und bleiben dort Spannungsausfallsicher bis zum Beginn einer neuen Zeiterfassung gespeichert. So ist es möglich die zuletzt gesammelten Daten ein weiteres Mal für eine Auswertung auszulesen und erneut zu verarbeiten.

Die StopWatch Software wurde so konzipiert, dass die Darstellung der aktuellen Zeiten in einem eigenen frei verschiebbares Fenster angezeigt werden. In diesem Fenster befinden sich verschiedene Informationen, von denen die ersten beiden fest definiert sind und die laufende Zeit sowie die letzte Zwischenzeit anzeigen. Die anderen Felder können in den Programm Optionen ausgewählt werden. Zusätzlich können beliebig viele Freitexte und ein Werbe Banner eingeblendet werden. Das Fenster mit den Zeiten und einer virtuellen Ampel kann auf einem separaten Bildschirm anzuzeigen werden,  hierfür wird Gebrauch von einer Standard Windows Funktion gemacht, die es erlaubt, gleichzeitig zwei Bildschirme an einem PC zu betreiben.

Die Einstellungen hierfür sind in der Systemsteuerung von Windows unter Anzeige zu treffen. Nach dem Einrichten dieser Funktion, kann das Zeitanzeigefenster einfach mit der Maus auf den zweiten Bildschirm verschoben und dort maximiert werden. Die StopWatch Software wird von uns mit Nachdruck weiterentwickelt und neue Funktionalitäten und Kundenanfragen werden konsequent umgesetzt.

Hardwareentwicklung des USB StopWatch Moduls

Die StopWatch Hardware besteht im wesentlichen aus drei Bereichen.

  1. Einem USB RS232 Konverter, der zum seriellen Datenaustausch zwischen dem PC und dem Mikrokontroller (PIC 16F628/648) dient.
  2. Dem Mikrokontroller, der die Datenerfassung und die Kommunikation mit dem StopWatch Modul übernimmt.
  3. Sowie den Ein- und Ausgängen zur Verbindung mit der Peripherie. Alle Ein- und Ausgänge des StopWatch Moduls sind galvanisch getrennt ausgeführt, die Versorgung der Initiator Eingänge wird durch eine externes Steckernetzteil 7-27V DC gewährleistet. Mit diesem externen Netzteil werden die Angeschlossenen Initiatoren versorgt.
    Der Mikrocontroller besitzt drei über Optokoppler getrennte Eingänge für die Start-, Zwischen und Zielzeit Initiatoren.
    An die Eingänge über M12/4 Stecker direkt z.B. Industrielichtschranken der Fa. Leuze angeschlossen werden.Die drei Ausgänge sind über Read Relais galvanisch entkoppelt. Die grundlegenden Funktionen des PIC bestehen aus der Kommunikation mit dem StopWatch Programm über die USB Schnittstelle.
    Der Erfassung der Zeitmessereingänge und der Bruttozeiterfassung. Hierfür wird wie für andere Funktionen eine Interrupt Routine genutzt, die eine Genauigkeit von 4,096 ms gewährleistet.

Hochgenaue elektronische Start- Zielzeiterfassung für Sportveranstaltungen

StopWatch

Softwarebeschreibung StopWatch
Softwarebeschreibung StopWatch

StopWatch Software
StopWatch Software

Ab Release V1.30 läuft die StopWatch Applikation nun auf folgenden Windows Plattformen.

  • Windows XP SP1
  • Windows Vista
  • Windows ME
  • Windows 7
  • Windows 8
  • Windows 10

Das kann die StopWach Software:

  • Hochgenaue elektronische Zeiterfassung für Sportveranstaltungen mit dem USB StopWatch Hardwareinterface.
  • PC-Zeitbasis basierende elektronische Zeiterfassung für Sportveranstaltungen über einen USB RS232 Adapter oder dem USB Initiator Interface.
  • Kontakt und Lichtschranken Testfunktionen
  • PC-Zeitbasis basierende manuelle Zeiterfassung für Sportveranstaltungen.
  • Optionaler USB DMX Adapter für die Ansteuerung einer DMX Ampel.
  • Anzeige einer virtuellen Ampel auf dem Infoscreen.
  • Komfortable Erfassung von Teilnehmerdaten mittels Wortergänzung und Erfassung über mehere PC (Datenimport/Export)
  • Benutzerverwaltung der Anwendung mit den entsprechenden Benutzerrechten sowie Verwaltung der einzelnen Teilnehmerdaten mittels USB RFID Modul und RFID Tags.
  • Ergebnisauswertung nach Klassen Fahrzeugen usw. in Listenform, Drucken von Ergebnislisten mit deteiliertem Rennverlauf und Kostenberechnung.
  • Importfunktion im *.csv Format.
  • Exportfunktion *.csv, *.txt und *.html
  • Direkte Veröffentlichung von Ergebnislisten mittels WLAN an alle Teilnehmer der Veranstaltung oder direkt auf dem eigenen Webspace.
  • Druckerei für die Erstellung von Startnummern auch mit Barcode.
  • Automatisierte Urkundendruckerei.
  • Ausführliche .chm basierende Hilfe, Tooltipp Anzeige bei den Eingabefeldern. Wichtige Informationen über die nötige Windows Einstellungen zum Anzeige einer .chm bassierenden Hilfe.
  • Protokollierung der Programmaktivitäten.
  • Automatische Benachrichtigung über eine neuere Programmversion.
  • Laufende Zeitanzeige mit Teilnehmerdaten und virtueller Ampel.
  • Kennwortsystem Anmeldung auch über RFID Tags möglich.
  • Teilnehmerdatesätze Erfassung und Aufruf auch über RFID Tags möglich.
  • Startgeld und Budgetverwaltung.
  • Vorbereiten von Starterlisten für einzelne Rennläufe (Batchbetrieb).
  • Umschaltung der Sprachversion (Deutsch / Englisch).
  • Anzeige eines Infoscreen auf einem zweiten Monitor mit den aktuellen Teilnehmerdaten, einem Foto und der aktuellen Zeit.
  • uvm.

Screenshots aus der StopWatch Anwendung

Für die Zeitnahme steht ein eigener übersichtlich gegliederter Dialog zur Verfügung.

Dialog zuer Erfassung der Persönlichen Daten
Dialog zuer Erfassung der Persönlichen Daten

Dialog mit den Rennergebnissen
Dialog mit den Rennergebnissen

 

Mit der integrierten Druckerei können Sie ihre eigenen Vorlagen kreieren und anschließend z.B automatisiert die Startnummern oder Urkunden für die Teilnehmer des Rennens erstellen.

Integrierte Druckerei
Integrierte Druckerei

Urkunden für Teilnehmer automatisiert erstellen
Urkunden für Teilnehmer automatisiert erstellen

Wenn Sie gerne Ergebnislisten Drucken oder in verschieden Formaten exportieren möchten gibt es im Programm viel verschiedene Möglichkeiten das schnell und einfach zu erstellen. Durch vorgefertigte Filter Funktionen können schnell verschiedene Ausgaben erstellt werden.

 

Schnelle erstellung von Ergebnislisten
Schnelle Erstellung von Ergebnislisten

Zusätzlich verfügt die Software über die Möglichkeit Ergebnislisten direkt auf ihrer Hompage zu publizieren oder diese noch am Veranstaltungsort den Teilnehmern auf ihrem eigenen Smartphone oder Tablett zu präsentieren.

Ansicht der Rennergebnisse im Webbrowser / Smartphone

Roadmap Release Candidate V1.44

Geplant

  • Keine erweiterungen in der Planung.

In Arbeit

Erledigt

  • 15.08.2019 1.450
    Verbesserung im DMX Eingabedialog.
  • 21.08.2018 1.431
    Fehlerbeseitigung beim laden des Kennwortsystems und im Erfassendialog.
  • 09.06.2018 1.43
    Fehlerbeseitigung im Erfassen Dialog der in Verbindung mit dem USB-StopWatch Modul auftrat.
  • 09.06.2016 1.42
    Programm um eine weitere Zeiterfassungf für Rundenrennen mit Einzelrundenzeitmessung erweitert.
    Bestzeitenauswertung für EinzelrundenZeitnahme nach Runden in der Ergebnisliste erweitert.
  • 09.06.2016 1.41
    Programm um eine weitere Auswerteliste für Rundenrennen erweitert.
    Urkunden angepasst.
    Bestzeitenauswertung nach Runden in der Ergebnisliste erweitert.
    Mittelwertanzeige in der Ergebnisliste für Rundenerfassung erweitert.
    -Zeitanzeigefenster für den Sammelstart und Runden Zählungen erweitern, Tabelarischeansicht der Zeiten und laufenden Runden.
  • 02.04.2016 1.403rc
    Optimierung der RFID Routienen, Erweiterung um lokalen GPS Empfänger, GPS Daten für jeden Zeitdatensatz .GEO Datenerfassung der Rennen per GPS Empfänger Modul. Anpassung der EX- und Importfunktionen.
    Anpassung der Listenansichten und der Webserveransichten.
    Umbau und Erweiterung des Erfassendialogs, DMX und virtuelle Ampel in die Einstellungen übernommen.
    Anpassen der internen Datenstruckturen.
    Erweiterung und Überarbeitung der DMX Ansteuern. Neue Funktionen Savety Car und RFID Erfassungssignalisierung.
    Optimierung der RFID Leserroutienen.
    Erweiterung der Benutzerrechte.
    Erweiterung um neue Zeitnahmemethoden für Rundenrennen mit Sammelstart.
    Erweiterung der Listen aund Auswertungen um Rundenrennen.
    Erweiterung um einen Auswahldialog für die Art und das beenden der Zeitnahme bei Rundenrennen.
  • 17.01.2016 1.402rc
    Zeitmessung von Einzelrunden mit Rundenzählung durch RFID.
    Integration von Geo(GPS)daten  für die erfassten Einzelzeiten.
    Optimierung der RFID Tag Erfassung .
    Integration eines neuen RFID Readers der Firma TowiToko.
  • 10.01.2016 1.40rc
    Erweiterung um eine Auswahl der Zeitmessung:
    – Start- Ziel Zeitmessungen
    – Zeitmessung mit Sammelstart,
    – Zeiterfassung der einzelnen Teilnehmerzeiten über eine RFID Erfassung.
    Erweiterung der Webserveransicht und der Listen um die Rundenanzahl.
  • 12.12.2015 1.36rc
    Aktualisierung der Hilfe.
    Fehlerbehebung im Quick Serarch Eingabefeld.
    Fehlerbehebung beim dynamischen Einbinder von Font Dateien in Windowssysteme ab Windows 8+.
  • 10.12.2015 1.35 Released
    Option für die Invertierung der Initiatoreingänge des USB RS232 Adapters. Nächsten Teilnehmer suchen während einer laufenden Zeitmessung.
  • 29.10.2015 1.35rc
    Automatischer FTP Upload der Wertungslisten auf einen externen Server. Der einzel Datei upload wurde dafür aus dem Programm entfernt.
  • 07.10.2015 1.35rc
    Der Erfassen Dialog wurde verkleinert, damit er auch bei einer Auflösung 768×1024 komplett auf den Bildschirm passt.
    Bei den Renndaten kann mit den entsprechenden Benutzerrechten nun eine Eingabe von manuell erfassten Zeiten erfolgen.
    Desweitern werden die ausgewählten Listen im WebServer nun bei gestarteten WebServer in das Applikationsverzeichnis unter WEB gespeichert. Damit stehen diese zur weiteren Verwendung des Veranstalters bereit.
  • 01.10.15 1.34 Release
    Verbesserung beim Sortieren der Mastertabelle, die Sortierung wird nun direkt in der Datenbank und nicht mehr in der Tabelle vorgenommen, somit bleibt die Sortierung auch nach dem Einfügen eines neuen Datensatzes erhalten.
    Erweiterung des Erfassen Dialogs um einen Suchfunktion des nächsten Starters bereits während einer Laufenden Zeiterfassung.
  • 24.09.15 1.34rc
    Erweiterung der Funktion beim USB RS232 Adapter um eine Direktstartoption mit dem Startinitiator.
    Erweiterung um eine automatische TagID Vergabe, bei manueller Teilnehmer Erfassung.
  • 02.07.15 1.33rc
    Im Dialog StopWatch werden nun die Felder die geändert aber noch nicht übertragen wurden rot hinterlegt, bis die Übertragung zum StopWatch Modul stattgefunden hat.
  • 22.06.15 1.32rc
    Ampel Ansteuerung über DMX integriert. Funktion für die virtuelle Ampel sowie das StopWatch Modul erweitert.
  • 02.06.15
    Direkter Startnummernausdruck über das Popup in der Listenansicht.
    Erweiterung der Filterfunktion um die Kriterien Einträge mit negativem Budget und Einträge ohne Startnummer.
  • 28.05.15
    Automatische Startnummernvergabe verbessert.
    Manuelles Eingabefeld von der TagID entkoppelt und als Startnummernfeld umfunktioniert. Teilnehmer Erfassung manuell über die Startnummer und elektronisch über die TagID. (Notwendig wegen der Einführung der Teilnehmererfassung auf externen Terminal PC’s)
    Funktion der Startnummernvergabe im Eingabefeld der Manuellen Erfassung verbessert.
    Fehler bei der Teilnehmererfassung über den Comport beseitigt.
  • 01.05.15
    Zusatzprogramm zur Teilnehmererfassung auf externen Terminal PC’s . Anbindung über einen  TCP-IP an den StopWatch Server.
  • 01.05.15
    Abstand zwischen den in der Kopfzeile Enthaltenen Texten eingefügt.
  • 12.04.15
    Umbau der internen Applikationsstruktur sowie eine Erweiterung um ein Zusatztoll, dass dem Endanwender die Möglichkeit zur Verfügung stellt, die Anwendung um beliebige Sprachversionen zu erweitern. Migration der Anwendung auf eine Windows Versions unabhängige und konforme Datei- und Verzeichnis Struktur. Somit ist die StopWatch Applikation auf allen erhältlichen Windows ab Windows XP lauffähig.
    Optimierung des Installers, ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf einer vollständigen Deinstallation aller angelegten Dateien und Verzeichnisse.
  • 09.10.2014
    Webserver Integration, Wertungslisten Infoscreen. Teilnehmer Fotoanzeige im Teilnehmerdatensatz und dem Zeitnahmefenster. Manuelle Änderung der Zeitdatensätze mit den entsprechenden Benutzerrechten.
  • 15.09.2014
    Logfile Erstellung Default auf “Immer in dasselbe Logfile Schreiben.
  • 16.09.2014
    Foto in den Benutzerdatensatz und in die Zeitanzeige einbinden und mit dem StopWacht File abspeichern.
  • 17.09.2014
    Flexible Größenänderung des Teilnehmerfotos durch ziehen mit der Maus. Laden von Bildern als JPG und als Bitmap ermöglichen Werbebanner Dillinger-Engineering Standartmäßig im Ressource File speichern und anzeigen. Ausblenden des Wertungsdaten Dialoges ermöglichen, stattdessen Eintragung direkt in die Renndatenanzeige mit den entsprechenden Benutzerrechten möglich.
  • 18.09.2014
    Ausblenden des Wertungsdaten Dialoges ermöglichen, stattdessen Eintragung direkt in die Renndatenanzeige mit den entsprechenden Benutzerrechten möglich.
  • 19.09.2014
    Daten Struktur um TZeiten um einen Integer und einen String[12] für die Aufnahme der Änderungsinformation, Eintrag geändert sowie die alte Zeit Information vor der Änderung. Neue Datenbank Version V3.
  • 20.09.2014
    Fehlerbeseitigung: Beim öffnen der Font Dialoges im Erfassen Dialog und in der Zeitanzeige wurde nach dem Verlassen des Dialoges das Entsprechende Element mit Move deklariert und mit der Mausbewegung verschoben. Erweiterung der Zugriffsrechte um den Punkt ändern der Zeitdatensätze. Die Zeitdaten im Erfassen Fenster sind mit entsprechenden Benutzerrechten nun direkt änderbar.
  • 24.09.2014
    Integration eines Webservers für einen direkten Aufruf von Ergebnislisten z.B. direkt auf das Smartphone. Die Anbindung kann über einen WLAN Router mit DHCP Freigabe erfolgen.