Zeitnahme für Sportveranstaltungen

[paule]

Hallo Forum,

ich habe mir in den Kopf gesetzt für meinen Sportverein eine Zeitnahme-Anlage zu bauen, hauptsächlich für Radrennen. Das Konzept sieht folgendermaßen aus:

i. Im Start/Ziel wird eine Induktionsschleife verlegt.
ii. Jeder Starter bekommt eine Sensorspule, welche über Operationsverstärker von einem ATTiny13V ausgewertet wird. Bei Überfahren der Schleife wird die Rundenzeit gespeichert.
iii. Nach dem Rennen müssen alle Chips (also die Sensor+ATTiny-Teile) abgegeben werden. Über UART werden Startnummer, Anzahl der Runden und die einzelnen Runden von einem PC ausgelesen, von wo die Daten dann für die Wertungstabelle weiterverarbeitet werden können.

Wie man bereits erahnen kann, ist mit diesem System keine Zeitnahme im Hunderstel-Sekunden-Bereich möglich (auf eine maximale Renndauer von 5 Stunden bezogen), da hierzu die Chips exakt synchron laufen müssten. Es geht in erster Linie darum, die Auswertung überhaupt erstmal zu automatisieren, und nicht von Hand Startnummern und Zeiten mitschreiben zu müssen, was bei maximal 120 Teilnehmern - zumindest beim Radrennen - einfach unmöglich ist.
Beim Zieleinlauf soll es außerdem ein Zielfoto - getriggert durch Laserlichtschranke - geben, damit man trotz zeitlicher Ungenauigkeiten einen Sieger feststellen kann.



Nun zur Beschreibung der einzelnen Komponenten.

Induktionsschleife
Die Induktionsschleife habe ich gemäß RN-Wissen aufgebaut. Sie soll quer über die Straße laufen und max. 10 cm breit sein. Einzige Frage ist hier die maximal erlaubte Frequenz. Meines Erachtens nach steigt ja mit höherer Frequenz die zeitliche Auflösung und damit die Genauigkeit des Systems. Außerdem wird die Chance verringert, die Schleife zu "verpassen". Bei ca. 60 km/h (16.67 m/s) Endgeschwindigkeit ergibt sich bei 10 cm Schleifenbreite ein Zeitfenster von 0.1 m / 16.67 m/s = 0.006 s. Das heißt die Frequenz sollte schon im kHz-Bereich sein, um noch ein paar Schwinungen mitzukriegen. Im RN-Wissen steht allerdings nur 5 - 200 Hz. Was ist maximal erlaubt bzw. was gibt die im RN-Wissen dargestellte Schaltung maximal her? Und was sollte das Maximum sein, wenn ich meine Sensorschaltung mitsamt ATTiny (abgesehen von der erwünschten Störung der Spule natürlich) nicht stören will?


Empfängerschaltung
Die Sensorschaltung soll auf einer runden Platine gebaut werden, die Spule (selbstgewickelt) soll außen um die Platine herum laufen. Können dadurch Probleme beim Empfang entstehen, wenn sämtlich Komponenten sowie NiMH-Akku im Innern der Spule befindlich sind?

Ein entscheidender Faktor beim ganzen Projekt ist die Genauigkeit des Taktgebers für den ATtiny. Das ganze wurde ja nun schon oft behandelt, unter anderem hier: https://www.roboternetz.de/community...ht=uhrenquartz
Eine Real Time Clock kommt aus finanziellen Gründen nicht in Frage, das ganze muss natürlich so billig wie möglich sein... DCF-77 ist zu groß und noch teurer. Wegen Temparaturkompensation sollte es schon ein Quarzoszillator sein. Um den ATTiny13V bei 3.6V nutzen zu können kann ich außerdem nur bis 10 MHz takten. Nun steht in oben genanntem Thread, dass Quartze mit höherer Frequenz genauer sind. Das erschließt sich mir nicht ganz:
Ich nehme mal eine Genauigkeit von 30 ppm an. Wenn nun ein 16 MHz Quartz eine Sekunde lang schwingt, hat er bereits eine Abweichung von 30 · 16 = 480 Schwingungen. Nehme ich dagegen 1 MHz ergeben sich 30 Schwingungen Abweichung. Was verstehe ich falsch?


So, dann hoffe ich, dass das Projekt Euer Interesse weckt und Ihr mich auf den richtigen Weg bringt
Freue mich über jegliche Rückmeldung, Kritik und am besten natürlich Verbesserungsvorschläge.

Viele Grüße,
Paul


ps.: Habe grade gemerkt, dass der ATTiny13 weder UART noch Anschlussmöglichkeit eines Oszillators bietet. Ich denke der nächst größere mit diesen Features ist der ATTiny24...