Mess-Diskus für Leichtathletik

ESYS unterstützt den Leistungssport mit datengestützten Analysewerkzeugen, wie im folgenden Beispiel durch die Entwicklung eines Mess-Diskus am Institut für Angewandte Trainingswissenschaften (IAT) Leipzig.

Aufgabe

Neben der Ermittlung von Beschleunigungsverläufen in drei Achsen soll er durch Drehratenbestimmung auch Informationen über die Bewegungsumkehr des Diskus beim Verlassen der Hand gewinnen. Er soll zudem die Speicherung signifikanter Messwerte sowie eine für Messwerte drahtgebundene und zur Konfiguration auch drahtlose Kopplung ermöglichen. Der Datenlogger soll in einen gängigen Diskus einbaubar sein, ohne dessen Flugeigenschaften wesentlich zu beeinflussen.

Systembeschreibung

Die Entwicklung umfasste:

• Hard-, Firm- und Software für den Datenlogger mit Funkoption (Bluetooth)
• Sensorauswahl und -anpassung für Beschleunigungs- und Drehratensensor
• Wahl/Realisierung der Funkschnittstelle, Berücksichtigung der Energieoptionen
• Entwurf der Schaltungstechnik für den Beschleunigungs-/Drehraten-Datalogger
• Optimierung auf minimalen Energieverbrauch / min. Akkugröße - max. Kapazität
• Miniaturisierte Anpassung zur Implementierung in einen vorgegebenen Diskus
• Bereitstellung der Steuer-, Konfigurations- und Auswertesoftware

Ergebnisse

Der Beschleunigungsdatenlogger mit Bluetooth-Option ermöglicht die Messung der Beschleunigung im Bereich bis 50 g in drei Achsen mit >1000 Abtastwerten pro Sekunde und Achse. Die erfassten Messwerte werden ab Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes sofort intern mit voller Abtastrate gespeichert. Zum Auslesen der Daten sowie zur Konfiguration der Messparameter dient eine USB-Schnittstelle.

• Triaxiale Stoss- bzw. Beschleunigungsmessung von < 50 g
• Verarbeitung der drei Komponenten (xyz-Ebene) und Speicherung mit Zeitbezug
  (Auflösung entspricht einer Periode der Abtastfrequenz)
• Digitalisierung und Speicherung in den 3 Achsen mit Nettoauflösung von mindestens 15 Bit + Vorzeichen
• Netto-Abtastrate >1.000 Werte/s je Achse (Abtastfrequenz 1kHz)
• Speichern von Werten oberhalb eines definierten einstellbaren Schwellwertes
• Messwertspeicher: 8 MByte Flash
• Bluetooth-Funkoption zum Parametrieren
• Daten auslesen und Konfiguration über eine USB-Schnittstelle, Auswertung derDaten mittels PC
• Umgebungstemperaturen von -10 °C bis + 65 °C
• Abmessungen: LP-Durchmesser ca. 60 mm, Dicke ca. 7 mm (ohne Akku)
• Masse ca. 20g

Der Datalogger wurde inkl. dem Lithium-Ionen-Akku in einen handelsüblichen 2-kg-Männerdiskus implementiert.  Mittels der spezifisch entwickelten Visualisierungs- und Auswerte-Software ist die Auswertung in unterschiedlichen Varianten möglich.