Die Photonics-Studierenden im 5. und 7. Semester haben im Rahmen der Projektarbeit eine mobile Zeitmessanlage für die Sprinterinnen und Sprinter des BTV Schiers entwickelt. Sie soll künftig die Stoppuhr und den Notizblock des Trainers, Martin Meier, ersetzen.
Sprinttraining als Kick-off-Event
Das Projekt startete anfangs Herbstsemester am Kick-off-Event in Schiers. Ahnungslos und gespannt wurden die Studierenden mit der Studienleitung und ihren Dozierenden nach Schiers chauffiert. Die Studierenden durften ein Sprinttraining des BTV Schiers besuchen. Martin Meier, der Sprinttrainer des Sportvereins (und IT-Projektleiter an der FH Graubünden), trainiert hier regelmässig mit seinen Athletinnen und Athleten. Martin misst und vergleicht die Zeiten jeweils mit Stoppuhr, Notizheft und Bleistift – eine umständliche und zeitintensive Methode.
Sein Wunsch: Eine mobile Zeitmessanlage, welche
- auf 0.1 s genau misst,
- bei Wind und Wetter einsatzfähig ist,
- unempfindlich gegenüber Fremdlicht ist,
- Distanzen bis zu 80 m meistert,
- manuell und automatisch auslösen kann,
- einfach zu bedienen ist,
- und das Ganze für CHF 200.- Materialkosten.
Klingt auf den ersten Blick zwar simpel, doch schnell wurde klar, dass es technisches Know-How und Kreativität benötigte, um diese Aufgabe zu erfüllen.
Konzepte und wie sie sich weiterentwickeln
In den folgenden Wochen haben die Studierenden unterschiedliche Technologiekonzepte erarbeitet und validiert. Anhand vom Stand der Technik und eigenen Ideen wurden mehrere Konzepte kurze Zeit später dem Endkunden und Auftraggeber präsentiert. Dabei wurde Martin auf eine von den Studierenden präsentierte App aufmerksam, welche Zeiten mittels Fotoauswertung messen kann. «Tönt cool, das hätte ich auch gerne!» Es war eine zweite Runde mit überarbeiteten Konzepten nötig. Das Budget wurde bei dieser Gelegenheit aufgestockt – statt ursprünglich CHF 200.- hatten die Studierenden jetzt CHF 300.- zur Verfügung. Dieser Geldsegen sollte im Hinblick auf die Kameralösung mehr Möglichkeiten bieten.
Vom Konzept zur Umsetzung
Als die Konzepte schliesslich abgesegnet waren, durften sich die Studierenden endlich ans Tüfteln, Entwickeln und Experimentieren wagen.
Für die Zeitmessanlage wurde eine Platine entwickelt, mit der sämtliche benötigten Komponenten verbunden sind. Sie stellt die Spannungsversorgung sicher und sorgt dafür, dass Sensorik und Mikrokontroller optimal zusammenspielen können.
Genauso wichtig waren das Designen und Herstellen vom Gehäuse, wo die gesamte Elektronik untergebracht ist. Da das System wetterfest sein soll, mussten Aspekte wie Spritzwasserschutz, Schneefall und Temperaturschwankungen berücksichtigt werden. Für diesen Prototyp haben die Studierenden auf einfache, aber effektive Lösungen zurückgegriffen: Empfindliche Anschlüsse wurden nach Möglichkeit an der Unterseite des Gehäuses platziert, um Schäden durch Wasser so gut wie möglich zu vermeiden. Die Gehäuse wurden mit 3D-Drucker hergestellt. Dabei wurde ein spezielles Material verwendet, welches robust gegen Umgebungseinflüsse wie Temperaturschwankungen und UV-Licht ist.
Nicht zuletzt wurde auch eine Software entwickelt, welche das ganze System erst zum Leben erweckte. Sie stellt den Ablauf der Zeitmessung, deren Auswertung, die Fotoauswertung und natürlich die Kommunikation zwischen Start- und Ziel-System sicher. Es wurde ausserdem eine Benutzeroberfläche programmiert, um das System z. B. mit einem Smartphone steuern zu können.
Testphase – doppelt geschwitzt
Bevor die Anlage im Januar 2025 offiziell vorgestellt wurde, führte das Projektteam umfangreiche Funktionstests durch. Hier kamen die Studierenden nicht nur beim Probesprint ins Schwitzen, auch letzte Bugs mussten noch behoben werden. Das System konnte so stetig verbessert werden, bevor es seinen grossen Auftritt hatte.
Die Feuertaufe
Im Januar 2025 war es dann schliesslich so weit: SARA (Smart Analysis for Running Athletes) konnte von Martin Meier und seinen Athletinnen und Athleten getestet werden – unter gespannten Augen von Dozierenden, Medienschaffenden und Studierenden. Neugierig verfolgten alle, wie die Sprinterinnen und Sprinter in der Turnhalle ihre Sprints absolvierten und die erfassten Zeiten praktisch in Echtzeit auf dem Bildschirm erschienen.
Fester Trainingsbestandteil
SARA kommt bereits jetzt regelmässig in den Trainings des BTV Schiers zum Einsatz. Das System könnte um weitere Features ergänzt werden, z. B. die Messung von Zwischenzeiten oder einer Cloud-Lösung. Mit dem Projekt wurde mit überschaubarem Budget ein praxistaugliches und robustes System geschaffen, welches die Trainings erleichtern wird.
Hier geht es zum Video über das Projekt SARA: «BSc Photonics: Projektarbeit SARA - Smart Analysis of Running Athletes»
Severin Hanke ist Bachelorstudent in Photonics im 5. Semester an der Fachhochschule Graubünden.