NB 1080v12
 
25 listopada 2010 Redakcja Bieganie.pl Lifestyle

Rozwój systemów pomiaru czasu na zawodach biegowych


Żeby zrozumieć stan w jakim znajdują się obecnie systemy pomiaru czasu i przewidzieć ich dalszy rozwój trzeba kilka słów poświęcić historii systemów pomiaru czasu. Bezpośrednio po okresie, kiedy jedynym urządzeniem pomiarowym czasu był stoper, pojawiły się pierwsze chronometry sprzężone z fotokomórką.

Przecięcie przez zawodnika promienia świetlnego pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem powodowało zarejestrowanie czasu, wydrukowanie go na małej drukarce, a w nowszych wersjach przesłanie zmierzonego czasu kablem do komputera. Zarejestrowany czas trzeba było nadal ręcznie powiązać z numerem startowym zawodnika, co przy coraz liczniej startujących zawodnikach stanowiło problem i było źródłem pomyłek.

Warto w tym miejscu wspomnieć o rozwiązaniu pośrednim, które było bardzo popularne w Polsce i stosowane jest nadal, czyli o wykorzystaniu czytników kodów kreskowych do identyfikacji zawodników na mecie.  Numer startowy z nadrukowanym kodem kreskowym czytany „pistoletem” na mecie, kojarzony był półautomatycznie z kolejno rejestrowanymi fotokomórką (lub ręcznym przyciskiem) czasami. Przy bardzo starannym użytkowaniu tej techniki i dużej wprawie osiągano bardzo zadowalające rezultaty, jednak bywały one obarczone błędami zamiany kolejności odczytanych skanerem na mecie osób lub przesunięciem w przyporządkowaniu czasów i numerów.

kowalczykwinning
Justyna Kowalczyk biegnie z Chipem WinningTime w postaci opaski na kostce

Pod koniec lat 90-tych pojawiły się pierwsze systemy oparte na technologii radiowej i chipach. Najbardziej znane firmy ChampionChip, WinningTime i DAG zaproponowały podobne rozwiązania. Chipy pasywne, mniejsze od pudełka zapałek pracowały w zakresie niskich częstotliwości, doskonale przenikały przez ciało ludzkie i różne materiały jednak nie miały dużego zasięgu, dużej wydajności ani dużej szybkości. Chipy mocowane były do sznurówek, co pewnej rzeszy zwłaszcza początkujących biegaczy nastręczało trudności. Zwłaszcza na początku, wysoki wówczas koszt chipów wymagał zbierania ich na mecie, co utrudniało organizację wielkich imprez. Chipy pasywne Championchip były najpopularniejszym systemem pomiaru czasu na świecie i tak mocno zakorzeniły się w świecie biegaczy, że wiele firm mierzących czas używa ich nadal.


Wnętrze Chipa

W tym miejscu należy się kilka słów wyjaśnień trudnej kwestii technicznej mianowicie co to znaczy pasywny chip RFID. Chip to w skrócie mówiąc szalenie małych rozmiarów radio i antena. Kiedy chip znajdzie się w okolicy maty pomiarowej odbiera fale radiowe wysyłane przez matę, a ponieważ fala radiowa jest bardzo małą, ale wciąż porcją energii, chip odbierając fale z maty odbiera energię i ładuje swoje malutkie akumulatory. Kiedy już się naładuje wysyła do maty swój numer (jako kolejna fala radiowa). Mata po odebraniu sygnału od chipa zapamiętuje czas i numer wysłany w tym sygnale i przekazuje go kablem do komputera. Cały proces ładowania się chipa przy macie i wysyłania swojego sygnału trwa bardzo krótko (ułamki sekund). Chipy nazywamy pasywnymi bo nie mają swojej baterii, żadnego własnego źródła zasilania. Po prostu obijają falę wysyłaną przez matę, dodając do niej swoją wiadomość – numer startowy.

Czasami chip pasywny nie zdąży się naładować, czasami jego wysłany sygnał zostanie zakłócony sygnałem innego chipa i dlatego systemy chipów pasywnych nie są całkowicie niezawodne. Ich skuteczność szacuje się na 99,5 – 99.9 %. Oznacza to, że na 1000 zawodników kilka chipów może nie zostać oczytanych pomimo, że są sprawne i zawodnicy zamocowali je prawidłowo. Jest to normalne ograniczenie systemu i nic na to nie poradzimy.

Wraz z miniaturyzacją układów scalonych i spadkiem cen baterii i akumulatorków pojawiły się nowe możliwości. Pokazały się na rynku systemy pomiaru czasu z chipami aktywnymi: AMB, Jchip, WTA Winning Time, Tag Heuer. W przeciwieństwie do chipów pasywnych, te posiadają własną bateryjkę dzięki czemu po wykryciu sygnału radiowego, oznaczającego że znalazły się w pobliżu maty pomiarowej, natychmiast wysyłają bardzo silny i czasami powtarzany wielokrotnie swój własny sygnał radiowy zasilany baterią do maty. Chipy aktywne możemy traktować jako całkowicie niezawodne. Jeżeli chip jest sprawny, prawidłowo zamocowany to nie ma możliwości aby nie został zarejestrowany. Dodatkową cechą jest zmiana częstotliwości nadawania na wyższą co umożliwia stosowanie chipów aktywnych do wysokich prędkości zawodników oraz przy bardzo dużych gęstościach. Chipy aktywne mają jedyną wadę – wysoką cenę. Ich cena waha między 13 a 70 Euro za sztukę.

W roku 2005 rozpoczęła się ekspansja rozwoju technologii RFID w logistyce i transporcie. Opracowano specyfikację technologii (wprowadzono ramy standardowe dla wszystkich producentów) i rozpoczęła się masowa produkcja chipów RFID pierwszej generacji. Podjęto próby zastosowania tej technologii do pomiaru czasu w zawodach. Powstało kilka prototypów systemów jednak ich rezultaty nie były całkowicie zadowalające. Chipy pierwszej generacji źle funkcjonowały w pobliżu ciała ludzkiego i materiału o dużej gęstości. Prawdziwy przełom nastąpił dopiero w roku 2009 kiedy firma Chronotrack zaproponowała system pomiaru czasu oparty o chipy pasywne RFID dopracowanej już, drugiej generacji i po wielu zabiegach marketingowych zastosowała go w najbardziej prestiżowym na świecie maratonie biegowym w Nowym Yorku. Chipy pasywne 2 generacji RFID zakładane jako papierowa pętla na sznurowadle przy niskim koszcie samego chipa – u producenta wahającym się w granicach 10-ciu centów stał się już całkowicie jednorazowym rozwiązaniem, rewelacyjnie usprawniającym organizacje dużych imprez biegowych. Ostatni rok to pokonywanie kolejnej bariery postawionej przed chipami RFID – próba zastosowania ich w numerach startowych.

numer1894
Łatwość mocowania Chipa RFID w numerze startowym – widać rozpiętą pod numerem ramę którą można przylepić praktycznie do każdej powierzchni (było to wykorzystane na Półmaratonie w Pile, kiedy ze względu na dużą liczbę zawodników zabrakło numerów startowych ale dzięki nowej technologii Chip można było przyczepic do dowolnego numeru przygotowanego nawet "domowymi" metodami.)

Pół roku testów, badań i wreszcie jest rozwiązanie. Firmy MyLaps, Chronotrack, RFID Timing, Jaguar i inne zaproponowały użycie chipów drugiej generacji przyklejanych do numeru startowego wraz z matami. Cechy najnowszych systemów to:

-niska cena chipa (od 10 centów)
-łatwa dystrybucja z numerami startowymi i możliwość jednorazowego użycia chipów,
-duża pojemność systemu, duża przepustowość (wysoka częstotliwość 900 MHz)
-niska wrażliwość na zakłócenia,

Podejścia marketingowe firm są różne, jednak trzeba pamiętać, że wszystkie systemy RFID 2 generacji są zbudowane na podobnych lub tych samych komponentach, spełniających normy jednej międzynarodowej specyfikacji technicznej przez co ich działanie jest niemalże jednakowe. Nie ma róży bez kolców – są to nadal chipy pasywne i zasada skuteczności w granicach 99.7% obowiązuje nadal, jednak niska cena masowo produkowanych chipów popycha producentów do wytężonych prac związanych z coraz szerszym zaprzęgnięciem RFID do zawodów sportowych.

Jaka będzie przyszłość? Z relacji ekspertów wynika, że chip w przyszłości nie będzie już tylko identyfikował zawodnika i jego czas, ale będzie musiał podać jego lokalizację w terenie, monitorować kondycję zawodnika, zapewnić z nim łączność na bieżąco. Niewątpliwie przyszłość należy do rozwiązań aktywnych. Jednak rok 2011 będzie rokiem masowego użycia tanich pasywnych chipów RFID przy sznurówkach oraz coraz częstsze ich stosowanie w numerach startowych. Kilkukrotnie niższa cena chipa pozwoli nieco obniżyć koszt pomiaru czasu, spełniając oczekiwania organizatorów zawodów w trudnych czasach kryzysu finansowego i po części osiągnąć lepsze zyski firmom pomiarowym, które będą mogły cześć zysków przeznaczyć na rozwój kolejnych technologii pomiaru czasu.

FORUM DYSKUSYJNE

Redakcja Bieganie
Redakcja Bieganie.pl