青少年科技创新大赛创新发明获奖作品《自动跑步计时器》

1、自动跑步计时器一、作品创意来源上体育课时，体育老师有时需要测量我们的短跑成绩，这时老师通常会拿一个秒表站在终点处，通过挥舞手臂来给我们发令，这种方 式真的既麻烦又不准确。正好我最近在学习 Arduino的无线通讯，老 师说有些无线模块的通讯距离可以达到 1公里那么远，我突发奇想， 觉得正好可以用来解决体育课老师的计时问题。二、作品介绍我的作品有两个部分组成，老师手里的计时器端和终点处的自动 检测器。1、 计时器端:计时器端由秒表、Arduino nano、远距离无线模块、电池、按钮 和三个LED灯构成。远距离无线模块用来接收来自终点自动检测端的 信号，Arduino用来接收来自无限模块的数据以

2、及控制秒表（秒表的 控制也很简单，其实上面的按钮按下去的时候，会给里面的一个触点 一个1.5V的电压，所以我用了两个电阻，将 Arduino输出的5V电压 降到1.5V来控制秒表），三个LED灯用来提示一些状态，按钮用来给 终点自动检测端发信息。由于是开发阶段，所以看起来比较大，不过 完全可以做到很小，只是我现在还不会做电路板，所以只好这样。2、 终点自动检测器:终点自动中测端由Arduino nano、远距离无线模块、两个超声波测距模块以及两个LED灯构成。终点自动检测器放置在终点线处， 可 以同时检测两个同学，不过这两个同学需要在检测器的两边通过终点。 检测器上没有任何按钮，也不需要任何操

3、作，通上电就可以工作了， 考虑到如果用普通电池可能会不耐用，所以就没有在里面设计电池， 使用的时候接一个充电宝就可以了。上面的两个LED灯用来显示检测 器的一些状态。三、作品的功能与使用首先将终点检测器放置在中间跑道的终点线处， 超声波测距仪的 探头指向两边跑道的终点线，注意，距离测距仪1米内的物体都会触 发终点检测器，所以放置好检测器后其他小朋友不要靠近， 以免误触 发。放置好终点检测器后接上充电宝并打开， 可以看到检测器上的蓝灯开始点亮，说明已经正常启动了，此时红灯时灭的。然后可以不用 再去管它，只要保证有电就可以了。老师手拿计时器端到起点处， 将电子表调节到秒表界面， 并打开计时器电源，

4、此时可以看到Arduino nano开始启动，不过三个LED灯都不会发光。 按一下计时器上的按钮， 计时器会发送一个信息给终点检测器， 终点检测器收到信息后红灯会亮起并返回一个信息， 计时器接收到信息后红色LED灯会亮起，看到红色LED灯亮起说明通讯正常，可以开始发令。计时器一次可以测量两个同学的跑步时间， 不过这两个同学要从终点检测端的两侧通过终点线。 老师发令并按下秒表上的计时启动按钮，秒表开始启动。两个同学出发跑向终点，当第一名同学经过终点线时， 终点检测端就会发送信息到计时器端， 计时器端接收到信息后会控制秒表停止计时， 秒表可以一次测量两个成绩， 右侧键启动秒表后，如果再按右侧键则是

5、单次计时。如果秒表启动后按下左侧键，那么秒表计时显示虽然停止， 其实内部还在运行， 再次按下右侧键后会停止内部运行的计时， 再按一下左侧键就可以看到第二次停止的时刻。所以我设计的计时器当接收到第一个同学通过终点的信息后， 会控制秒表的左侧键按下， 当第二个同学通过终点后， 再控制秒表的右侧键按下。 这样就同时记录下了两个同学的跑步时间。 老师只需要再按一下左侧键就能看到第二个同学的成绩。 由于老师再起点， 可能看不到谁先过线，所以我又设计了两个蓝色和黄色两个LEW,如果当左边的同学先到达终点，则蓝色LED灯亮，如果右边先到达，则黄色 LED灯亮，这样老师可以通过观察哪个LEW亮来知道谁先过终点4、 作品的优点虽然有很多专业的计时装置可以来测量短跑运动员的跑步成绩，但是这些计时器都很专业并且很贵， 中小学根本不会配备， 纵使有使用起来也很麻烦， 普通体育课根本不会启用。 我的自动跑步计时器虽然比不上专业计时设备， 但是确实是体育老师的好工具！ 它体积小巧、使用简单、成本又低、虽然计时准确性比不过专业计时器，但是比人手动计时准确多了。5、 作品的不足其实我的计时器