Sistemas de cronometraje activos y pasivos

El chip activo no es una tecnología nueva. Desde que AMB empezara en 1982, no creas que los sistemas de cronometraje activos han evolucionado tanto, hasta ahora. Pero, ¿sabes cómo funciona un sistema activo?

La diferencia entre un sistema de cronometraje activo y un sistema de cronometraje pasivo es que el chip de un sistema activo lleva una fuente de energía propia, como una batería o una pila, mientras que el chip de un sistema pasivo necesita de la señal del lector para alimentarse. Además, y de forma incorrecta, se le llama transpondedor al chip de un sistema activo y no al de un pasivo. Técnicamente, los dos tipos de chip son transpondedores.

¿Cómo funcionan los sistemas activos?

Actualmente en el mercado del cronometraje deportivo existen dos tipos de sistemas de cronometraje activos: sistemas de cronometraje basados en fase, por ejemplo el de MyLaps y sistemas basados en intensidad (RSSI), es decir, todos los demás.

Sistemas basados en fase:

Mylaps ha desarrollado un sistema de cronometraje activo en el que el lector lanza señales que están interrogando constantemente por si pasa un chip. Si un chip pasa por encima de la antena del lector, el chip se despierta por la señal recibida desde el lector y emite una señal electromagnética, entonces la antena del lector, la recibe. Hasta aquí todo normal

La magia de su sistema activo reside en qué hace el sistema con la señal que envía el chip al equipo lector y que este recoge a través de la antena loop. Esta parte ya no es tan fácil de entender

Una señal electromagnética se compone de su intensidad y su fase. Siempre son señales alternas, quiere decir que tienen estas formas:

  • La intensidad está relacionada con la potencia. A mayor intensidad de señal, mayor potencia.
  • La fase tiene que ver en el momento en que se encuentra la señal. Puede que la señal esté en un máximo arriba, en un mínimo abajo o cualquier punto a mitad, incluyendo uno en el que la señal es igual a cero, como puedes ver en la gráfica. 

La antena del lector (detector) que recibe la señal es una antena loop en el suelo con una forma normalmente rectangular. Algo así:

Y estas antenas emiten de la siguiente forma:

La potencia disminuye una barbaridad con la distancia. Un chip que se acerca por la izquierda emitirá una señal que será recibida con mayor intensidad por la parte izquierda del loop. El chip seguirá su trayectoria hasta pasar por encima de la parte izquierda del loop y seguirá su desplazamiento hacia la derecha hasta que haya un punto en el que empiece a estar más próximo a la parte derecha del loop. En ese momento, la fuerza electromagnética que ejerce el chip sobre el loop cambia de un lado al otro, cambiando el sentido.

Por ejemplo, imagina que tienes una manguera llena de agua con dos extremos. Primero soplas por un extremo y luego soplas por el otro extremo: el agua cambia de sentido. Esto en términos electromagnéticos se comporta de forma similar a la siguiente imagen:

cambio de fase

Otro ejemplo, imagina que estás de pié sobre una tabla de madera y está sobre una arista. Tienes todo tu peso cargando en un lado pero si poco a poco vas trasladando tu peso hacia el lado contrario habrá un momento en el que la tabla se moverá hacia el extremo opuesto, ese movimiento de la tabla ocurrirá al mínimo cambio de peso.

Esto es lo que se llama un cambio de fase. Y este es muy fácil de detectar electrónicamente y, lo más importante, es una detección muy precisa. De ahí que Mylaps cronometre la Fórmula 1.

Sistemas basados en intensidad: los demás

Los demás sistemas de cronometraje activos suelen funcionar por potencia recibida o RSSI (Received Signal Strength Indicator) es decir, indicador de la potencia de señal recibida. 

La teoría dice que cuanto más potente sea la señal recibida por el chip activo, más cerca estará el chip del centro de la antena. Pero esto, en la práctica, no es tan fácil.

Si tomamos, como ejemplo, a nuestros amigos de pixelcom y su sistema para cronometraje de karts, ellos utilizan una antena 1D porque conocen de antemano cómo van a colocar el chip en el kart, por lo que tienen una única dimensión. Es decir, tienen un único valor de RSSI o de potencia recibida. Se quedarán con el mayor valor de potencia recibida para obtener el tiempo de paso.

Al cronometrar un triatlón, y debemos saber que no hay nada como un sistema activo para cronometrar un triatlón, no sabemos de antemano qué orientación va a llevar el chip activo cuando éste llegue un punto de control: el atleta puede llegar en bici, corriendo o nadando. En los dos primeros casos, a causa del movimiento del atleta, el chip que va colocado en el tobillo puede ir cambiando de orientación respecto al suelo y la antena por tanto ha de ir cambiando de eje.

Por eso, es más interesante utilizar antenas 3D. Una antena 3D es aquella que te indica la potencia recibida en cada eje cartesiano. Por lo que, en vez de trabajar con una dimensión y un valor de RSSI, se trabaja con tres dimensiones y eso complica el cálculo.

Puede ocurrir que un máximo en un eje posterior sea mayor que el de otro eje anterior y así un sin fin de combinaciones. Por eso es imprescindible afinar mucho con el cálculo: obtener una precisión en torno a 0,2 o 0,3 segundos, es fácil. Sin embargo, obtener una precisión por debajo, digamos 10 veces mejor, es muy complicado. De hecho, en timingsense pensamos que ciertos fabricantes venden una precisión mayor a la que tienen sus sistemas en realidad porque es muy difícil llegar a un margen de error tan pequeño.

En este otro post, te explicamos cómo hemos obtenido una precisión mayor real en timingsense en nuestro sistema de cronometraje activo y por qué el nuestro es mejor que cualquier otro en el mercado ahora mismo. Te damos una pista ahora: te permite cronometrar un punto intermedio con solo un teléfono móvil, entre otras razones.

Active timing