II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

В работе рассматривается необходимость решения проблемы ощущения и запоминания временных интервалов двигательного действия в целом, так и его частей, типичной для многих видов спорта, в том числе горнолыжного. Спортсмены обязательно предварительно изучают расстановки ворот горнолыжной трассы и мысленно составляют «временную структуру» всей трассы перед спуском [2,4]. Эффективность запоминания горнолыжниками  временных интервалов условного движения по горнолыжной трассе мы попытались совершенствовать на основе гипотезы, которая предполагала решение проблемы посредством разработки оригинальной автоматизированной системы. Цель нашего исследования состояла в разработке специального стенда и компьютерной программы для  автоматизации процессов предъявления заданий спортсмену,  регистрации времени условного «спуска» по горнолыжной трассе на экране монитора, оценок результатов выполнения заданий, хранения получаемой информации. 

В нашем исследовании предусмотрено применение специальной автоматизированной авторской системы, позволяющей спортсменам использовать как зрительную сенсорную, так и мышечно-суставную чувствительность мышц бедра и голени  для запоминания трассы и воспроизведения длительности «поворотов» и всего «спуска» горнолыжника, Для этого был создан специальный стенд с двумя парами неподвижных и подвижных контактов. При последовательном появлении условного изображения ворот на экране монитора испытуемый, находясь до этого в среднем положении между стойками, отводит таз или колени в сторону и замыкает контакты электрической цепи, посредством чего включается времяизмерительное устройство.

При контроле специфической двигательной памяти перед спортсменами ставятся задания следующего вида.

1. На экране компьютера через заданные экспериментатором (тренером) временные интервалы появляются попеременно ворота разметки горнолыжной трассы красного и синего цвета. Задача испытуемого состоит в запоминании последовательности комбинаций ворот и длительности временных отрезков «спуска» между воротами.

2. Другая задача для испытуемого состоит в последующем воспроизведении этой последовательности посредством самостоятельного замыкания контактов стенда при регистрации точности воспроизведения временных. Система подсчитывает общую ошибку воспроизведения интервалов и при желании представляет  все разности между задаваемыми интервалами и воспроизведенными.

На рис. показана схема системы  обработки сигналов в процессе при измерениях.

Требования к аппаратной части системы: простота разработки и использования; совместимость с возможно большим числом компьютеров; хорошая документированность; отказоустойчивость; наличие в розничной продаже всех необходимых компонентов и их дешевизна.

Требования к программной части: совместимость с аппаратным обеспечением и используемой операционной системой; простота разработки; возможность задания особых параметров для каждого флага; возможность предпросмотра результатов разработки на этапе проектирования, а также всей трассы до начала тестирования; контроль точности выполнения заданий.

На основании этих требований программная часть написана с использованием Delphi под операционную систему Windows XP; параметры трасс сохраняются в XML-файлах с применением таблиц XSL, что позволяет просматривать их в наглядном виде в любом браузере.

В результате изучения специальной литературы  в качестве устройства, связывающего датчики тренажера с компьютером, был выбран микроконтроллер Atmel AT89C5131A-TISUL, позволяющий подключать оборудование к компьютеру через чрезвычайно распространённый интерфейс USB, обладающий относительно простой схемой подключения и подробно описанный в русскоязычной литературе. Кроме того, прошивка этого микроконтроллера может осуществляться непосредственно через интерфейс USB, при этом не требуется наличие внешнего программатора.

Измерительная схема состоит из отдельных модулей, использующих стандартизированные протоколы обмена информацией. Эта часть измерительной системы используется для обеспечения соответствия электрической схемы многочисленным жестким спецификациям интерфейса USB [1], а также принимает сигналы с контактов тренажера. Программирование микроконтроллера осуществляется на языке CИ и состоит в описании структуры контрольных точек. Программирование микроконтроллера осуществляется на языке CИ и состоит в описании структуры контрольных точек. Драйвер программной части соответствует стандарту WDM для Windows-драйверов [3] и осуществляет связь между программным и аппаратным обеспечением.

Конструктор трасс представляет собой программу с графическим интерфейсом, позволяющую быстро создавать формализованные описания горнолыжных трасс и сохранять их в отдельных файлах. Программа может создавать трассы с самой разной расстановкой ворот и с включением их комбинаций в виде фигур. Для каждых ворот можно задать своё время и длительность показа. На каждом этапе проектирования также возможен наглядный просмотр полученного результата в любом браузере.

Тестирующая программа может работать в двух режимах. Первый из них - это режим демонстрации с показом задаваемых размеров временных интервалов в соответствии с заданием. Второй - в режиме контроля, который состоит в приёме через драйвер сигналов с аппаратного датчика, сравнении их с эталонными величинами и вычислении разницы во времени. Программа также сохраняет результаты тестирования в том же формате, что и файлы с описаниями временных характеристик трасс. 

База данных может использоваться для хранения результатов тестирования и информации об использованных трассах. Формирование параметров задания и запуск программы  производится с помощью специальной компьютерной заставки.

Разработанная система прошла испытания в тренировочном процессе юных спортсменов в Муниципальном учреждении «Спортивно-оздоровительный горнолыжный клуб «Эдельвейс» города Чайковский.

Список литературы

1. Агуров П.В. Интерфейс USB. Практика использования и программирования. - СПб.: БХВ. - Петербург, 2006. - 576 с.

2. Иванов В.В. Комплексный контроль в подготовке спортсменов. - М.: Физкультура и спорт, 1987. - 288 с.

3. Компьютерные сайты: http://www.atmel.com/; http://www.w3c.org/; msdn.microsoft.com

4. Лисовский А.Ф., Смирнов Ю.И. Моторика и психомоторика спортсменов-горнолыжников. - Малаховка: МГАФК, 1997. - 82 с.

Код для цитирования: Скопировать