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Thema: Geschossgeschwindigkeit Messen

  1. #1

    Geschossgeschwindigkeit Messen

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    Hallo
    Ich möchte ein Gerät zur Messung von Geschossgeschwindigkeit bau so wie http://www.grauwolf.net/comp-electon...itsmesser.html.

    Mein größtes Problem ist die Geschoss Erkennung da sowohl schnelle Geschosse wie auch 4,5 mm Luftgewehr Munition erkannt werden soll.
    Weis jemand wie die Profi gerät die Geschosse erkennen?
    Ich hatte mir vorgestellt es mit einer Lichtschranke zu realisieren es sollten aber mehrere sein da es ja immer eine geringe Abweichung gibt oder ist es besser einen Laser über Spiegel umzulenken und so ein Gitter zu erzeugen.
    Mfg Weiserdruide

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo Weiserdruide,
    Zitat Zitat von WeiserDruide Beitrag anzeigen
    Ich möchte ein Gerät zur Messung von Geschossgeschwindigkeit bau so wie http://www.grauwolf.net/comp-electon...itsmesser.html.

    Mein größtes Problem ist die Geschoss Erkennung da sowohl schnelle Geschosse wie auch 4,5 mm Luftgewehr Munition erkannt werden soll.
    Weis jemand wie die Profi gerät die Geschosse erkennen?
    Dieses scheint den Schatten vor den beiden Baldachinen zu erkennen.

    Zitat Zitat von WeiserDruide Beitrag anzeigen
    Ich hatte mir vorgestellt es mit einer Lichtschranke zu realisieren es sollten aber mehrere sein da es ja immer eine geringe Abweichung gibt oder ist es besser einen Laser über Spiegel umzulenken und so ein Gitter zu erzeugen.
    Das Problem mit dem Laser ist die Mechanik, bzw. die Temperaturabhängigkeit der Konstruktion.
    Du meinst vermutlich zwei parallele Spiegel und der Laser wird dann im Zick-Zack gespiegelt bis er auf die Photozelle trifft?
    Wenn wir mal 100m als aktive Höhe nehmen und einen mittleren Abstand von 1mm zwischen den Strahlen nehmen, muss der Laser also 100 mal gespiegelt werden und dann die Fotozelle treffen.
    Jetzt musst du mal berechnen wie viel sich die Spiegel parallel auseinanderbewegen dürfen um die Fotozelle noch zu treffen, das passiert nämlich wenn sich das Ganze erwärmt. Praktisch werden sich die beiden Spiegel aber nicht nur parallel bewegen.
    Welche Werte da jetzt genau raus kommen, weiss ich aber auch nicht, müsste ich auch erst mal berechnen, bzw. eine Konstruktion dazu machen.

    Der Abstand der beiden Lichtschranken, hängt dann noch von der erreichbaren zeitlichen Auflösung und der maximal messbaren Geschwindigkeit ab.

    Und dann hätten wir noch die Impulslänge. Diese ergibt sich aus der Geschwindigkeit und der Geschosslänge.
    Bei 400m/s und einer Länge von 10mm komme ich auf 25µs. Dies ist die Zeit welche das Geschoss von der Spitze bis zum Ende für den Durchflug braucht. Nun wird dir aber die Spitze noch zu wenig Abschattung für den Impuls bringen, also wird der auswertbare Impuls kürzer. Ein Paintball sieht da besser aus.

    Die Fotozelle und der Verstärker sollten also im MHz-Bereich (1µs) arbeiten.

    Am Anfang steht da erst einmal etwas Geometrie, bevor du dich der Elektronik zuwenden kannst.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Weis jemand wie die Profi gerät die Geschosse erkennen?
    Die Anlage benötigt Tageslicht. Für den Einsatz in der Halle mit Neoleuchten müssen 25-40 Watt Glühbirnen herkömmlicher Bauart über den Diffusoren montiert werden.
    Soviel steht hier schon zur Lichtführung im angesprochenen Gerät.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von wkrug
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    Eventuell wäre ja auch ein Photodioden Array eine Lösung.
    Eine Lichtquelle trifft dabei auf eine ganze Reihe von Photodioden.

    Dabei sollte mindestens eine Diode beim Durchflug des Geschosses beschattet werden.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    ... Messung von Geschossgeschwindigkeit ... sowohl schnelle Geschosse wie auch 4,5 mm Luftgewehr Munition ... wie die Profi gerät die Geschosse erkennen ...
    Die IR-Messstrecke ist sicher gut. Dein verlinkter Comp Electronic ProChrono misst sicher die Helligkeit des von den Diffusoren rückgestrahlten Lichts - sprich den beim Schussdurchgang auftretenden Schatten. Daher die Glühlampen bei Hallen mit Neonlicht *ggg*. Also ist für einfache Aufbauten ein Gatter z.B. aus Laserstrahlen nicht notwendig (siehe unten). Gute Geräte messen zwischen 15 m/s und 2300 m/s (mein schnellstes Gewehr bringt mit geeigneter Munition um die 1200 m/s - viel schneller sind allenfalls Spezialfälle).

    Andererseits gibts noch die Schallmessung: zwei hintereinanderliegende Mikrofone messen die Stoßwelle des Geschosses, geht (störungsfrei) also nur für GK - und eben NICHT wirklich für unterschallschnelle Geschosse (Beispiel). Akustische Messungen kenne ich vom hiesigen Schießstand nach Olympiastandard für 300 m FG-GK: Schussabgabe am Stand, Schussankunft an der Scheibe (*gg* z.B. um zu erkennen ob der Nachbar auf 300 m daneben gelinst hat) und Trefferbild wird von den Sensoren erfasst, das Trefferbild wird aus der Verrechnung der Signalerkennungszeit an der Schießscheibe ermittelt - Fazit: die Genauigkeit ist hier unbestritten. Ich hab da schon geschossen - aber dabei NICHT die genaue Technik untersucht :-/

    Eine ziemlich ausführliche Liste lieferbarer Fertiggeräte gibts z.B. hier.

    Zur Genauigkeit und gatterbasierten Messung: Bei der Trefferbilderkennung/Sportschießen (ok ok, das ist nicht Deine Frage) wird z.B. IR eingesetzt; Zitat aus Herstellerunterlagen für LP/LG bzw. 50 mm KK "... je nach Größe zwischen 192 und 512 eigenständige Lichtschranken ... Vermessung der Resthelligkeit ... ca. 165 verschiedene Abschattungsstufen ... 1/100 mm genau ..."
    Geändert von oberallgeier (01.06.2015 um 10:55 Uhr) Grund: Nachtrag zur Genauigkeit (und Schreibfehler :-/ )
    Ciao sagt der JoeamBerg

  6. #6
    Danke für die Antworten ich habe mir jetzt folgendes überlegt
    Wie im Bild zusehen will ich einen Poti und die Fotodiode als Spannungsteiler verschalten und mit damit ein CMOS OR Gatter ansteuern um 20 Stück auf einen Eingang am AVR zulegen als IR Quelle würde ich es erstmal mit einer LED versuchen. Ich bin mir aber nicht sicher ob das so funktioniert.
    Link zur Fotodiode
    http://www.ebay.de/itm/310525145287?...%3AMEBIDX%3AIT
    http://datasheet.eeworld.com.cn/pdf/..._SFH214FA.html
    Link zum OR Gatter
    http://www.reichelt.de/MOS-4072/3/in...SEARCH=MOS4072
    http://www.reichelt.de/index.html?&A...OS4075_TEX.pdf

    Mfg Weiserdruide
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo Weiserdruide,
    Zitat Zitat von WeiserDruide Beitrag anzeigen
    Wie im Bild zusehen will ich einen Poti und die Fotodiode als Spannungsteiler verschalten und mit damit ein CMOS OR Gatter ansteuern um 20 Stück auf einen Eingang am AVR zulegen
    Das wird so nix!
    1. Der Leckstrom durch die Diode wird durch die Temperatur und Umgebungshelligkeit bestimmt. Diese Parameter ändern sich dauernd.
    2. Mit dem Poti verstellst immer 2 Parameter gleichzeitig:
    a) R*Ileck ergibt deinen Ruhepegel für das Gatter
    b) R*dI ergibt deinen Impuls
    Wenns also Warm wird musst du das Poti auf einen kleinen Wert einstellen, dann wird aber auch dein Impuls klein.
    3. Der Impuls an der Diode wird eh zu klein sein um das Gatter anzusteuern.
    4. Da du im Prinzip ein analoges Signal hast, die Pegel sind nicht wirklich definiert, brauchst du ein Gatter mit Schmitt-Trigger Eingängen.

    Lass das Poti Weg und bau da einen Festen Widerstand ein.
    Dann koppelst du den Impuls über einen Kondensator aus. (Temperatur und Fremdlicht erzeugen einen Gleichspannungspegel, welcher durch den Kondensator eliminiert wird.)
    Dahinter kommt dann für jede Diode ein Verstärker um einen vernünftigen Impuls zu bekommen. Wenn du die Verstärker mit OC-Ausgang baust, kannst du diese ohne das ODER-Gatter direkt zusammenschalten.

    Das Koppel-C zusammen mit der Eingangsimpedanz des Verstärkers bildet einen Tiefpass. Diesen sollte man so auslegen, dass die langsamsten Impulse noch durchgelassen werden, aber z.B. 50Hz und 100Hz möglichst stark bedämpft werden. 50Hz und 100Hz wird durch die Beleuchtung erzeugt.

    Auf alle Fälle solltest du ein Oszilloskop zur Verfügung haben, sonst kannst du ewig suchen, bis das läuft.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  8. #8
    Hallo
    Danke für die Antwort ich habe mir jetzt eine Schaltung (siehe Bild) ausgedacht bei der ich aber Experimental die Werte für die Widerstände und den Kondensator ermittelt muss da ich zu viele Unbekannte in der Schalung habe.
    Oder weis Jemand einen einfacheren weg.
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken Geschossgeschwindigkeit npn.png  

  9. #9
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    Hallo,
    Zitat Zitat von WeiserDruide Beitrag anzeigen
    Danke für die Antwort ich habe mir jetzt eine Schaltung (siehe Bild) ausgedacht bei der ich aber Experimental die Werte für die Widerstände und den Kondensator ermittelt muss da ich zu viele Unbekannte in der Schalung habe.
    Oder weis Jemand einen einfacheren weg.
    Du solltest D1 und R3 vertauschen.
    Wenn die Kugel abdunkelt wird die Diode hochohmig.

    Als erstes solltest du mal abklären wie gross die Abschattung durch die Kugel wird, das bestimmt dir die Änderung des Dunkelstroms durch D1.
    Dann musst du feststellen wie gross der Einfluss durch Fremdlicht ist. Gerade das Fremdlicht wird durch die mechanischen Konstruktion bestimmt.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  10. #10
    Hallo
    Die Erkennung ist erstmal gelöst ich habe jetzt aber ein Problem mit der Auswertung ich wollte zur Auswertung ein ATMEGA 324PA verwenden und die Timer 1 und 3 mit ICP1 und ICP3 abfragen und aus der Differenz die Geschwindigkeit ermitteln.
    Bascom scheint aber ICP3 nicht zu kennen.

    Code:
      On Icp1 Icpan
      On Icp3 Icpan2
      Config Timer1 = Timer , Capture Edge = Rising , Prescale = 8
      Enable Icp1
      Config Timer3 = Timer , Capture Edge = Rising , Prescale = 8
      Enable Icp3
    Bei diesen Code bringt Bascome die Fehlermeldung Error : 117Unknown interrupt [ICP3] und
    Error : 85 Line : 23 Unknown interrupt source [ICP3]

    Gibt es noch eine andere Lösung wie ich ICP3 aktiv bekomme?


    Mfg Weiserdruide

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