Skocz do zawartości
Zielonyy

Nietypowa fotokomórka - wykrycie pocisku w locie :)

Pomocna odpowiedź

Witajcie, na wstępie muszę przeprosić że temat nie jest stricte związany z robotyką 😉

Planuję zbudować urządzenie do pomiaru prędkości wylotowej pocisków. Niestety te które są na naszym rynku albo są przeznaczone do zabawek ASG abo są horrendalnie drogie.

Wbrew pozorom takie urządzenie od strony teoretycznej jest bardzo proste bo to "stoper" odpalany i zatrzymywany przez fotokomórkę. Arduino swobodnie da radę 🙂

Wymyśliłem że zastosuję fototranzystory IR - z racji tego że są najszybsze a podczerwień powinna uodpornić układ na wpływ światła widzalnego 😉

Fototranzystory będą musiały być połączone szeregowo ponieważ mają wąski kąt widzenia a "bramka" pomiarowa powinna być na tyle duża aby bało się przez nią strzelić bezpiecznie. >=8cm

I tu się pojawia mój problem moja wiedza elektroniczna jest dość nikła i nie wiem jak dobrać komparator do fototranzystorów i ile ich mogę włączyć w szereg aby nie tracić na ich czułości. 😉

Pocisk będzie przerywał strumień w bardzo krótkim okresie do tego w kal 4,5mm zakrycie światła jest dość małe.

Zamysł jest taki że pocisk przerywający pierwszą bramkę daje sygnał cyfrowy co odpala przerwanie w arduino a drugi na odległości 10cm zatrzymuje, potem trochę prostej matematyki i mamy energię i prędkość 🙂

Jako zielony nie dysponuję oscyloskopem.

Macie jakieś sugestie jak może urzeczywistnić moją koncepcję ? 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
Macie jakieś sugestie jak może urzeczywistnić moją koncepcję ?

Szukałeś podobnych tematów? Bo zagadnienie jest typowe, więc nie powinno być problemów ze znalezieniem materiałów online.

Pytanie podstawowe to jaki charakter ma mieć urządzenie: do pojedynczych pomiarów czy raczej zintegrowany system 'dla każdego'?

Bo jeśli chcesz okazjonalnie robić pomiary, to ja bym nie tracił czasu na tworzenie całego urządzenia, tylko wziął dwa fototranzystory z rezystorami i podłączył to do oscyloskopu cyfrowego ustawionego na pojedyncze wyzwalanie. Markerami mierzysz czas i te wspomniane jakże skomplikowane przeliczenia czasu na prędkość i energię możesz zrobić na kartce/kalkulatorze.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Chodzi o wielokrotne pomiary, wielu różnych karabinków - ustalenie charakterystyki tzw górki karabinków PCP

Jasne że szukałem 90% to konstrukcje do asg gdzie pomiar wykonywany jest w rurce a do fototranzystora nawet nie jest podłączony komparator. Takie konstrukcje się nie sprawdzają przy wiatrówkach nie wspominając o broni palnej bocznego zapłonu :/

Nie posadami oscyloskopu ale podaną metodę czasami stosuje się podłączając się do wejścia audio i "nagrywając" piki.

Ja chce zbudować urządzanie autonomiczne i jedynym problem jest dla mnie wzmacniacz operacyjny 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Tak trochę http://xyproblem.info/

Nigdy nie budowałem takiego urządzenia, ale zacząłbym od prostego układu z jednym fototranzystorem i rezystorem + nadajnik (lub parą takich sensorów w układzie jak w docelowym) i rejestrował napięcie przy strzale. Może się okazać, że sprawa nie jest tak prosta, jak się wydaje.

jak dobrać komparator do fototranzystorów

Jakieś konkretniejsze pytanie? Z czym masz problem?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Konkretnie problem z przetłumaczeniem małego sygnału analogowego na cyfrowy bez łapania "szumów" z tła 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Potrzeba więcej konkretów. Raczej nie trafisz tutaj na nikogo kto rozwiąże Twój problem za Ciebie. Ciągnąć za język też nikt raczej nie lubi. No chyba, że trafisz na kogoś, kto robił dokładnie to co Ty chcesz zrobić.

Na

problem z przetłumaczeniem małego sygnału analogowego na cyfrowy bez łapania "szumów" z tła

mogę odpowiedzieć, że komparator ma histerezę, więc dobierając odpowiednio jej szerokość, możesz wyeliminować wpływ szumu na wejściu na sygnał na wejściu (w teorii przy narastaniu zaszumionego sygnału analogowego w pewnym momencie dostaniesz piękne zbocze 'cyfrowe' narastające na wyjściu...).

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Z mojej wiedzy fotodiody są szybsze od fototranzystorów więc jak zależy Tobie na prędkości to idź w tym kierunku..

PS. Policzyłeś jaki będzie czas przelotu pocisku i czas zasłonięcia poszczególnych fotokomórek? To da Tobie pewne wyobrażenie o jakich prędkościach mówimy...

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@Lukaszm

Dzięki histereza to ważna sprawa sęk w tym że nie mogę znaleźć "how to" dobranie parametrów.

Mogę jakoś wstawić w układ potencjometry/trymery aby wyregulować eksperymentalnie czułość czy takie zmiany mogą doprowadzić do uszkodzenia układu?

@MirekCz

Ciekawe, dużo czytałem o chronografach i we wszystkich profesjonalnych konstrukcjach są fototranzystory 😉➡️ to właśnie skłoniło mnie do zadania pytania tutaj bo przecież FT są bardzo często stosowane w robotyce na jako czujnik odbiciowy 😉

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Jeśli odległość między czujnikami dla początku i końca pomiaru ma wynosić 10cm, jak napisane wyżej, to wydaje mi się, że powinieneś sprawdzać nie kiedy pocisk przeleci obok pierwszej i drugiej foto ale kiedy pojawi się tam jego czubek lub koniec. 😅

Jeśli pocisk ma powiedzmy 1,5cm, a odległość pomiędzy foto 10cm, to błąd pomiaru czasu o 0,000015s (czyli czas przelotu pocisku długości 1,5cm, o prędkości 1000m/s obok pierwszej foto), powoduje ogromne przekłamania wyniku. Dodaj podobny błąd na drugiej foto i już masz pomyłkę o 30%.

Wydaje się, że przy amatorskiej konstrukcji powinieneś maksymalnie oddalić punkty pomiarów.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Pocisk lecący z prędkością 500m/s przelatuje bazę pomiarową 10cm w czasie 200us. W tym czasie timer Arduino jest w stanie zliczyć 3200 impulsów 16MHz. To chyba niezły wynik.

Czubek pocisku jest złym punktem odniesienia bo wolno "rośnie" w polu widzenia fotokomórki i nie daje ostrego przejścia sygnału, koniec jest dużo lepszy. Badając czas między odsłonięciem (wykryciem końca pocisku) pierwszego i drugiego czujnika i podstawieniu do prostego wzoru dostajesz prędkość.

Zanim zaczniesz rysować jakieś układy (elektroniczne) zastanów się czy jesteś w stanie zbudować układ (mechaniczny) w którym lecący pocisk będzie w powtarzalny sposób całkowicie zasłaniał strumień światła o średnicy kilku mm. Tylko to gwarantuje, że sygnał wyjściowy z foto-czegośtam będzie maksymalny.

Da się zrobić szybki wzmacniacz do fotodiody, ale trzeba trochę wiedzy i sprzętu. Można też spróbować z wolniejszymi fototranzystorami, bo sygnał jest tam większy a opóźnienia będą się kompensować jeśli oba czujniki będą dodawać od siebie mniej więcej tyle samo us. Czas przelotu pocisku przez czołem fotokomórki dla 500m/s i długości 2cm (i odliczeniu 5mm na jakoś zaokrąglony czubek) to 40us - odpowiednio oświetlony fototranzystor powinien się wyrobić.

Do tego kilka bramek i dostajesz sygnał prostokątny dla wejścia timera 1 (ICP) na którym sprzętowo mierzysz długość impulsu. Nie wydaje się to wielkim wyczynem.

Na początek, do testowania elektroniki zrób sobie tekturowy krążek na osi silniczka z karbem udającym pocisk. Jaka musi być prędkość obrotowa dla prędkości liniowej 500m/s i średnicy krążka powiedzmy 20cm?

No i oscyloskop - bez tego nie masz co zaczynać, bo nie będziesz wiedział co się dzieje.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Zakładając, że pocisk będzie wchodził tak samo w strefę wykrywania pierwszego i drugiego sensora (i na wyjściach sensorów pojawiają się krawędzie narastające) i oba sensory zadziałają w ten sam sposób, to długość pocisku i rozstaw sensorów nie ma znaczenia.

Rozstaw będzie miał wpływ tylko na rozdzielczość (bo odstęp pomiędzy krawędziami z sensorów będzie mierzony z ograniczoną rozdzielczością).

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij, aby zacząć pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...