Geschwindigkeitsmessung eines Eishockeypucks

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Autor
Geschwindigkeitsmessung eines Eishockeypucks

    







BID = 160567

Webruzsck

Gerade angekommen


Beiträge: 2
Wohnort: MM
 

  


Hallo Jungs,
bin neu hier auf dieser Seite und habe ein Problem. Für unseren Verein will ich eine Geschwindigkeitsmessanlage für Eishockeypucks bauen.
Ein Modul für die Zeit/Wegumrechnung habe ich bereits. Was ich jetzt noch brauche ist eine Lichtschranke. Das Problem liegt allerdings in der Tatsache, dass der Puck im Vergleich zu einem Ball sehr klein ist und der Schütze nicht in einem kleinen, begrenzten Bereich schiessen wird. Mir schwebt eine Lichtschrankenbereich von ca. 50 cm Höhe vor. Der Abstand zwischen Sender und Empfänger wäre ca. 2 Meter. Wer kann mir mit Infos bezüglich solcher Lichtschranken helfen, bzw sonstige Tips dazu geben.

Was ich noch sagen ein absoluter Elektronikfuchs bin ich nicht. Also dann schonmal besten Dank.

Roman

BID = 160575

Ltof

Inventar



Beiträge: 9329
Wohnort: Hommingberg

 

  

Moin!

Irgendwie seltsam was Du da beschreibst. Was meinst Du mit Lichtschrankenbereich 50cm? Wieso Abstand Sender-Empfänger 2m? Wo soll gemessen werden? Auf dem Spielfeld oder wie?

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 160578

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241

Wenn ich das richtig verstanden habe, dann bräuchtest du zwei Lichtschranken, die einen kompletten Bereich von 0,5x2m also 1m² überwachen ?
Das wird nicht einfach. Ich habe es noch nie ausprobiert, aber mit entsprechender Optik und parallelen Lichtstrahlen könnt es funktionktioniern, wird aber ziemlich aufwendig und Fehleranfällig, da der Sensor auf ein Signal reagieren muss, was bestenfalls eine Signaländerung von 10% verursacht (5cm Puck fliegt durch 50cm Hohes Sensorfeld)

Gibt es sowas eigentlich fertig zu kaufen ? Eventuell könnte man sich da abschauen wie man das am besten macht.

BID = 160592

nullus

Gesprächig



Beiträge: 190

Mal nen anderer Ansatz: Wie wär's denn akustisch? Da könnteste doch die Zeit zwischen "Klatsch" und "Bumms" messen unter der Prämisse, dass du die Strecke zwischen "Klatsch" und "Bumms" kennst, ergibt sich die Geschwindigkeit. Funktioniert natürlich nur, wenn nicht allzuviele Störgeräusche da sind...

Nullus

BID = 160599

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241

Das Problem mit der akustischen Messung ist, dass das Mikrofon und beide Geräusche genau in Reihe sein müssen, ansonsten muss man erst das Rechnen anfangen, und da die Schallgeschwindigkeit auch noch stark temperaturabhängig ist, wird es schnell ziemlich kompliziert.

BID = 160734

nullus

Gesprächig



Beiträge: 190

Ja, mag ja sein, dass die akustische Messung u.U. mit einem kleinen Fehler behaftet ist, stellt sich nur die Frage a) wie groß der Fehler wirklich ist und b) wie genau muss ich die Geschwindigkeit denn messen?
Ich glaube, dass man mit der einfachen Aufnahme der Geräusche und Auswertung (in Millisekunden) mittels beliebigem Wave-Editor für diesen Zweck gar nicht schlecht bedient ist. Da der Fehler ja ein systematischer ist, so ist er ja für alle gleich, so dass man trotz allem eine relative Vergleichbarkeit bekommt (wenn's um einen kleinen Wettkampf gehen sollte). Ob's jetzt absolut gesehen 145 km/h oder 142 km/h waren macht den Kohl nicht wirklich fett.

Nullus

BID = 160743

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241

Ich weiß nicht ob das so ganz eine Lösung ist, sich mit einem Notebook auf die Eisfläche zu setzen, einer schießt und muss dann erstmal warten bis die Wave Datei ausgewertet ist.
Der Fehler alleine durch die Temperatur dürfte bei rund 5-10% liegen, aber dazu kommt noch ein anderes Problem: Echo
Woher weiß man, dass das zweite Geräusch das Auftreffen ist, und nicht die Reflektion des Schlaggeräusches an einer Wand ?

Eine wirklich gute Lösung lässt sich warscheinlich sowiso nicht mit einem geringen Budget verwirklichen. Zwei Lichtschranken die einen Bereich von 1m² abdecken sind nicht einfach und auch nicht für 2,95€ bei C erhältlich...

BID = 160747

Lötprofi

Gesprächig

Beiträge: 102

Hi,
mal ein anderer Denkansatz. Da die Geschwindigkeitsmessung wohl nicht für's Spiel gedacht ist, sondern eher für Übungs- bzw. Wettzwecke sein soll, wäre eine Auswertung der Aufprallenergie des Eishockeypucks auf eine definierte Fläche mittels Kraftmessdosen denkbar. Dies hätte noch einen positiven Nebeneffekt: nicht draufdreschen allein zählt, Treffgenauigkeit ist auch wichtig.

_________________
 
Gruss
heinz
_______________________________________________________
"...Muss es funktionieren, oder darf's auch was von Siemens sein?"

BID = 160756

Webruzsck

Gerade angekommen


Beiträge: 2
Wohnort: MM

Hallo,
hier bin ich mal wieder.
Das Gerät soll nicht innerhalb eines Spiels eingesetzt werden. Die Alternative mit der Aufprallernergie hört sich auch nicht schlecht an. Wie läßt sich so etwas verwirklichen?

Danke Roman

BID = 160781

nullus

Gesprächig



Beiträge: 190


Zitat :

Ich weiß nicht ob das so ganz eine Lösung ist, sich mit einem Notebook auf die Eisfläche zu setzen, einer schießt und muss dann erstmal warten bis die Wave Datei ausgewertet ist.

Sicher nicht die professionellste Lösung,dennoch denke ich ein durchaus gangbarer Weg. Die Auswertung der Wave Datei sollte sich in wenigen Sekunden erledigen lassen und wenn der entsprechende Dreisatz als Formel in Excel hinterlegt ist, hast du innerhalb einer Minute dein Ergebnis...


Zitat :

Der Fehler alleine durch die Temperatur dürfte bei rund 5-10% liegen,


Da die Temperatur in der Nähe des Eises rel. konstant sein dürfte, wäre das mit einem einmal festgelegten Korekturfaktor vom Tisch.


Zitat :

aber dazu kommt noch ein anderes Problem: Echo
Woher weiß man, dass das zweite Geräusch das Auftreffen ist, und nicht die Reflektion des Schlaggeräusches an einer Wand ?


Da die Reflexion an der Wand schalltechnisch schwächer ausfallen dürfte als das "Originalgeräusch" ist es ein Leichtes das aus dem Wavespektrum rauszulesen.


Zitat :

Eine wirklich gute Lösung lässt sich warscheinlich sowiso nicht mit einem geringen Budget verwirklichen. Zwei Lichtschranken die einen Bereich von 1m² abdecken sind nicht einfach und auch nicht für 2,95€ bei C erhältlich...


So seh ich's letztlich auch, entweder viel Aufwand treiben, oder eine einfache Krücke in Kauf nehmen. Hängt letztlich davon ab, welchen tieferen Sinn der ganze Krempel ahben soll...

Nullus

BID = 160786

zatras

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Kärnten

Das mit der Aufprallenergie klingt vielleicht schön,ist aber sie ist so ungenau,das sogar die Schall-Messmethode genauer wäre.
1.Der Puck kommt sehr oft ins trudeln -> Weder Luftwiderstand noch Flugbahn noch Aufprallwinkel noch Aufprallenergie sagen irgendetwas über die Geschwindigkeit des Pucks aus.

2.Problem soll der Schlag aus dem Stand oder der Bewegung
(min 50% Schneller wenn nicht viel mehr) Wir hatten in unserem Verein einen,wegen dem wir einige Bretter der Bande tauschen mußten.Auf die Art gab es auch manchmal Verletzte bei der Gegnerischen Mannschaft.

Ich würde es so Lösen:

Lichtschrankenfeld mittels Laserdiode,Fototransistor,Spiegelleiste(Baumarkt für Paneeldecken)
Leider muß der Aufbau sehr genau sein,bei 50cm Höhe und 3cm Puckhöhe muß das Licht der Laserdiode 34x Reflektiert und legt 70m zurück werden (Im schlimmsten Fall eben pro Feld 2 Laserdioden und 2 Fototransistoren - Dann eben zwei Signaleingänge pro Lichtschrankenfeld)

Nun 2 dieser Felder in einem Sinnvollem Abstand bringen nicht zu klein,sonst leidet die Messgenauigkeit.

Damit hast du die Zeit die der Puck benötigt um von 1.Feld zum 2.Feld zu kommen.

mfg
Zatras



BID = 162991

Lötprofi

Gesprächig

Beiträge: 102

Hi zetras,
da muss ich Dir leider widersprechen.
1. Je mehr (kinetische) Energie man dem Puck zuführt, desto höher ist seine Geschwindigkeit (denn die Masse des Pucks ist ja konstant). Somit ist die Aufprallenergie direkt proportional zur Geschwindigkeit. Mit etwas Physik-Kenntnis kannst Du das locker nachprüfen. Und was soll da ungenau sein? Die Masse des Pucks und die Masseträgheit der Platte sind konstant, gemessen wird die Kraft, die hinter der Platte ankommt.
2. Problem? Die (kinetische) Energie der Bewegung wird der Energie des Schlags (im Vektor) dazuaddiert. Rest siehe oben.

Dein Lösungsansatz mit Lichtvorhängen klingt auch gut, und Du hast es richtig erkann, es ist Genauigkeit und auch viel Ausrichtarbeit nötig. Nur, die Spiegelleisten werden da nicht ausreichen, weil sie zu viel streuen. Aber mit guten Spiegeln und gut gebündeltem Strahl ist es durchaus machbar. Elektronik dürfte da das kleinere Problem sein.

Übrigens, das mit der Prallplatte lässt sich sogar rein mechanisch lösen, nach dem Prinzip "Hau den Lukas".

_________________
 
Gruss
heinz
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"...Muss es funktionieren, oder darf's auch was von Siemens sein?"

BID = 163006

Benedikt

Inventar

Beiträge: 6241


Zitat :
Lötprofi hat am 15 Feb 2005 11:55 geschrieben :

1. Je mehr (kinetische) Energie man dem Puck zuführt, desto höher ist seine Geschwindigkeit (denn die Masse des Pucks ist ja konstant).


Näherungsweise stimmt das, aber je schneller das Ding wird, desto größer wird auch die Masse. OK, aber das wird erst ab etwa 30000km/s interessant...



Zitat :

Somit ist die Aufprallenergie direkt proportional zur Geschwindigkeit. Mit etwas Physik-Kenntnis kannst Du das locker nachprüfen. Und was soll da ungenau sein? Die Masse des Pucks und die Masseträgheit der Platte sind konstant, gemessen wird die Kraft, die hinter der Platte ankommt.


Wie soll die Aufprallenergie gemessen werden ?
Mir fällt keine Möglichkeit ein, wie man das ohne größeren Aufwand mit hinreichender Genauigkeit machen könnte.

BID = 163054

LeoLöwe

Schriftsteller



Beiträge: 915

Also hier im Forum hab ich grad einen ähnliche Post gesehen:

https://forum.electronicwerkstatt.d......html

Ich habs da auch nur gesehen: Diese Anlage verwendet offenbar Prismenpiegel und Laserlichschranken.

Diese Spiegel hab ich bei C oder Reichelt glaube ich schon sehr günstig sogar gesehen.

Ich möchte aber mal was fragen: Wenn es sich hierbei um Hockeypucks handelt, die übers Eis gleiten, muss man doch eigentlich wie eine Brücke bauen, wo das alles drinhängt und man dann drunter durch ballert.

Wenn man das nämlich aus 2 Teilen, eins für Links und eins für rechts baut, würde sich doch auch wieder eine andere Signallaufzeit ergeben, wenn man das verrückt.


Die Aufprallenergie kann man so einfach nicht messen, ich hab das mal an der TU gesehen. (War ein Schulausflug)

Dort hat ein Kung-Fu Profi eine Bettonplatte zerschlagen und
die haben seine Schlagkraft auf das Betton gemessen. Allein der Sensor kostete schon 1500 €.

Ausserdem war die Auswertung sowas von komplex und schnell, das ein extra entwickelter Chip die Daten mit einer Messfrequenz von ca. 50 Mhz abgefangen hat und erstmal speichern musste, weil das Laptop sonst einen Großteil der Daten garnicht hätte erhalten können, da es seine I/O Ports zu langsam abfragt.
Danach wurden dann pro Schlag ca. 6000.000 Messwerte per USB an den Laptop gesandt.

Ich wage mal zu bezweifeln, dass irgedwer auf so eine Anlage mit Hockeypucks schißen würde oder sowas.
Ausserdem kann ich mir nicht vorstellen das der Verein soviel in der Kaffekasse hat.

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