Geschwindigkeitsmessgerät für Geschosse

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Autor
Geschwindigkeitsmessgerät für Geschosse

    







BID = 278294

dl2jas

Inventar



Beiträge: 9913
Wohnort: Kreis Siegburg
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Das Teil von Chrony dürfte ganz anders funktionieren!

Ich vermute, die beiden "Antennen" bilden einen Plattenkondensator. Wenn ein Geschoß hindurchfliegt, verändert sich die Kapazität, das kann man auswerten. Zu dem Weg rate ich aber nicht, die Auswertung ist nicht ganz ohne.
Irgendjemand hatte mal vorgeschlagen, daß das Geschoß eine Spule durchfliegen soll. Diese Lösung ist bei reinen Bleigeschossen unbrauchbar, eventuell bei Tombakgeschossen mit Eisenanteil machbar.

Die Lösung mit den Lichtschranken gefällt mir immer noch am besten. Den Lichtstrahl eines Laserpointers kann man ja ganz gut in der Luft sichtbar machen.
Als Empfänger ist eine Photodiode oder ein Phototransistor sinnvoll, ein LDR ist ungeeignet.

Bei der Auswertelektronik liegt es an Dir. Ein programmierbarer µP ist eine elegante Lösung. Einfache kaskadierbare Dezimalzähler plus Siebensegmentanzeige lassen sich auf einer Lochrasterplatine ganz gut zusammenlöten, jegliche Programmiererei entfällt.

Noch ein guter Tip zum Schluß:
Der Elektronikzeitschrift Elektor, Dezemberausgabe, liegt eine nahezu fertig bestückte Platine mit µP bei, der für das Projekt geeignet sein dürfte. Eine CD mit der notwendigen Software zum Programmieren ist im Heft enthalten. Der µP ist über die serielle Schnittstelle progammierbar. Ich habe den Artikel nur angelesen, deshalb kann ich zur absoluten Tauglichkeit nichts sagen.

DL2JAS

BID = 278298

newtoolsmith

Gesprächig



Beiträge: 154

 

  


Na toll, jetzt bin ich verwirrt.

Der Attiny13 hat ja nur acht Beine!?! Der kann ja gar nicht richtig stehen?!?

Im AVR µC Tutorial hat das Ding 28 Füße - das gibt Bodenhaftung.

Heißt dort allerdings auch AT90S4433.

Hmmm...

Ich hab mal was rumgedacht in Sachen Programm:


;irgendwo im Programmkopf

rjmp interruptX
rjmp interruptY
ldi R15,10 ;wegen s=10cm
clr R16

;Zeitzählwerk

interruptX:
loop:
inc R16 ;bei jedem Takt wird R16 um eins erhöht
rjmp loop ;bleibt in der Schleife, bis interruptY anklopft

;Rechenabteilung

interruptY:
neg R16 ;ich hoffe, neg bildet den Kehrwert, also 1/R16
and R15,R16 ;and sollte multiplizieren
ori R15,100 ;das führt zum Wert der Geschwindigkeit in m/s

Was ist davon zu halten?

Jetzt fehlt nur noch der Rest.


MfG
newtoolsmith

BID = 278365

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg



Zitat : dl2jas hat am  8 Dez 2005 22:32 geschrieben :

Diese Lösung ist bei reinen Bleigeschossen unbrauchbar,




Sicher?

Die Metallsuchgeräte der "Schatzsucher" finden mit ihren Spulen auch nichtmagnetisierbares Material. Warum sollte das hier nicht funktionieren?

Gruß,
Ltof

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

BID = 278377

newtoolsmith

Gesprächig



Beiträge: 154


@Ltof:

Die Idee mit den Spulen ist ja nicht schlecht, die Finktionsweise und die erforderliche Verdrahtung will mir aber nicht einleuchten.

Herzustellen wären die Spulen sehr einfach:

Ein 100er HT-Rohr, 250mm lang, Schnittflächen schön plangedreht, zwei Wicklungen aus Kupferlackdraht außen draufgewickelt und mit Epoxy+Glasfaser versiegelt.

Der Spulenabstand lässt sich auf ziemlich genau 200mm (+/- 0,5-1%)herstellen.

Die Spulenanordnung hätte zwei entscheidende Vorteile gegenüber Lichtschranken:

1)Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungslicht

2)Unkritische Geschossflugbahn: wo genau das Geschoss durch die Spule fliegt ist egal - eine Lichtschranke muss man genau treffen

Wieviele Windungen werden denn von Nöten sein?

Wie betätigt man damit einen Interrrupt?

@Alle:

Kann es wogl sein, das ich anstelle des ATiny13 den ATMega8 verwenden muss?

Mit dem Tiny scheint mir keine LCD Ansteuerung möglich.

Hab mir jetzt PonyProg gedownloadet aber in das Textfeld lässt sich irgendwie nichts hineinschreiben!?!

Wo gibts eine gute Erklärung der Syntax, die ich benutzen muss? Mit C++ und Pascal habe ich schon mal gespielt (anders kann man das nicht nennen).

Irgendwie habe ich das Gefühl, das wird ein Mammutprojekt - aber ein gutes, wenns klappt.

MfG
newtoolsmith

[ Diese Nachricht wurde geändert von: newtoolsmith am  9 Dez 2005  9:14 ]

BID = 278390

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg


Mit dem Mammutprojekt liegst Du wohl richtig...

Das mit der Spule ist halt eine Idee, die aber leicht zu verifizieren ist. Egal welcher Art die Sensoren sind - irgendwie muss das Signal aufbereitet werden. Die Signale werden mit Komparatoren für die Zeitmessung angepasst.

Die Spulensensoren ausprobieren:
Man wickelt dazu erst mal eine (erster Ansatz: 10 Windungen?) und lässt einen Gleichstrom von wenigen 100mA durchfließen. Das Signal - falls vorhanden - koppelt man mit einer "Frequenzweiche" aus. Eine weitere, handelsübliche, Drosselspule und ein Kondensator bilden diesen Hochpass, der das Signal auskoppelt. Das schaut man sich dann mal auf einem Oszilloskop an. Wie sich das Signal verhält, wenn die erste Spule mittig getroffen wird und die zweite außermittig, weiß ich aber nicht.

Falls die Signale unterschiedlich breit sind, gibt es noch einen Lösungsansatz zur Fehlerminimierung: Es wird nicht nur auf die steigenden Flanken getriggert, sondern eine zweite Messung findet über die fallenden Flanken statt. Daraus wird ein Mittelwert gebildet. Das wiederum gilt für jede Art von Sensoren.

Gruß,
Ltof

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BID = 278444

newtoolsmith

Gesprächig



Beiträge: 154


@Ltof:

In der Tat sollte sich die Permeabilität des Spuleninneren ändern, sobald das Geschoss einschwebt. Das wird eine kurze Senke oder Erhebung in der Stromstärke hervorrufen, falls die Spule an Konstantspannung betrieben wird.

Ich fürchte aber, dass es nur ein miniatur-Zwergsignal sein wird. Die nachfolgende OP-Verdrahtung ist mir nicht so lieb...

Wie bekäme man denn mit Lichtschranken, IR vielleicht um gegenüber Tageslicht unempfindlich zu sein, eine bessere Flächenabdeckung?

MfG
newtoolsmith

BID = 278447

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg


Mit IR-Lichtschranke, IR-Filtern und einer Anordnung die den Lichtsensor nicht ins Umgebungslicht schauen lässt. Hochfrequente Modulation wäre auch noch eine Möglichkeit, den Lichtstrahl der Schranke vom Umgebungslicht unterscheidbar zu machen. Ist aber auch wieder Mehraufwand.

Mach Dir keine Illusionen! Wenn Du nicht optisch einen Mordsaufwand treiben willst, wird auch das Signal aus der Lichtschranke ein "Minipuls" sein. Um Komparatoen wirst Du wahrscheinlich nicht umhin kommen.

Gruß,
Ltof

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BID = 278449

KWB

Gerade angekommen


Beiträge: 1


Hallo zusammen,
ich würde einen ganz anderen Ansatz versuchen und zwar über die Energieerhaltung.
Man könnte auf einen an einem Pendel aufgehängten Sandsack mit definiertem Gewicht schießen. Den Ausschlag des Pendels kann man über ein Poti abgreifen. Über den Ausschlag läßt sich errechnen, wie weit sich das Pendel gegenüber der Ruhelage erhöht. Damit hat man die Potentielle Energie des Pendels. Wpot=Pendelmasse*ErhöhungPendel*9,81
Die kinetische Energie der Kugel ist Wkin=0,5*Kugelmasse*Kugelgeschwindigkeit*Kugelgeschwindigkeit
Da die gesamte Bewegungsenergie der Kugel in Potentielle Energie des Sandsackes umgewandelt wird (Wenn die Kugel steckenbleibt) ist Wpot=Wkin
Mit diesen Informationen kann man die Geschwindigkeit der Kugel errechnen.

BID = 278822

Steppenwolf

Schreibmaschine



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Um noch weitere Ideen in den Raum zu werfen, hab ich auch noch ne Schulbuchidee:

Durch zwei drehende Pappkartonscheiben schiessen, die einen bestimmten Abstand haben und mit einer bestimmten Drehzahl rotieren. Wenn Abstand, Drehzahl und Ort des Durchschusses bekannt sind, kriegt man die Geschwindigkeit auch relativ leicht raus... Halt nix mit digital auswerten..

Gruss
Mario

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BID = 278828

newtoolsmith

Gesprächig



Beiträge: 154


@KWB:

Perl hat ganz recht, die Methode wurde zwar früher viel verwendet, hat aber aus guten GRünden ihre Bedeutung fast gänzlich eingebüßt.

Die Ergebnisse sind zu ungenau, nicht gut reproduzierbar und der Versuchsaufbau ist unverhältnismäßig aufWändig in der Handhabung.

Elektronische Lösungen sind besonders im letztgenannten Punkt hoch überlegen.

Mit der Energieerhaltung kann es schon deshalb nichts geben, da sich im Sandsack nach dem Beschuss kleine Glasstückchen finden. Das war die angesprochene Wärme.

@Steppenwolf:

Noch eine gute Idee, gefällt mir aber auch nicht - ich bin halt verwöhnt.

Ich bin nicht sicher ob die Pappscheiben-Methode überhaupt jemals ernsthaft angewandt wurde.

@Ltof:

Über die Spulen habe ich nochmal nachgedacht und bin bei Metallsuchgeräten hängen geblieben.

Es heißt, mit kleinen Spulen hoher Windungszahl ließen sich bei hohen Frequenzen auch kleine Metallobjekte detektieren.

Kleine Spule hieße hier 100mm (oder haben 100er HT-Rohre 100mm innen?), Windungszahlen bis 500 dürfte ich gut fertigen können und über die Frequenz kann ich noch nichts sagen, von 300kHz ist die Rede.

Ein IC 4046 soll die Frequenz in eine Spannung verwandeln - die könnte den Interrupt schalten!?

Der entscheidende vorteil wäre die FLugbahnflexibilität - hauptsache, die Kugel trifft die Spule nicht.


MfG
newtoolsmith



BID = 278872

selfman

Schreibmaschine



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Hallo zusammen,

habe die Disskusion interessehalber verfolgt. Mal ein paar Fragen dazu, und zwar wegen der Flugbahn des Geschosses.

An der Mündung, wo man die Geschwindigkeit messen will, und den halben Meter dahinter den man zum Messen braucht, kann man doch von einem geradlinigen Verlauf ausgehen, oder??

Die andere Frage ist, wie man die Messlinie (speziell bei der Lichschrankenmethode) mit der Schußlinie in Übereinstimmung bringt. Ich hätte da am ehesten an ein Gestell gedacht, in das die Büchse (oder was auch immer) genau reinpaßt, das die Richtung genau vorgibt.

Allerdings muß ich zugeben, daß ich keine Vorstellung habe was da alles zu beachten ist (verschiedene Waffentypen die unterschiedlich aussehen, Rücktoßbewegung beim Abfeuern, usw.).

Bei der Spulenlösung wäre es ja denkbar, daß man "stehend freihändig" da durchfeuert. Wenn allerdings einer "abrutscht", dann empfiehlt es sich, einen "Ersatzspulensatz" parat zu haben.

Wie sehen eigenlich die käuflich erwerbaren Konstrukitonen aus?

Schönen Sonntag an alle, Selfman

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BID = 278877

Steppenwolf

Schreibmaschine



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Könnte man auch die Druckwelle eines solchen Geschosses auswerten, oder ist die zu klein?
Ich denke mir da irgendwie so zwei Röhren, die in einem bestimmten Abstand sitzen, durch die man durchschiesst. Wenn das Geschoss durch die Röhre rauscht, wird man doch sicher irgendwelche "äroben" Aktivitäten feststellen können, oder ist das zu wenig?


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BID = 278978

newtoolsmith

Gesprächig



Beiträge: 154


@dl2jas:

Ich habe bei Chrony nochmal nachgelesen und dort steht:

Link

unter "Funktionsweise", dass die Helligkeitsveränderung gemessen wird. Dort steht noch mehr interessantes.



Hat zufällig jemand eine Fotodiode oder einen Fototransistor rumliegen und kann mal testen, wie sich so ein Teil verhält, wenn man mit einem Bleistift das Geschoss simuliert?

Vielleicht ist das die Methode des minimalen Aufwands.

@Steppenwolf:

Ich denke, die Auswertung der durch den Staudruck hervorgerufenen Welle würde noch aufwändiger als es ohnehin schon ist. Möglich wäre es allerdings.

@Selfman:

Tach auch!!

Der Link weiter oben weist auf die Chrony Seite, dort steht viel interessantes.

Die Flugbahn ist sogar recht gut als geradlinig anzusehen, denn kurz nach dem Verlassen der Mündung ist die Veränderung der vertikalen Geschwindigkeit (Erdanziehung) sehr gering, die horizontale beträgt aber mehrere hundert m/s.

Es gibt Schießapparate, in die man Gewehre oder auch Faustfeuerwaffen mit Schraubzwingen einspannen kann. Natürlich sind die Zwingen gepolstert und der Rückschlag wird von festen Anschlägen aufgenommen.

Die Apparate sind so schwer, dass sie sich beim Schuss nicht bewegen, teilweise sind gefederte und gedämpfte Rücklaufschienen verbaut.

Es lassen sich Laborierungen dann daraufhin testen, ob alle Schüsse das selbe Ziel treffen. Man lädt dazu fünf Patronen nacheinander und betätigt den Abzug.

Im Idealfall erhält man auf 100m Distanz ein Schussbild mit einem Durchmesser von weniger als 20mm.

Der Rückstoß spielt in der Regel keine Rolle, da das GEschoß den Lauf schon verlassen hat bevor die Waffe sich in Bewegung setzt.

Einen Luftgewehr Diabolo könnte die Messeinrichtung mit etwas Glück noch verkraften, bei einem Geschoß vom Kaliber .356, .357 oder .38 gibts allerdings ein Puzzle.

Bei Büchsen (Gewehre für Kugelgeschosse, also kein Schrot, das wären Flinten) kann man den Verschluß nach hinten herausziehen und durch den Lauf hindurch die Schussrichtung beurteilen.

Bei Zielfernrohrmontagen muss man beachten, dass die Visierlinie an der Mündung etwa 5cm über der Geschossflugbahn liegt - je nach Optik und Montierung.

Bei Diopern ähnlich, jedoch etwas weniger als 5cm.

Kimme-Korn-Visierungen (Pistolen und Revolver) zeigen meist nur ein bis zwei Zentimeter Differenz.

Wer Also mit Zielfernrohr mittig durch die Spulen zielt wird diese am untersten Punkt zerschießen. Man muss also den obren Spulenrand anpeilen und schießt dann mittig hindurch.

Je nach Waffe ist das natürlich vorher zu prüfen.


MfG
newtoolsmith


[ Diese Nachricht wurde geändert von: newtoolsmith am 11 Dez 2005 18:13 ]

BID = 279431

megaeini

Neu hier



Beiträge: 23
Wohnort: kronshagen


Hallo,

Also,ich möchte darauf hinweisen, das wenn das Geschoß die
Meßeinrichtung trifft, schwerste Verletzungen hervorgerufen werden könnten!!!

Im Profibereich werden je nach Schußwaffe unterschiedliche Geräte verwendet.

Je nach Rückstoß muß die Waffe arretiert werden.

Ein Verziehen beim Abschuß ist immer da, und wenn z.B. 500J
die Anlage zerfetzen, fliegen die Teile nicht weniger gewaltig in alle Richtungen.

Daher sollte grundsätzlich nur mit einer Arretierung gearbeitet werden.

Habe soetwas mal für Gotcha-Marker gebastelt, und die Jungs
kamen fast jedes Wochenende zum reparieren, da jemand den Rückstoß des Gasladers unterschätzte und die Lichtschranken zerlegte.
Die Dinger schossen mit mal gerade 430 Feet/sec
im Kaliber 68, das tut schon löllisch weh...
Was da bei Echten passiert möchte ich mir nicht wirklich vorstellen.

Daher sollte die Spulenanordnung entsprechend dimensioniert werden. Ein zusätzlicher Schutz könnte noch rechts und links angebracht werden, um im Fall des Fehlschusses einen Kugel-/Splitterfang zu haben.

Lichtschranken sind echt sau teuer, jedenfalls wenn eine entsprechend kurze Ansprech- und Abfallzeit gefordert ist...


BID = 279469

Ltof

Inventar



Beiträge: 9386
Wohnort: Hommingberg



Zitat : newtoolsmith hat am 11 Dez 2005 18:08 geschrieben :

...Hat zufällig jemand eine Fotodiode oder einen Fototransistor rumliegen und kann mal testen, wie sich so ein Teil verhält, wenn man mit einem Bleistift das Geschoss simuliert?...




Was soll das bringen? Es wird dunkel und der Transistor geht vom leitenden in den gesperrten Zustand. Im Idealfall bekommt man ein "digitales" Signal. Das hat aber nichts mit den späteren realen Verhältnissen zu tun.

Das Stichwort "Helligkeitsunterschiede" bei der Funktionsbeschreibung des Kaufteiles sagt es schon: ein Minipuls. Es muss eine analoge Filterung mittel Komparatoren und vielleicht mehr dahinter. Die Gase werden auch Helligkeitsunterschiede machen.

Ein Fototransistor im Digitalbetrieb ist übrigens langsamer als wenn er im aktiven Bereich betrieben wird. Im Extremfalle misst Du nicht die Geschoßgescwindigkeit, sondern die unterschiedliche Ansprechzeit der Transistoren. Die haben keine große Lust, sich aus der Sättigung herauszubewegen.

Wieso sollte die Akustik-Variante aufwändiger sein?

Gruß,
Ltof

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