Küçük hareketli bir metal nesnenin konumunu tespit etmek için seçeneklerim nelerdir?

Bu bir hava tabancası pelet tuzağı:

120 m / s = 390 fps'ye kadar küçük metal peletleri (4.5mm = .177 "çapında) fırlatırım.

Hedefe girdiği X / Y konumunu tespit etmek için seçeneklerim nelerdir?

Sadece merkeze olan mesafeyi bilmem gerekirse daha kolay olur mu? (puan)

Şu anda peletlerim kurşunsuz, ancak ferromanyetik değil (bir mıknatısa yapışmazlar.) Ferromanyetik peletler alacak olsaydım, daha fazla seçeneğim olurdu? Bazı endüktif veya elektromanyetik etki olabilir mi?

Şu anda düşünebilirim:

1. Bir tripod üzerine monte edilmiş, birbirini izleyen resimleri karşılaştıran ve hedef kağıttaki farklılıkları algılayan kamera. Dezavantajları: iyi bir hesaplama gücüne (en azından bir Ahududu Pi) ihtiyaç duyacaktır ve muhtemelen önceki pelet tarafından oyulmuş bir delikten geçen bir peleti özleyecektir. Ayrıca siyah bantlara karşı da işe yaramaz.

2. Hedef kenarları boyunca 90 ° 'ye monte edilmiş, yeniden yerleştirilmiş barkod tarayıcıları gibi iki lazer veya CCD tarayıcı. Dezavantajları: CCD durumunda optiklerin ayarlanması gerekir; muhtemelen diğer tarafta beyaz bir referans geçmişine ihtiyaç duyacaklardır; ve çok hızlı olmalılar çünkü peletler çok hızlı hareket ediyor.

Başka fikir var mı?

Bir çeşit elektromanyetik etki algılamak için kenara monte edilmiş antenleri kullanabilir miyim? Bir elektromanyetik alan üretirse ne olur? Metal pelet onunla fark edilir bir şekilde etkileşime girer mi? Ferromanyetik bir pelet bunu yapar mı?

Birbirine 90 ° 'de monte edilmiş iki süpersonik mesafe dedektörü kullanabilir miyim? Hızlı seyahat eden küçük bir nesneyi algılayabilirler mi?

Hedefin dış çevresi etrafındaki dairesel bir bobin manyetik akı üretir: -

Akı yoğunluğu merkezde minimumdur (ancak sıfır değildir) ve bobin çevresine yaklaştıkça akı yoğunluğu artar.

Akım bir AC akımı olsaydı, tepe akısı yoğunluğu olurdu.$\sqrt2$

Açıkça, daha büyük bir pelet de daha büyük bir frekans sapması üretecektir, bu nedenle .177 0r .22 peletler için farklı şekilde kalibre edilmesi gerekir.

Bir dc bip (demodüle edilmiş) üretmek için bir tür frekans dedektörü kullanın ve bip'in boyutu, bobin kenarına ne kadar yakın veya ne kadar uzakta olduğunuzla orantılıdır. Aşağı taraflardan biri, bobinin dışında, başıboş peletlerin ilmek içerisine kaydedilmesini önleyecek bir şey olması gerektiğidir. Dedektörün mermi geçtikçe değişen onlarca döngüyü kaydedebilmesi için muhtemelen birkaç MHz'lik oldukça yüksek bir frekansa sahip olmak istersiniz.

Saniyede 120 metrede bağırsak hissi, bobin belki de bobinden 50 mm uzakta olduğunda bir şey kaydetmeye başlayacağını söyler, bu yüzden belki de frekansın en fazla değiştiği yerde yaklaşık 10 mm'lik tatlı bir nokta mesafesi vardır. 120 m / s'de 1m, 8.333 ms'de gider, bu nedenle 10mm, 83.33 ABD'lik bir zaman periyodudur, bu nedenle belki 1MHz'lik 83 döngü kabul edilebilir, ancak 10MHz'de daha iyi olurdu.

Bu sadece birkaç yüz pF ayarlı 1 dönüşlü bir döngü gerektirir.

Yapabilir.

Hap üretiminde metal kirletici maddeleri arayan farmasötik metal dedektörleri tasarlardım. 1MHz kullandı ve 0.25 mm çapındaki küçük parçacıkları tespit edebildi (demir içeren ve demir içermeyen ancak paslanmaz çelik değil). Yaklaşık 100 mm x 35 mm'lik bir kare bobin vardı, bu yüzden bir hedef için birinden biraz daha küçüktü, ancak "algılama seviyelerinin" kütle ile orantılı olduğunu ve kütlenin kübik mesafe ile orantılı olduğunu düşünürseniz, tamam olmalıdır.

Bir .177 peletinin 4,5 mm çapında bir küre olduğu varsayılabilir - bu 0,25 mm'den 18 kat daha büyüktür ve bu nedenle kütlesi 5,832 kat daha büyük olacak ve sinyal kabaca 5,832 kat daha büyük olacaktır.

Merminin yolu etrafında düzenlenmiş bir dizi mikrofon deneyebilirsiniz.

Bir zamanlar bir dizi mikrofon kullanan bir hedef drone gördüm. Bu durumda mermiler süpersonikti, bu yüzden sesleri sizinkinden biraz daha yüksek ve daha keskinti, ancak prensip hala işe yarayabilir.

Bu fikri keşfetmek için iki küçük elektret mikrofonu alabilir, doğru şekilde saptırabilir ve dijital depolama osiloskopuyla test edebilirsiniz. Eğer bir tane yoksa, bunları bilgisayarınızın ses kartına da bağlayabilirsiniz (hat girişi, böylece Stereo elde edersiniz). Bunları 30 cm aralıklarla bir çubuğa monte edin, en yüksek örnekleme hızınızda bir ses kaydı yapın ve çeşitli konumlarda üzerlerine birkaç pelet atın. Audacity ile WAV dosyalarına bakın ve 1) faydalı bir dürtü olup olmadığını ve 2) varış zamanı farkının çekimin farklı yollarına karşılık gelip gelmediğine bakın.

330 m / s, 44 kHz'e bölünmüş 7,5 mm'dir, bu nedenle mikrofonlarda yeterli bant genişliği varsa, ses kartıyla konumu algılama şansınız olduğunu düşünüyorum.

Bir ses kartıyla iyi sonuçlar görürseniz, bir sonraki adım, ses impulsunu makul bir şekilde doğru bir şekilde algılayabilen ve çıkışında basit bir düşük> yüksek geçiş üreten bir dedektör devresi tasarlamak olacaktır. Yüksek geçişli bir filtre, amplifikatör ve karşılaştırıcı kadar basit olabilir. Daha sonra en az 3, ancak daha iyi 4 veya 5 yapın, mikrofonları hedef etrafında düzenleyin ve zamanlamayı yapmak için Arduino'nuza bağlayın. Sadece göreceli zamana ve sadece 10 bize bir çözüme ihtiyacınız var, bu yüzden Arduino mükemmel.

Sonra, mikrofon dizisindeki peletin konumunu bulmak sadece Arduino yerine PC'nizde sadece bazı matematiklerdir.

Birkaç küçük düşünce: Tüfeğin dedektörleri tetikleyen sesine dikkat edin - belki sadece ikinci darbe setini kaydeden bir yazılım kapısı? Dedektör devresi hızlı bir şekilde sıfırlanmalı ve en üstte kalmamalıdır. Ayrıca, dedektör devrelerinizin daha yumuşak olanlardan daha yüksek sesler okumadığına dikkat edin . Dedektörü zirveyi toplamada daha iyi hale getirmenin yanı sıra, mikrofonları sadece hedefin köşelerinde değil, daha da uzağa yerleştirebilirsiniz. Kartondan ses yansıması almamak için mikrofonları hedefin çok üzerinde tutun.

Yakın aralıklı temas noktalarının (klavyeye benzer şekilde) "kauçuklanmış" membran matrisini kullanabilirsiniz. İhtiyacınız olan çözünürlük doğruluğuna bağlı olarak, 10 x 10 veya 100 x 100 telli bir matris kullanabilirsiniz. Kontakları elektronik olarak tarayarak, peletin nereye çarptığını belirleyebilirsiniz.

En pratik ve en basit çözümü, bir kamerayı zaten belirtmiştiniz, ancak ormanı gördünüz ve ağaç yokmuşsunuz gibi görünüyor: nokta, her türlü kamera var ve deneyiminizi ihtiyacınız olan türü dahil ETMEYİNİZ : yüksek hızlı kamera. Düğmeye bir kez bastığınızda tipik bir kamera bir resim çeker. Daha pahalı bir kamera otomatik bir sarıcı ile donatılabilir (eski tip FILM tabanlı kameralar, şimdi neredeyse kullanılmıyor) ve sarıcı deklanşörü açacak ve film bir sonraki kareye ilerledikçe başka bir pozlama alacak. Ancak, film tabanlı DEĞİL bir YÜKSEK hızlı kamera, saniyede neredeyse inanılmaz sayıda resim çekebilir, saniyede 20.000 pozlama aralığına girebilir VEYA DAHA FAZLASI. Eğer karşılayabiliyorsanız, bu sizin çözümünüzdür. Olacak, elbette pelet tabancası üzerindeki TRIGGER ile elektronik olarak senkronize edilmesi gerekir ve bu hem pelet tabancasının hem de kameranın otomatik olarak başlatılmasını gerektirir. Fotoğraf makinesi atış yapılmadan önce biraz fotoğraf çekmeye başlar ve otomatik bir odaklama (veya çok geniş bir alan) ile mermiyi namludan çıktığı andan vurduğu ana kadar izler. hedef. Tek yapmanız gereken oynatmak ve kaydı izlemek. Ve mevcut peletin hedefte bir ESKİ delikten geçip geçmediği bile fark etmez. Ne olursa olsun görüyorsun. Şimdi kötü haber: bu sorununuza en basit, en etkili çözüm olmasına rağmen UCUZA GELMEZ. Yörüngeler hakkında mutlak kesinliğe sahip olmanın sizin için ne kadar değerli olduğuna sadece siz karar verebilirsiniz; İhtiyacınız olan YÜKSEK HIZLI kamerayı (a-la-Mythbusters) satın almak için binlerce dolara ve kısa bir süre için yüzlerce dolara mal olacak, size bir tane kiralayacak birini bulabilirseniz (FLUKE Elektronik ekipman kiralıyorlar ya da en azından eskiden kullanıyorlar); ama bunu karşılayabiliyorsanız, sorununuza bir DANDY!