Airsoft mermisini tespit etmek için sensör


13

Airsoft kronograf / kronometre (airsoft mermi hızını ölçen bir cihaz) yapmaya çalışıyorum. Fikir, merminin A noktasından B noktasına seyahat ettiği zamanı ölçmektir ve sonra mermi hızını hesaplayabilirim.

Mermi, çapı 32 mm olan plastik boruya vurulur. Tüpün başında ve sonunda bir tarafı IR LED'i ve diğer tarafı fototransistörü (BPW 40) takmaya çalıştım. Bunun gibi bir şey:

resim açıklamasını buraya girin

Mavi daireler fototransistörler, kırmızı daireler IR LED'ler ve beyaz daireler airsoft mermileridir.

Mermi, mermi 2'nin çekildiği alandan geçtiğinde (sadece IR LED ve fototransistör arasında), her şey mükemmel çalışır. Ancak mermi 1 ve 3 mermilerinin çekildiği yerden geçtiğinde tespit edilmez. Bu beklenen, ancak istenmeyen davranış.

Benim sorum şu: Merminin konumundan bağımsız olarak nasıl tespit edebilirim? IR LED'leri ve fototransistörleri borunun etrafına koymayı düşündüm (sadece tek bir yerde değil), şöyle:

resim açıklamasını buraya girin

ancak bu çözüm en ucuz değil: 5 IR LED + 5 BPW 40 = cca $ 12 çarpı 2 (çünkü borunun her iki tarafında ihtiyacım var) = 24 $. Daha ucuz bir çözüm var mı? BPW 40 fototransistör için iyi bir seçim mi? Hangi IR LED'leri kullandığımı bilmiyorum (ve mağazadaki satıcı da bilmiyor - bana bunların TV veya DVD denetleyicisi gibi uzaktan kumandalar için genel olanlar olduğunu söyledi).

Borunun çapı 32 mm'dir ve yaklaşık 14 cm uzunluğunda olacaktır (sensörler 10 cm aralıklı olacaktır). Airsoft merminin çapı 6 mm'dir.

DÜZENLE:

İkinci fikrim için gideceğim. Sadece bir sorum daha var: IR yayıcıları ve fotoğraf transistörlerini bu şekilde düzenlemek daha mı iyi:

resim açıklamasını buraya girin

veya bu şekilde:

resim açıklamasını buraya girin

Teşekkürler !!


Ölçtüğünüz mermiler ne kadar büyük? Benzer bir proje yapacağım ve 400 m / s'ye varan hızlarda 4,5 mm mermi tespit etmem gerekiyor. Demek istediğim, sensörler yeterince hassas olacak mı?
andr

@andr: Airsoft mermisinin çapı 6 mm'dir. Sanırım sensörler mermi için yeterince duyarlı olacak, ama denedikten sonra kesin olarak bileceksiniz :) Bazı ölü noktalar varsa, daha fazla IR yayıcı ve dedektör koyabilirsiniz (5 + 5 var, 7 kullanabilirsiniz +7 veya daha fazla). Maks. hız, borunuzun uzunluğuna, zamanlayıcı çözünürlüğüne ve kabul edilebilir hataya bağlıdır.
xx77aBs

Yanıtlar:


17

Verici ve dedektör arasında ortalanmak için BB'ye ihtiyacınız yoktur

Fototransistörü bir anahtar yerine analog bir sensör olarak kullanmak mümkün olabilir (şu anda yaptığınızdan şüpheleniyorum). Öğeniz ışığı tamamen engellemese bile, işgal edilen boru alanındaki ışığı değiştirecektir Avoltaj oluşturmak, gerekirse yükseltmek veya tamponlamak için fototransistörünüzü kullanın ve çıkışı farklılaştırıcı bir amplifikatöre gönderin . Bu, ışık yoğunluğu her değiştiğinde sıfır olmayan bir voltaj üretmelidir. Sisteminizin her iki ucunda da kapalı olduğunu (ve airsoft silahınızın önemli bir namlu flaşına sahip olmadığını) varsayarsak, bu sadece bir mermi bölgeyi geçerken gerçekleşmelidir.

Işık perdelerinden bazı fikirler

Ayrıca, sorunun ışık perdeleri tarafından çözülen soruna benzer olduğunu, ancak daha küçük ölçekte olduğunu düşünün. Özellikle son diyagramınızdaki çoklu sensörlerle benzerdir. Işık perdelerinden birkaç numara ödünç alınabilir:

  • Dikdörtgen ışık perdeleri tasarlamak ve monte etmek diğer şekillerden daha kolaydır. Borunuzu merminin etrafındaki hava akışının yeterince büyük olacak şekilde tasarladığınızı varsayarsak, borunuzun ucuna yayıcılarınızı ve dedektörlerinizi monte etmek için düz PCB'ler içeren kutular koyabilirsiniz. Bu, her yerde borunuzdaki ve çalışan kablolardaki deliklerden çok daha kolay ve sağlam olacaktır.
  • Vericilerinizi tarayarak ve dedektörlerinizin her birini kontrol ederek çözünürlüğünüz önemli ölçüde artırılabilir. Bu, tarama deseninizi bir satır satırından (daha sonra <6mm aralıkta olması gerekir) her dedektör ve her verici arasındaki çizgilere değiştirir. Oluşan paternin yayıcılara veya dedektörlere hemen bitişik gibi boşluklar bırakmadığını kontrol etmeniz gerekir (ancak bunlar sadece dedektörleri ve yayıcıları birbirinden ayırarak çıkartılabilir). Çok hızlı bir şekilde taramanız gerekeceğini unutmayın; sınırlayıcı faktör muhtemelen 10 mikrosaniye civarında yükselme ve düşme sürelerine sahip fototransistörlerinizdir. Tespitten kaçmak için, 6 mm'lik bir nesnenin seyahat etmesi gerekir:

    6 mm10 μs2000 feet per second

    ki, umarım, airsoft silahınızın yapabileceğinden çok daha hızlıdır.

Kaynağınızla ilgili bir sorun daha:

Hangi IR LED'leri kullandığımı bilmiyorum (ve mağazadaki satıcı da bilmiyor - bana bunların TV veya DVD denetleyicisi gibi uzaktan kumandalar için genel olanlar olduğunu söyledi).

Hayır sadece hayır. Fiziksel mağazalar ve gerçek satış temsilcileri yalnızca (1) gülünç bir zaman sarsıntısındaysanız ve parçalarınızın postaya gelmesi için ertesi güne kadar bekleyemediğinde veya (2) ürüne değer kattığında yararlıdır. Zamana karşı baskı yapmıyorsunuz ve satış görevliniz mal hakkında clueless, bu yüzden veri sayfaları ve orijinal parçalar sağlayacak Mouser ve Digikey gibi saygın çevrimiçi distribütörlere bakmanızı şiddetle tavsiye ediyorum.

Ayrıca, 5 IR yayıcı için 12 $ fiyat teklifiniz (LED'lerin yalnızca görünür ışık yaydığına dikkat edin, bu nedenle onlara IR LED'ler olarak adlandırmak teknik olarak yanlıştır, bunlara "kızılötesi yayıcılar" denir) ve 5 fototransistör saçma. IR yayıcıların her biri yaklaşık 0.15 $ ve fototransistörlerin her biri yaklaşık 0.30 $ 'dır, bu yüzden 5 parçalı kurulumunuz için 2.25 $' a bakmalısınız. Ayrıca, bu fiyat tekliflerinin küçük miktarlarda delikli parçalar için olduğunu unutmayın: Makara satın alıyorsanız veya daha ucuz SMD parçaları kullanıyorsanız, ne LED ne de fototransistör 0,10 dolardan fazla olmamalıdır.

Düzenle

Yayıcıların ve dedektörlerin çeşitli olası konfigürasyonları arasında karar vermek için, burada gösterildiği gibi kontrol edeceğiniz her çiftten görüş hatları çizin:

merkezde yoğun her biri

Soldaki merkezde daha yoğundur, sağdaki ise aşırı çevrenin kontrol edilmesinde önemli sayıda görüş hattı kullanır. Bir nesneyi arada bir kaçırmayı göze alamayacağınız bir ışık perdesi gibi güvenlik açısından kritik bir uygulama ile çalışmadığınızdan ve nesnelerinizin merkezde konsantre olması gerektiğinden (ve ), sol olanı öneririm.

Bununla birlikte, her ikisinin de üretilmesi zor olacak. Hala burada gösterildiği gibi dikdörtgen bir düzenleme kullanmanızı öneririz:

PCB'li yeni sürüm

Bu şema, bir nesne algılandığında verilecek güç, toprak ve nabız için mikrodenetleyici ve konektör içeren üst anakart, dik açılı konektörlere ek kartlar takılı olarak açıklanmaktadır. Bu, diyagonalleri kontrol etmeden verici / dedektör çiftleri arasında 32/5 = 6.4mm boşluk oluşturur, sayımı 5 ila 6 veya 8'den (bu kolay olurdu) artırmak basit bir doğrusal tarama yapmanızı sağlar.

Verici ve dedektör devrelerinin temelde aynı olduğunu (ve düşük yoğunluk / karmaşıklık) göz önünde bulundurun, muhtemelen kartların üçünü fiziksel olarak aynı hale getirebilir ve tasarruf etmek için bunları farklı şekilde doldurabilirsiniz. Anakart için, panonun üstündeki bir SSOP veya SOIC mikrodenetleyici için, her iki taraftan G / Ç'yi dik açılı bir başlık için 0,1 "deliklere kadar çalıştırın. Kingbright APT2012F3C / AA3021P3S çifti gibi mekanik olarak özdeş paketleri bulmak ve altta dirençler bulmak ve bağlantıları başlıklara geri çalıştırmak için yeterince kolaydır.Bazı lehim jumperları, aşağıda gösterildiği gibi her iki tipte bir tahta yapmak için yeterli olacaktır ya da süslü olabilir ve tahtanın bir ucunu yayıcılar ve diğer dedektörler için bir bağlantı haline getirebilirsiniz.

devre

Yine, bu aşamada üretilebilirlik için tasarım hakkında çok düşünmenizi şiddetle tavsiye ediyorum! Özellikle belirtildiği gibi uzun teslim süreleriniz varsa, güvenilir bir şekilde bir araya getiremediğiniz bir grup bileşenle sonuçlanmak istemezsiniz. Erken yatırım biraz çaba sonradan çok çaba tasarrufu sağlayabilir.

Düzenleme # 2: Önerilen tasarım için şematik

Bu tasarımda bir ATtiny40 kullandım, kullanılabilecek çeşitli kontrolörler var. Dışarıdaki ağların karmaşası için özür dilerim, henüz otobüsleri olmayan temiz bir yeni çevrimiçi editör (açmak için resme tıklayın) deniyorum.

resim açıklamasını buraya girin


Cevabınız için teşekkürler ! Bu fiyatların gülünç olduğunu okuduktan sonra, Hırvatistan'a gönderilecek çeşitli siteler aramaya başladım. Hırvatistan'lıyım ve Hırvatistan'daki tüm mağazalar (web mağazası olan veya kişisel ulaşım araçlarıyla erişilebilen) bu yüksek fiyatlara sahip ... Her neyse, ebay'de ucuz IR yayıcılar olduğunu buldum, ancak ne yazık ki ebay sipariş edilen ürünler genellikle gelmesi yaklaşık 20-30 gün sürer. Ben de bu dükkanı buldum: taydaelectronics.com ve sanırım onlardan ihtiyacım olanı sipariş edeceğim. Nakliye sadece 2 $ ve fiyatlar harika!
xx77aBs

Bununla birlikte, ikinci tasarımımı oluşturmaya çalışacağım (5 IR yayıcı ve 5 fotoğraf transistörü). Sadece bir sorum daha var (orijinal sorumun altına ekledim) - lütfen bana hangi yolun daha iyi olduğunu söyle. Teşekkürler !!!!
xx77aBs

2
@ xx77aBs - Digikey (elektronik cihazların en iyi dağıtıcılarından biri) bir Hırvat mağazası var: hr.digikey.com Arrow Europe'un size gönderdiği bir Orta bölgesi de var. Hırvatistan'da elektronik üreticileri (Ülkenizde elektronik üreticilerinizin olduğunu varsayalım!) Ebay'den veya caddede bulunan dükkandan satın almayın ...
Kevin Vermeer

Teşekkürler! Digikey baktım, ama onlar sabit nakliye fiyatı (12USD) var diyorlar! Bu çok fazla ... Arrow Electronics'e bakacağım, teşekkürler! Parçaları üretmeye gelince, boru üzerinde zaten gerekli delikler açtım, bu yüzden orada herhangi bir sorun beklemiyorum. bazı sorunlar olacaksa, önerdiğiniz gibi dikdörtgen bir düzenlemeyle gideceğim;) Tekrar teşekkür ederim, bana çok yardımcı
oldunuz

SMD parçaları kullanmadığımı, delikli parçaları kullandığımı (özellikle hazır PCB kullandığım için) bahsetmeyi unuttum. Kendi PCB'lerimi yapacak ekipmanım yok, bu yüzden şu an bu şekilde daha kolay.
xx77aBs

11

Daha ucuz ve daha basit olabilecek bir yöntem lazer kullanmaktır. Kevin'in dediği gibi, dikdörtgen bir tüpte hafif bir perde yapmak yuvarlak olandan daha kolaydır. İç kısımdaki aynaları yapıştırarak veya süper parlatarak tüpün iç kısımlarını yansıtıcı hale getirin. Daha sonra, bir lazer, fototransistöre çarpmadan önce birden çok kez sıçraması için tüp içindeki bir delikten geçirilir. Karşıdan geçen top için yeterince büyük delik olmadığı sürece, onu algılamanız garanti edilir (Dairesel durumda çizdiğimden daha fazla sıçramaya ihtiyacınız olabilir).

Lazer ışık perdeleri

Şu anda kullandığınız şeye daha yakın olan başka bir algılama yöntemi, şeyleri tersine çevirmektir. Fototransistörler üzerinde parlayan LED'ler ve top sinyali kesen ışık yerine, neden fototransistörler toptan yansıyan ışığı algılayacak şekilde ayarlamıyorsunuz?

LED'leri fototransistörlerde ışık parlamayacak şekilde düzenleyin. LED'leri çok parlak yapın. Top LED'leri geçtiğinde, aydınlatma altında parlak bir şekilde parlar ve fototransistörlerde küçük bir sinyal algılanır.

Yansımayla algılama


Bu iki fikir çok yaratıcı. +1!
boardbite

5

Şimdiye kadar bu iş parçacığında önerilen dedektörlerin çoğu dijital alanda çalışıyor ve merminin bir dijital çıkışı tetikleyecek kadar ışık demetini yeterince engellemesini gerektiriyor. Verici ve dedektör, geçen mermiden veya gölgesinden yansıyan ışığın nabzını tespit etmek için düzenlenebilir. Fotoğraf dedektörünün çalışır durumda analog olması, doygunluk seviyesinin altında çalışması ve AC'nin bir OOK Op-Amp dedektörüne bağlanması gerektiğini düşünüyorum.

Bir OOK dedektörü kullanmanın avantajı, eşik dedektörü karşılaştırıcısı için sapma seviyesini sağlamak üzere arka plan gürültüsünün filtrelenmesi ve dedektörü giriş sinyalindeki küçük değişikliklere karşı çok hassas hale getirmesidir. Arka plan seviyesinin üzerindeki ışık seviyesindeki ani küçük değişiklikler dijital bir çıkışı tetikler. Giriş yüksek geçiş filtresinin ve önyargı düşük geçiş filtresinin zaman sabitlerinin dikkatli bir şekilde seçilmesiyle, genel dedektör yanıtını, geçen mermiyle ilişkili ışık değişikliğinin imzasına göre uyarlamak ve arka plan gürültüsünün çoğunu filtrelemek mümkün olmalıdır. ortam ışığı seviyesindeki yavaş değişikliklerden kaynaklanır.

Böylece detektörün yüksek kazanımı, ışık seviyesindeki küçük bir değişikliği gerekli dijital darbeye dönüştürmek için kullanılabilir. Böyle bir sistemi inşa etmenin ilk adımının, bir takipçi konfigürasyonunda kablolu bir foto-transistöre bir ac bağlı osiloskop bağlayarak deney yapmak ve verici LED ve foto-dedektörün en iyi konum düzenini araştırmak geçen mermiden yansıma veya gölgeden en büyük sinyal.

Hem merminin hem de borunun iç duvarının IR albümünü bilmeden, hangi düzenlemenin en iyi sonuçları üreteceğini önermek mümkün değildir. En büyük sinyal-gürültü oranının geçen mermiden geri saçılan ışığın tespit edilmesinden elde edilebileceğinden şüpheleniyorum, ancak bu tüpün albedo'nun çok düşük ve merminin yüksek olmasını gerektiriyor.

Hem verici hem de alıcının en geniş görüş açısına sahip olması için seçilmesi gerektiğini öneririm, nesne, algılama alanını en üst düzeye çıkarmak için tüp boyunca bir ışık fanı üretecektir. Sağduyu, mermi kesitinin tüpün oranı ne kadar büyük olursa gölgenin üreteceği sinyal / gürültü oranının o kadar yüksek olduğunu gösterir.

Tüpün işlevi, ortam ışığının dedektör üzerindeki etkilerini mümkün olduğunca azaltmaktır. IR yayıcıdan gelen ışığın baskın olması koşuluyla, dedektörü yanıt eğrisindeki en büyük eğim noktası olan dedektörü en hassas doğrusal çalışma bölgesine doğru yönlendirmek için IR yayıcı çıkışını ayarlamak mümkün olmalıdır.

Basit foto-transistörün BPX65 ve yüksek hızlı OP-Amp gibi bir foto-diyot ile değiştirilmesiyle dedektörlerin hız, hassasiyet ve gürültü reddetme performansında bir başka gelişme elde edilebilir. Foto diyot sabitindeki DC sapma voltajını korumak için voltaj geri beslemesi kullanan bir dizi devre vardır. Bu, foto-akım diyotların iç kapasitansını şarj etmek için kullanılmadığından dedektör hızını arttırır. Bu tür devreler, düşük bir IF modülasyonlu alt taşıyıcı tarafından LED ışığının küçük genlik modülasyonunu kullanarak uzun menzili, görüş hattını, optik iletişimi araştıran radyo amatörleri tarafından yaygın olarak kullanılır. Bu durumda, AM modülasyon indeksi genellikle% 10'dan az, tipik olarak% 5'tir. Bu şüpheli, geçen kurşunla üretilmesi beklenen AM sinyaline benzer,

Dedektör ve verici için optimum optik düzenlemeyi düşünmek. Dedektör ve verici ışığının tüp boyunca paralel bir ışın üretmek için toplanması gerektiğine inanıyorum. Bu, dedektörü ve yayıcıyı parabolik yansıtıcıların karşılıklı odak noktalarına yerleştirerek elde edilebilir. Bu, borunun merkez hattından hem bir hem de paralel IR ışık demetinin geçmesine neden olmalıdır.

Boruyu gerekli parabolik profile biçimlendirmek pratik olmadığından, böyle bir düzenleme, boru duvarına kesilmiş yarıklar vasıtasıyla borunun karşı yan duvarlarına parabolik bir reflektör kenar profili ile şekillendirilmiş iki kalın plastik levha yerleştirerek üretilebilir. Eklerin parabolik şekilli kenarı Fablon ayna yansıtıcı bant ile kaplanmıştır. Gerekli parabolik profil, lazer yazıcı kağıdına gerekli eğriyi bastırarak ve bunu kesme için şablon işareti olarak yarım inç kalınlığında uPVC plastik levhaya aktararak üretilebilir. Bu ideal optik düzeneğin sadece tüpün dairesel profilini kullanarak ne kadar iyileşme sağladığı deney veya ayrıntılı hesaplama konusudur.


1

Belki bir fototransistere işaret eden birden fazla led tespit edilebilir ve ölü bölgeyi azaltabilir.

Biraz egzersiz yapma zamanı! Ayrıca her zaman tatlı yerinde olduğundan emin olmak için bir tezgah dinlenme bakmaya değer olabilir.


Birden fazla ledin iyi bir fikir olup olmadığından emin değilim - merminin fotoğraf transistöründen tüm kızılötesi ışığı engellememe şansı var - bu olursa, mermi algılanmayacak. Ama fikir için teşekkürler;)
xx77aBs 25:12

Evet, sanırım birden fazla fototransistör ve tek bir led
CoderTao

1

Sadece cevaplama yolunu uzatmak için. Windows telefonu kullanıcıları Wp7 için bir uygulama var. Wp 7.5 Wp7.8 ve Wp8. Bu uygulama CronoPhone (Chrono değil ama "h" olmadan) denir hesap makineleri ve stuf ile büyük bir airsoft uygulaması ...

Ama alsow sadece hakkında kronograf harware yapmak nasıl açıklayan ayrıntılı bir rehber vardır .. Buna ek olarak telefon alıcıları gelen analog sivri bulmak için telefon mikrofon örnekleyici kullanır ... Ve sonra MpS hesaplar kurşun. Eğer FPS app hesap makinesi kullanmak istiyorsanız ...

Umarım yardımcı olurum. Bunun CronoPhone olarak adlandırıldığını unutmayın (Chrono'daki "h" olmadan) ...

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.