¿Cuáles son mis opciones para la detección de la posición de un objeto de metal móvil pequeños?

Question

Este es un diábolos de trampa:

I fuego de metal pequeña de pellets en (4.5 mm = .177" de diámetro) en hasta 120 m/s = 390 fps.

¿Cuáles son mis opciones para la detección de la posición X / Y en el que entra en el objetivo?

¿Es más fácil si sólo necesito saber la distancia desde el centro? (la puntuación)

Ahora mi pellets son libres de plomo, pero no ferromagnético (que no se peguen a un imán.) Si yo fuera a conseguir ferromagnéticos pellets, tengo más opciones? Algunos inductivo o de lo contrario efecto electromagnético, tal vez?

Ahora mismo no puedo pensar en:

1. Una cámara montada en un trípode, que sería la de comparar las sucesivas imágenes y detectar posibles diferencias en el papel de destino. Desventajas: sería necesario decente potencia de computación (al menos una Raspberry Pi) y es probable que se pierda una bolita que pasa a la derecha a través de un agujero causado por el anterior pellet. Sería también de que no funcione tan bien en contra de las bandas negras.

2. Dos láser o CCD escáneres, tales como reutilizados escáneres de códigos de barras, montados a lo largo de la diana bordes a 90° uno del otro. Desventajas: la óptica tendría que ser ajustados en el caso de CCD; que probablemente necesitaría un blanco de referencia de fondo en el otro lado; y tendrían que ser muy rápido, porque los pellets se están moviendo muy rápido.

Cualquier otra idea?

Puedo utilizar antenas montadas a lo largo del borde, para detectar algún tipo de efecto electromagnético? Lo que si producen un campo electromagnético? Sería el metal de pellets de interactuar con él, de cualquier manera notable? Sería un ferromagnético de pellets de hacerlo?

¿Puedo utilizar dos supersónico distancia detectores montados en 90° uno del otro? Puede detectar un objeto pequeño, viajar rápido?

Answer 1

Una bobina circular alrededor del perímetro exterior de la diana genera flujo magnético: -

La densidad de flujo se encuentra en su mínimo (pero no cero) en el centro y en la medida que el enfoque de la bobina del perímetro de la densidad de flujo aumenta.

Si la corriente se de CA de la corriente de pico de la densidad de flujo sería \$\sqrt2\$ superior en comparación con el caso DC. Sin embargo, una gran diferencia es que (debido a la corriente de foucault de inducción) cualquier material conductor va a alterar las bobinas de inductancia medida que pasa a través de. Por lo tanto, si usted solicitó la bobina para ser parte de un oscilador (preferentemente en la etapa de salida, por lo que tiene más AC) puede ajustar la bobina con un condensador y detectar el cambio de frecuencia como una bolita pasa a través de. El mayor cambio será como el pellet se acerca a la bobina de la periferia.

Claramente, una mayor bolita también generaría una mayor desviación de frecuencia por lo que las necesidades de calibrado para .177 0r .22 pellets de manera diferente.

El uso de algún tipo de detector de frecuencia para producir un dc blip (demodulada) y el tamaño de la señal es proporcional a que tan cerca o qué tan lejos está el borde de la bobina son. Un inconveniente es que fuera de la bobina no debe ser algo para evitar la perdida de pellets registrarse como dentro del bucle. Usted quiere tener un decentemente alta frecuencia de probablemente un par de MHz, de modo que el detector puede registrar varias decenas de ciclos cambiando a medida que el proyectil pasa a través de.

A 120 metros por segundo corazonada me dice que va a comenzar a registrar algo cuando la bobina es tal vez de 50 mm de distancia de la bobina, así que tal vez hay un punto dulce distancia de aproximadamente 10 mm, donde la frecuencia de los cambios más. A 120 m/s, 1 m es viajó en 8.333 ms, por lo que 10 mm es un período de tiempo de 83.33 nosotros, así que tal vez 83 ciclos de 1MHz, podría ser aceptablemente detectado, pero a 10MHz sería mejor.

Esto sólo requiere un 1 vueltas con un par de cientos de pF de la optimización.

Es capaz de hacer -.

He utilizado para el diseño de farmacéuticos de detectores de metal en busca de contaminantes metálicos en la píldora de la producción. Se utiliza 1MHz y es capaz de detectar partículas tan pequeñas como de 0.25 mm de diámetro (ferrosos y no ferrosos, pero no de acero inoxidable). Había una plaza de la bobina de alrededor de 100 mm por 35mm, así que fue un poco menor que uno para un público objetivo, pero si se considera que "la detección de niveles" son proporcionales a la masa y la masa es proporcional a la distancia en cubos, entonces se debe ACEPTAR.

Una bolita de .177 puede ser asumida como un 4.5 mm de diámetro de esfera es 18 veces mayor que 0,25 mm y, por tanto, su masa será 5,832 veces más grande y la señal será 5,832 veces mayor aproximadamente.

Answer 2

Usted podría tratar de un conjunto de micrófonos dispuestos alrededor de la trayectoria del proyectil.

Una vez vi a un target drone que utiliza una serie de micrófonos para detectar la señorita distancia de las rondas volando. En este caso, las rondas fueron supersónica, por lo que su sonido era un poco más fuerte, y más cortante filo que el tuyo, pero el principio todavía podría funcionar.

Para explorar esta idea podría obtener dos pequeños micrófonos electret, el sesgo de ellos correctamente, y prueba con un osciloscopio de almacenamiento digital. Si usted no tiene uno, también se puede conectar a su computadora a la tarjeta de sonido (entrada de línea, así que usted consigue Estéreo). Colóquelos en un palo, digamos 30 cm de distancia, hacer una grabación de audio en su más alta frecuencia de muestreo, y el fuego un par de bolitas sobre ellos en varias posiciones. Mirar a través de los archivos WAV con Audacity, y ver si 1) no es una útil impulso, y 2) si el tiempo de llegada de la diferencia corresponde a las diferentes rutas de la inyección.

330 m/s dividido por 44 kHz es de 7,5 mm, por lo que si los micrófonos tienen un ancho de banda suficiente, creo que usted tiene una probabilidad de detección de la posición con la tarjeta de sonido.

Si ves buenos resultados con una tarjeta de sonido, el siguiente paso será diseñar un circuito detector de la que razonablemente pueden detectar con precisión el sonido de los impulsos, la producción de una simple baja->alta de transición en su salida. Podría ser tan simple como un filtro de paso alto, el amplificador y el comparador. A continuación, hacer al menos 3, pero mejor 4 o 5 de estos, organizar los micrófonos alrededor de la meta, y conectarlos a la placa Arduino, para hacer la sincronización. Sólo se necesita tiempo relativo, y sólo una resolución de unos 10 nosotros, así que un Arduino es perfecto.

A continuación, sólo algunos de matemáticas, probablemente en su PC en lugar de la placa Arduino, para averiguar la posición de la bolita en la matriz de micrófono.

Un par de pequeños pensamientos : cuidado con el sonido del rifle de sí mismo activación de los detectores - tal vez un software puerta que sólo se registra la segunda serie de pulsos? El circuito detector debe restablecer rápidamente y no se queden En la parte superior de largo. También, tenga cuidado de que su detector de circuitos no leen en voz alta los sonidos anteriores más queridos - esto haría que el cálculo del rango de menos preciso. Aparte de hacer el mejor detector de recoger el pico, usted podría espacio de los micrófonos más alejados, no sólo en las esquinas de la diana. Mantener los micrófonos y de avance de la meta por lo que no tiene reflexiones de sonido de la caja de cartón.

Answer 3

Se puede utilizar una matriz de "goma" membrana de contactos espaciados (similares a un teclado). Dependiendo de la exactitud de la resolución que necesita, puede utilizar una matriz de alambre de 10 x 10 o 100 x 100. Escaneando electrónicamente los contactos podrían determinar donde golpea el balín.

Answer 4

Ya ha citado la más práctica y la solución más simple, una cámara, pero parece que le han visto en el bosque y no los árboles: el punto es que hay todo tipo de cámaras, y mostrar su experiencia de NO incluir el tipo que usted necesita: una cámara de alta velocidad. Una típica cámara toma una imagen cuando se presiona el botón una vez. El más caro de la cámara puede ser equipado con una bobinadora automática (para el viejo estilo de la PELÍCULA basada en las cámaras, ahora casi en desuso) y el enrollador se abre el obturador y tomar otra exposición tan pronto como la película ha avanzado hasta el siguiente fotograma. Pero una cámara de ALTA velocidad, uno que NO es de la película-basada, puede tomar casi un increíble número de imágenes por segundo, claro en el rango de 20.000 exposiciones por segundo O MÁS. ESTA es tu solución, si se lo puede permitir. Es, por supuesto, necesitan ser sincronizados electrónicamente con el GATILLO de la pistola de aire comprimido, y que dicta que tanto la pistola de aire comprimido y la cámara se inicia automáticamente. La cámara de empezar a tomar fotos un poco antes de que el tiro se dispara, y el cuidado de apuntar, junto con (espero) un enfoque automático (O un muy amplio campo) hará el seguimiento del proyectil desde el momento en que abandona el cañón a la vez impacta en el objetivo. Todo lo que tienes que hacer es reproducir y ver el registro. Y ni siquiera importa si la bolita pasa a través de un orificio de EDAD en el de destino. LO puedes VER, no importa lo que pase. Ahora las malas noticias: a pesar de que esta es la más simple, la solución más eficaz a su problema, que NO es BARATO. Sólo usted puede decidir cuánto vale para usted para tener una certeza absoluta acerca de las trayectorias; espero que la cámara de ALTA VELOCIDAD que usted necesita (a-la-cazadores de mitos) va a costar muchos miles de dólares para comprar, y muchos cientos de dólares para alquilar por un corto tiempo, SI usted puede encontrar a alguien para alquilar uno (¿ CASUALIDAD de hacer cámaras? Ellos HACEN el alquiler de los equipos electrónicos, o al menos ellos); pero es un DANDY de una solución a su problema, si usted puede permitirse!