Selbstbau eines sehr einfachen V0-Messers.

Es gibt 54 Antworten in diesem Thema, welches 10.252 mal aufgerufen wurde. Der letzte Beitrag (14. März 2007 um 21:42) ist von Mormel.

  • Hi @ alle

    Habe jetzt nach einigen Fehlschlägen einen Prototyp eines genial einfachen V0-Messers fertigkonstruiert.

    Vorab: Optimal ist das Ding noch nicht, ich denke wenn andere Experten ihre Meinungen und Vorschläge dazu geben, könnte es durchaus was brauchbares werden.

    zum Aufbau:

    ein 10 mm Rundstab mit 13 cm Länge wurde mit einer zentrischen Bohrung von 7mm versehen. I m Abstand von 8 cm befinden sich je 2 Bohrungen 1,5mm die für die Lichtschranken vorgesehen sind,
    Als Träger habe ich mir aus 8mm PVC eine Konstruktion zurechtgefräst
    welche das Rohr und die kleine Leiterplatte aufnimmt.

    Theoretischer Hintergedanke war, daß das Geschoß beim passieren der ersten Lichtschranke einen Gleichspannung (ca 1V) einschaltet und beim passieren der 2. wieder ausschaltet. Das Gleichspannungssignal geht dann auf den Line-In Eingang der Soundkarte und wird dort angezeigt.

    Damit das Teil auch auf den Haenel lauf montiert werden kann, habe ich aus PEHD einen Adapter gedreht, an einen Ende wird das Messteilchen angesteckt und das andere passt auf den Lauf. Für andere laufdurchmesser brauch dann nur immer ein neuer Adapter gedreht werden. somit ist die Zentrierung immer gewährlleistet.

    noch nicht optimal:

    weil nicht jeder Schuß erfasst wird. eventuell werde ich mal versuchstweise ein neues Messrohr mit einen kleineren Innen-Durchmesser drehen.

    - die fallende Flanke bein Ausschalten ist sehr stark langgezogen es sieht nach wilden Überschwingen aus. Auch da muß ich nochmals ran.


    jetzt erst mal ein paar Pics:

    .. die Leiterplatte
    besteht aus n paar Widerständen , 3 Transistoren und je einen 74LS00 und einen 74LS74, mit dem Einsteller lässt sich die Gleichspannung die zum PC geht von Null bis ca 2V eistellen.
    die beiden vorhandenen LEDs zeigen die Funktionsbereitschaft an grün - OK ,rot Messvorgang. Damit kann man manuell testen (ingendwas reinstecken) ob die Lichtschranken arbeiten.

  • jetzt noch die aufgenommene Kurve mit Audacity. Das Progrämmchen ist wirklich genial und zudem noch Freeware.

    der Einschaltimpuls ist schön steil, aber das ausschaltsignal.... da muss ich noch dran feilen.
    Ich nehme mal an, das im Moment des beginnenden Fallens der Kurve das ausschalte n erfolgt ist.

    Die Meßstrecke beträgt übrigens genau 8 cm also muß die Zeit mal 12,5 genommen werden um auf m/s zu kommen.

    Habe ich was übersehen oder irgendwo einen Denkfehler drin?

    Für Tipps wäre ich dankbar. Wer nachbauen möchte: Leiterplatten und Schaltplan sind kein Problen, mache ich alles selber.

    Diskussion freigegeben, hoffe wir bekommen mal was wirklich genial kostengünstiges hin

    Gruß
    Mormel

  • Schöne Sache!
    Nur irgednwie bezwiffle ich das jeder das Ganze so einfach nachbauen kann. Das Combro funktioniert auch so (vor nem halben Jahr zugelegt weil das Chrony nicht so recht wollte - bin kein Elektronikguru). Wenn du das ganze also vor vielen Jahren gebastelt hättest, würdest du mit etwas Mut deine eigne kleine Firma haben !?
    Ach ja: die meisten werden mit PEHD (Poyethylen high density) kaum was anfangen können - Kunststoff, also "Plaste" (mein damaliger Werkstoffprof hätte mich jetzt sicher gelüncht) eben.

  • noch ein Bild zum Abschluß.

    Hier ist die Funktionweise dargestellt. Aufgesteckt, die beiden roten LEDs sind die Sender und die grüne LED auf der Platine zeigt "Bereit" an.
    Falls eine Lichtschranke defekt ist, leuchtet keine der LEDS auf der Leiterplatte.

    Mormel

  • sehr schön gemacht ... aber so ganz versteh ich die Funktion nicht ... was is den "74LS00 und 74LS74"
    Is das ein Cip :nuts: ?

    Auf was für Materialkosten kommt man denn da ca ... is ja sicher billiger als ein Gekaufter :crazy2:

    Wie sieht es den mit dem Messen der V0 bei CO2 Waffen aus :confused2:

    Gruß
    Julian

    Meins: :knicker:Die Diana Mod 35 (1981) :F: mit dem Walther 4-12x50 MilDot, dem Diana Silencer und das Metallzweibein (A.S.M.C) & :johnwoo:Beretta 92FS Co2 :F: mit Holden SD und Walther PS Competition :n1:

  • Hi Julian

    die Chips sind normale Standard-ICs, gibt in jedem Elektronikhöker (Reichelt, "Apotheke" Conrad und so weiter.
    Eine CO2 habe ich nicht, vermutlich auch in absehbarer Zeit nicht. Ich bin ein Langwaffenfan..

    materialkosten ca 5 Euro... plus etwas Rohr (ausn baumarkt und etwas Material für die mechanische Konstruktion.
    Wie gesagt, wenn Nachbauinteresse besteht , werde ich das Ding auch nachbaugerecht neukonstruieren.
    fertig bestückte leiterplatten kann ich auch zur verfügung stellen (ohne mechanik erstmal)

    @ alle

    habe mal meine meßkurve ausgewertet:
    - abgelesen etwa 0,006sec für eine Flugdauer bei 8 cm.
    - 0,006 mal 12,5 ergibt 0,075 sek für eine Strecke von 1 Meter.
    - 1 Meter durch 0,075 ergibt 13,333333 (133 m/s???)

    Jetzt stehe ich aufn Schlauch, wie wird weiter gerechnet, habe irgendwie den Durchblick verloren..Oder habe ich einen fetten Wurm drin?

    Mormel

  • Zitat

    Original von julian-nold
    sehr schön gemacht ... aber so ganz versteh ich die Funktion nicht ... was is den "74LS00 und 74LS74"
    Is das ein Cip :nuts: ?

    74LS00 ist ein Nand Gatter
    74LS74 ist ein Flipflop

    Ersteres ein Logikbaustein der eine Bedingung prüft und bei erfüllen selbiger den Ausgang schaltet.
    Ein Flipflop ist eine bistabile Kippstufe, das heisst soviel das der Ausgang solang den "ein" zustzand des Eingangs hält bis dieser zurückgesetzt wird.
    Ich tippe das das Flipflop von der ersten Schranke eingeschaltet und von der zweiten resetet wird über das Gatter.

    Baba,
    Piet-kun

  • @ Pietkun

    ja, genauso funktioniert das ganze. Die LS00 hängen mit einen PIn über 22K an 5V und der 2Pin geht zu den fotodioden. Daraus folgt bei Unterbrechung der Lichtschranke setzt das erste Gatter des LS00 den 7474 auf H und bein ansprechen der 2.Lichtschranke wieder auf L . Die Einschaltdauer ist identisch mit der Vorbeiflugdauer der Bleimurmel.

    Mormel

  • ch hab gerade mal nachgerechnet, dein Rechenweg ist richtig und ich bekomme das selbe raus, aber das wären dan 13,333333333m/s, ich glaube da stimmt was mit der Messung nicht.

  • Zitat

    Original von Mormel
    habe mal meine meßkurve ausgewertet:
    - abgelesen etwa 0,006sec für eine Flugdauer bei 8 cm.
    - 0,006 mal 12,5 ergibt 0,075 sek für eine Strecke von 1 Meter.
    - 1 Meter durch 0,075 ergibt 13,333333 (133 m/s???)

    Jetzt stehe ich aufn Schlauch, wie wird weiter gerechnet, habe irgendwie den Durchblick verloren..Oder habe ich einen fetten Wurm drin?

    Legen wir uns ersteinmal die Formeln zurecht:
    Geschwindigkeit = Weg / Zeit
    Kinetische Energie = Masse * Geschwindigkeit² / 2
    Wobei Masse in Kilogramm und Geschwindigkeit in Meter/s

    Um jetzt einen unnötigen Rechenschritt zu sparen rechnen wir die Geschwindigkeit in cm/s:

    8 / 0,006 = ~1333,4

    Wenn wir jetzt 1333,4 durch 100 teilen bekommen wir 3,334 m/s.

    Damit können wir jetzt die Geschossenergie berechnen, ich nutze jetzt einfach das standard Diabologewicht von 0.45 Gramm:

    0,00045 * 13,334² /2 = 0,040004 J

    Deine Messung stimmt nicht ganz, das ist doch sehr langsam, allerdings wenn man ein Komma versetzt kommt das ganze in realistische Größen.

    Baba,
    Piet-kun

    2 Mal editiert, zuletzt von Piet-kun (28. Februar 2007 um 12:33)

  • Zitat

    Original von Piet-kun

    Wenn wir jetzt 1333,4 durch 100 teilen bekommen wir 3,334 m/s.

    Damit können wir jetzt die Geschossenergie berechnen, ich nutze jetzt einfach das standard Diabologewicht von 0.45 Gramm:

    0,00045 * 13,334² /2 = 0,040004 J

    1333,4 durch 100 teilen bekommen wir 13,334 m/s.
    0,00045*13,334² /2 = 0,04
    0,04 * 100 = 4 J

    Dann passt die Rechnung.

    ;) Mathematiker und Physiker stimmt mir zu

    Roland

    Gruß
    Roland

    Einmal editiert, zuletzt von four-point-five (28. Februar 2007 um 13:18)

  • Hallo Zusammen,

    Hallo Mormel!

    Nette Idee das Ganze!

    Was nun die vermeintlich langsame Geschossgeschwindigkeit angeht, könnte ich mir folgendes vorstellen:
    (Ich gehe mal davon aus, daß das Geschoss nicht in dem Rohr anschlägt und so massiv abgebremst wird...)

    Deine Kurve, die Du mit dem PC aufgenommen hast, geht offensichtlich durch die relativ hohe Eingangsspannung bis in den clippenden Bereich, sprich, es wird die maximal zulässige Eingangsspannung erreicht, bzw. überschritten.
    Da Audioeingänge auf der Soundkarte höchstwahrscheinlich kapazitiv angekoppelt sind, ist anzunehmen, daß der aufgeladene Kondensator bei fallender Flanke noch reichlich lange Spannung an die AD-Wandler liefert.
    Dafür spräche auch der fallende Verlauf Deiner Kurve.
    D.h. die Impulsbreite, die Du da misst, ist nur der "Fuß des Berges", der wirkliche Impuls ist deutlich kürzer gewesen.
    Du könntest jetzt mal versuchen, Deine Ausgangsspannung auf ein "Audio-kompatibles" Maß zu reduzieren, z.B. 100 mV max.
    Einen Versuch wäre es wert, Du solltest dann den gesamten Verlauf der Spannung in der Software darstellen können, ohne oben ins Clipping zu fahren.
    Wenn die fallende Flanke nicht schnell genug abfällt, würde ich einen Pull-Down Widerstand an den Ausgang schalten.
    An der Soundkartenschaltung kannst Du ja nichts verändern, die könnte noch etwas Zickig sein, was die steilen Flanken angeht, aber mal sehen...

    Bis dahin viel Spaß
    Axel

    FWR: 307xx

  • Zitat

    Original von four-point-five

    1333,4 durch 100 teilen bekommen wir 13,334 m/s.
    0,00045*13,334² /2 = 0,04
    0,04 * 100 = 4 J

    Dann passt die Rechnung.

    ;) Mathematiker und Physiker stimmt mir zu

    Roland

    Einfach mal nen Faktor dran und gut ist?
    Dickes Diabolo, was bei 13 m/s 4 Joule erreicht... ca. 50g, ne halbe Tafel Schokolade!

    Axel

    FWR: 307xx

  • Danke für die Tips

    @ Axel66

    ich werde deine Vorschläge mal testen. Momentan habe ich festgestellt, das entweder das Rohr einen zu großen Innendurchmesser hat (7mm) oder Reflexionen oder was weiß ich auftritt.

    hab mal testweise eine Papierkugel ins meßrohr gestopft und mit einer Punkti durchgeschossen. Da sehen die Meßwerte doch schon viel erfreulicher aus. Einschaltwert 4,4986 ausschaltwert 4,4992nochwas , also 4,4993 ergibt eine Differenz 0,0007.
    0,0007x 12,5 = 0,00875 sekunde pro Meter
    daraus resultiert:

    zurückgelegter Weg in 1 Sek 1s : 0,00875 s/m = 114,286 m

    Energie dazu m/s ² mal 0,00025 ergibt 114,286² = 13061,289 mal 0,00025 ergibt 3,265 Joule

    Somit ist die Funktionsfähigkeit eigentlich bewiesen.

    Also packen wirs an...

    Mormel

    Als Bleiwerfer wurde meine rekonstruierte Haenel 310 dienstverpflichtet.

  • Du solltes an den Ausgängen der Lichtschranken Schmitt-trigger anschliessen dann hast du einen Sauberen Ausgangsimpuls.

    Ich spiele mit den Gedanken meinen C64 zu reaktiviren.
    Den Rechner mit den Lictschranken koppeln und einfach als Zähler laufen lassen.
    Er kann dann gleich die Umrechnung in V0 und E0 machen.

    Das Programm dafür ist recht einfach.
    Schwierig ist nur den inneren Schweinehund zu überwinden, und den Rechner aus dem Keller zu holen.,

    Gruß Michael
    4mm/6mm :F::W: affen? Na klar!
    FWR-Mitgliedsnr.: 30936

  • Hallo Mormel,

    Der Rechenweg stimmt, es ist also eine Fehlmessung. Das "Oszilogramm" sieht sehr nach einer Übersteuerung des Eingangsverstärkers der Soundkarte aus, evtl. wird das Signal länger hochgehalten als es wirklich ist.


    Ich sehe aber noch ein anderes Problem: Mit der Samplefrequenz von 44.1 kHz hast Du eine zeitliche Auflösung von ca. 23µs. Ein Dia mit 175m/s braucht für 8 cm 460µs. Die Messunsicherheit liegt hiermit bei etwa 5% oder 8.7 m/s. Das wäre mir deutlich zuviel, da das in Energie umgerechnet schon 0.8J Messungenauigkeit bedeutet.

    Da hilft nur eine deutlich längere Messstrecke (schwer zu treffen!) oder ein im MHz-Bereich getakteter Zähler.

    Ich habe übrigens bei meinem µC-Messgerät gerade die Zählerfrequenz von 1MHz auf 2Mhz erhöht um auch bei 16.3J noch eine Messgenauikeit von 0.1m/s gewährleisten zu können.

    gruss Waldo

  • Was die Meßunsicherheit betrifft, muß man ihm wohl Recht geben (für so viel reichts noch aus den Vorlesungen). Aber für den Preis kann man sich kaum beschweren - wenn mans mit anderen Geräten vergleicht. Aber diese sind für den Bediener etwas freundlicher.
    Wenn mir der Vorschlag gestattet wäre - Das mit den Reflexen kannst du (je nach Wellenlänge deiner Schranken) mit etwas schwarzer Farbe (toll wäre natürlich eloxiertes Alu) oder einer Blende unterbinden.

  • Echt Spitze!!!!!
    Ihr wisst gar nicht wie lange ich schon so was suche:

    Der Meßfehler ist mir bei dem Preis auch egal.
    Da ist ja bald die nächste Reichelt-Bestellung fällig.

    Gibt es denn schon eine Bauteilliste und Plan und würdest Du den auch zur Verfügung stellen?

    Es ist echt eine Spitzenidee!!

    Gruß

    Dirk

    Das Leben ist kein Picknick!

    4mm/6mm Freund