Geschwindigkeitsmessung für Jedermann

Es gibt 50 Antworten in diesem Thema, welches 18.600 mal aufgerufen wurde. Der letzte Beitrag (14. Januar 2004 um 11:29) ist von Sledge Hammer.

  • Hi,

    Zitat

    Original von acciaio
    Es heißt ja immer, daß ein Windows-PC kein echtzeitfähiges Meßsystem ist (wg Betriebssystem). Wer hat denn da mehr Ahnung als ich und kann mal was zur Größenordnung der Ungenauigkeit sagen?


    Die Zeittaktung, die dem Digitalisieren von Sounds zugrundeliegt, ist sehr genau, der Fehler dürfte im Promillebereich oder darunter liegen. Man kann ganze Spielfilme ohne Syncronisation von Audio und Video mit dem PC aufnehmen und erhält kaum eine Abweichung. Mit der Zeitmessung über Betriebssystemfunktionen hat das nichts zu tun.

    Zitat


    Und was den Unterschied zwischen und den Mittelwert von V0 und V6 betrifft: Anhaltspunkte dafür kann man in jedem Ballistikprogramm finden...


    Ja, allerdings ist das dann auch nur für die jeweilige Anfangsgeschwindigkeit und den Diabolotyp gültig, da die Verzögerung durch den Luftwiderstand gerade auf den ersten Metern stark von der Geschwindigkeit, aber auch vom Gewicht und der Diaboloform abhängig ist.

    Zitat

    Original von TPO
    Aber wie ist das mit der Schallgeschwindigkeit ?
    Und entsteht der Knall auch wirklich zeitglich wenn das Geschoß den Lauf verläst ?
    Und wie genau ist das Verfahren gegenüber der üblichen Lichtschrankenmessung ?

    Das mit der Schallgeschwindigkeit ist sicher nicht zu vernachlässigen, denn der Schall ist ja nur etwa doppelt so schnell wie das Geschoß. Es ist deshalb schon sehr wichtig, daß man das Mikro möglichst genau in gleicher Entfernung von der Waffe und vom Auftreffpunkt plaziert, damit die Schallwege möglichst gleich sind und sich damit aufheben.

    Der Mündungsknall entsteht sofort bei Verlassen des Laufs. Ich denke, darauf kann man sich verlassen. Ich denke, es besteht bei Federdruckgewehre die Gefahr, daß der Mündungsknall durch das lautere Aufschlagen der Feder überdeckt wird, vor allem, wenn das kurz vor dem Mündungsknall auftritt. Viel sollte das aber nicht ausmachen.

    Die Frage nach der Genauigkeit des Verfahrens kann man wohl nur durch Vergleichstests sinnvoll bestimmen.

    Gruß,
    Marcus

  • Auf jeden Fall ist es allemal gut, um zu erkennen, wenn die Schussleistung der Waffe nachläßt. Je präziser, desto besser ist es natürlich, aber für den Hausgebrauch läßt sich doch ganz gut damit arbeiten.

  • das mit der Schallgeschwindigkeit ist kein Problem, da das Mikro genau in der Mitte zwischen Ziel und Mündung liegt. Das Schallereignis in seiner Darstellung bleibt gleich nur wird es um einen Moment verschoben, da die Schalllaufzeit von Mündung zum Mikro und vom Ziel zum Mikro gleich ist. Wichtig für die Messung ist eben nur da es sich um eine relative Messung handelt, dass die Entfernung Mikro Ziel und Mikro Mündung genau gleich ist.

    das mit dem Knall und Verlassen des Diabolo aus dem Lauf sollte auch sehr genau sein. Ich denke, dass (auch bei einem Federdruckgewehr) der Knall daher rührt, dass wirklich unmittelbar nach dem Verlassen des Projektils sich die dahinter gestaute Luft explosionsartig ausdehnen kann. Das Projektil ist zum Höhepunkt des Knalls dann schätzungsweise max. einen Zentimeter von der Mündung entfernt, aber so genau wird man wahrscheinlich auch das Gewehr für die Messung nicht halten können. Ist wohl als Effekt also vernachlässigbar.

    mit Licht zu messen ist aber natürlich genauer, da das Medium Licht einfach durch die vielfach höhere Geschwindigkeit viel genauere Messungen durch eine höhere Auflösung zulässt. Dafür braucht man aber zwei Lichtschranken, deren Signale indirekt wahrscheinlich auch über die Soundkarte (fungiert als einfacher AD-Wandler) und denselben Programmen eingelesen werden können. Es ist nur vielfach komplizierter aufzubauen. Wäre aber ebenfalls vielleicht ein lohnenswertes Projekt.

    Sonst: das Hineinzoomen mithilfe des Programms ist technisch von der Auflösung des in der Soundkarte eingesetzten AD-Wandlers abhängig und dürfte auf eine Auflösung bis ca. 0,00005s beschränkt sein.

  • Aber was man auf jeden fall messen kann is ein geschwindigkeitsunterschied, sprich ob die energie gleich bleibt :)

    mfg djdolla

    Im Arsenal befindet sich ne HW 35 ganz nackig ohne alles :D
    und ne FWB 300s mit Diopter

  • :respect: :respect: :respect:
    ...krass geile idee.
    beschaeftige mich auch schon seit laengerem mit dem thema V* messung.
    hab sowas aehnliches mal mit meinem speicheroszi und 2 mikros gemacht...funktioniert hats, konnts leider nicht vergleichen da ich keinen chrony hab.... abba mit soundkarte, waer ich nieeeeeeeeeee drauf gekommen *lol*
    bin auch dabei n chrony mit ner laser lichtschranke zu basteln, allerdings stellt sich die frage ob das im endeffekt billiger und handlicher wird als so'n chromydingsbums zum aufn lauf stecken.

    versuchs doch mal mit 2 baugleichen mikros, eins am lauf und eins am ziel....vielleicht kannste damit die divergenz ausgleichen....

    [SemteX]

  • Ich hab das jetzt mal ausprobiert mit dem S&W 586 und CO2Target Diabolos. Zur Aufnahme hab ich einen MD-Recorder genommen mit ansteckbarem Mikro, den kann man schön nach Belieben plazieren. Als Entfernung hab ich 4 und 6 Meter genommen. Auf den Aufnahmen ist auch wohl alles drauf, aber ich kann nicht zwischen Schußknall und Auftreffgeräusch unterscheiden. :cry: Ich bekomme jeweils durchgängige Waves. Auch Reinzoomen nützt da nix. Dabei hab ich zum einen auf eine Stahlplatte geschoßen und dann auf die CO2-Kapseln, die ja schön hell klingen. Was tun, gibt's geeignetere Zielmedien?
    Versuchs jetzt nochmal auf 10 m.
    Ok, jetzt gings! :lol: Allerdings bekommt man bei der Auswertung ganz schöne Schwankungen rein, je nachdem, wo man Schuß und Ziel setzt. Konnte einen Bereich von 116-119 m/s ermitteln. Irgendwie weiß ich auch nicht genau, welchen Bereich ich genau zu messen hab. Im Prinzip wäre alles zwischen 110 und 130 möglich. Von daher finde ich die Methode nicht sehr befriedigend.

    Beispiel: Markierter Bereich Länge 0,086 = 116 m/s

    5 Mal editiert, zuletzt von Kid Silencer (23. November 2003 um 20:22)

  • Hallo Leute, hallo Kid,

    genau das (schwierig zu identifizierender Mündungsknall im ganzen Geräusch-Wirrwarr) habe ich jetzt auch nach den ersten Tests festgestellt. Ich habe ein Kolbenschüttler-LG genommen und in der Garage getestet. Schwierige Bedingungen! Das LG macht allerhand Geräusche und daraus ist der Mündungsknall nicht klar identifizierbar (bei meinem zumindest). Und in der Garage hallt es ziemlich. Deshalb habe ich mir was Neues ausgedacht und die ersten Tests damit gemacht:

    Zur Identifizierung des Ereignisses "Geschoß verläßt Lauf" nehme ich kein Micro mehr, sondern eine Lichtschranke. Um da aber ordentliche Ergebnisse zu erzielen, muß der Fototransistor gegen das Umgebungslicht (Kunstlicht, Leuchtstofflampen besonders schlimm) abgeschirmt werden und dafür dann eine eigene Lichtquelle haben (Leuchtdiode). Entsprechend der Zeichnung müßte es eigentlich gehen. Ein dunkler Schlauch oder Kunststoffrohr wird auf den Lauf geschoben und notfalls mit einer Schlauchschelle fest geklemmt. Unmittelbar vor der Mündung sind quer, genau gegenüberliegend, zwei Löcher im Schlauch. In einem steckt die LED, im anderen der Foto-Transistor. Für die Bauteile ist die Frage nach dem Typ ziemlich egal - es geht alles.

    Da die Soundkarte die Speisung für ein Elektret-Mikrofon bereitstellt (5V, 0,5mA), kann man statt des Mikrofons direkt den Foto-Transistor anschließen. Hab' ich probiert - geht! An den anderen Kanal der Soundkarte kommt irgend ein Microfon, das man sogar an die Blechplatte, auf die geschossen wird, fest montieren kann. Als Micro geht hier alles: Ein kleiner Lautsprecher oder Walkman-Hörkapsel tut es - vermutlich sogar besser, als ein hochempfindliches Elektret-Mikrofon. Der Kugel-Einschlag ist ja laut genug.

    Als Software habe ich mit audacity gearbeitet - war bei meiner SuSE-Linux 8.0 mit dabei. Und mit KMix kann man schön den Pegel eines jeden Ein/Ausgangs einstellen.

    Kid, von welcher SW stammt Dein schönes Bild?

    Grüße vom airman

  • Hi airman,

    wenn man nun anstatt des Micro eine zweite Fotodiode nimmt und diese ca. 10 cm hinter der Ersten in das Rohr einbaut, müßte das Resultat eigentlich noch besser werden. Oder ist dann der Abstand zu kurz?
    Damit kommt man dann wieder in die Richtung von Chrony und Kollegen nur dann selbstgebaut

    Obba Gerrit

  • 175m/s = 17500000mm/s = 17,5mm/µs = 0,0175mm/ns
    bei einer abtastrate von 1MHz (1/1000000 = 0,000001 = 1µs)
    waer dann die genauigkeit bei 10 cm (10cm / 1,75cm/µs =5,7µs~) zur messung ausreichend..
    glaub kaum dasses ne soundkarte gibts mit 1MHz abtastrate :(
    da ist selberbasteln angesagt.. :lol:

    [SemteX]

  • airmann, das Bild ist aus Cool Edit Pro 2.0. Das mit der Lichtschranke ist wohl eine gute Idee, mir aber irgendwie zu kompliziert. Müßte noch mal genau überlegen, wie ich mit der Software diese beiden Signale kombinieren sollte, hab da einen Mikro- und einen Audio-in-Eingang, das würde ja gehen. Ich experimentiere wohl noch ein wenig mit meinem Aufbau rum. Werd das auch noch mal mit einem anderen Mikro, meinen PC-Mikro versuchen.

    Einmal editiert, zuletzt von Kid Silencer (24. November 2003 um 11:15)

  • Zitat

    Original von [SemteX]
    175m/s = 17500000mm/s = 17,5mm/µs = 0,0175mm/ns
    bei einer abtastrate von 1MHz (1/1000000 = 0,000001 = 1µs)
    waer dann die genauigkeit bei 10 cm (10cm / 1,75cm/µs =5,7µs~) zur messung ausreichend..
    glaub kaum dasses ne soundkarte gibts mit 1MHz abtastrate :(
    da ist selberbasteln angesagt.. :lol:

    Leider ein kleiner Fehler: 175m/s = 175.000mm/s und nicht 17.500.000
    und dementsprechend 0,175mm/µs.
    Aber standard Suondkarten tasten den Ton mit 48.000 Hz ab.
    Ein Sample hat demnach 0,0000208 s = 0,0208 ms.
    In dieser Zeit fliegt ein Diabolo (175m/s) circa 3,6 mm.
    Bei einer besseren Soundkarte mit 96 kHz Sampling beträgt der Weg des Diabolos während eines Samples nur 1,8 mm.
    MfG,

    hexer

  • Hallo nochmal,

    @ Gerrit:
    Ja, eine 2. Lichtschranke würde das alles sehr viel kompakter machen. Aber mit den kurzen Laufzeiten ist eine Soundkarte sicher überfordert. Besonders, wenn wir auch noch höhere Geschwindigkeiten messen wollen. Dies (halb-) akkustische Meßverfahren hätte den großen Vorteil, daß wir damit sogar die Flugzeit auf 50m messen und so bspw. BC's ermitteln können. Das Mikro am Ziel will ich ja direkt auf die Blechplatte kleben(?) und hätte da dann auch keine Laufzeit des Schalls mehr in der Luft, müßte also nichts rausrechnen.

    @ SemteX:
    Die Abtastrate von 48000 ermöglich gerade so, den Durchflug des Diabolos zu erkennen. Der Puls ist seltsamerweise aber 60...80 Microsekunden lang (3...4 Samples). Liegt vielleicht daran, daß ich ein sehr langes Kabel genommen habe. Ganz Deiner Meinung: Für eine lange Meßstrecke ist das allemal genau genug, aber für nur 10cm reicht's nicht. Da muß aufwendig selbst gebastelt werden.

    @ Kid:
    Wieso sind die Signale schwierig zu kombinieren? Der Eingang der Soundkarte ist doch Stereo, oder nicht? Ich habe zwar nicht den kompletten Aufbau getestet (nur Lichtschranke oder Mikrofon) und so auch nur in Mono aufgezeichnet, aber Stereo müßte doch gehen?

    Grüße vom airman

  • Hallo,

    das mit den Stereo-Eingängen der Soundkarte hat mir nun ja keine Ruhe gelassen. Tatsächlich ist der Micro-Eingang Mono, zumindest bei meiner. :(

    Der Line-Eingang aber ist Stereo, dafür bietet er aber leider keine Speisung für Elektret-Mikrofone. Mit dynamischen Mikrofonen geht das aber. Walkman-Kapseln gehen da auch (die Geräusche sind ja laut genug). Bei der Lichtschranke könnte man die Speisung für den Fototransistor dann von der 9-V-Batterie abnehmen, über einen Vorwiderstand so 3...10 KOhm und das Signal über einen Kondensator (z. B. 1nF) auf die Leitung geben. Ich werde weiter tüfteln.

    Grüße vom airman

  • werd mal, wenn zeit ist untiges basteln.
    das prinzip duerfte ja klar sein :nuts:
    das soll kein schaltplan sein sondern nur eine schematische skizze.

    takt mit 1MHz liegt an bcd-counter stufe an. von maxim gibts glaub ich sogar nen ic der bis 8-stellig zaehlt, mit start/stop-trigger funktion.
    eine laserdiode ist die lichtquelle und wird ueber 2 spiegel um jeweils 45° abgelenkt, faellt dann auf einen fototransitor mit entprellschaltung welcher eine pos/neg flanke zum triggern des zaehlers erzeugt.
    beim ersten unterbrechen der lichtschranke wird die zaehlung gestartet, beim zweiten wieder gestoppt.
    der binaere stand des zaehler wird in ein schieberegister geladen und von dort in eine dividierstufe. um auf die m/s zu kommen.
    von da gehts dann einfach ueber n bcd-7-segment dec auf ein lcd oder 7 segment display - ganz einfach...

    die schaltzeiten der bauteile, bei (HS-cmos ca. 5-10ns, bei fototransistor ca. 10ns) muessen natuerlich beruecksichtigt werden, was sich aber mit ner eichung mitm oszi leicht machen laesst.

    schaltplaene sind in arbeit..wenns jemand moecht..noch n bissle geduld..
    kleine laserdioden gibts uebrigens bei joniskeit fuer 25*...