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Re: DIY Chonograph

Verfasst: 24.04.2013, 16:42
von biker99
Hallo Archerbald,

jetzt bei dem Wetter kann ich auch wieder in die Werkstatt. Ich habe jetzt mal angefangen mit meiner Spule.
So sieht der Spulenkörper aus:
bild2_1.jpg
So sieht es aus beim Wickeln:
bild3_1.jpg
Spulendaten:
Mechanisch Spulendaten:
Durchmessen: 16 cm
Breite
der Spule: 5 mm
Breite des
Spulenkörpers: 4cm

elektrische Spulendaten:
(eine Spule a 420 Windungen)

Windungsanzahl n: 2 x ca. 420 Windungen
Drahtstärke: 0,15 mm
Induktivität
nach Weehler: 57,66 mH
Wirkwiderstand R: 31,33 Ohm
Blindwiderstand
bei 1 kHz: 314 Ohm

Für die Elektronik fehlen mir noch die Bauteile. Gemessen habe ich auch noch nichts.
Wenn ich neue Erkenntnisse habe melde ich mich wieder.

Gruss Biker99 (der noch nicht angefangen hat Bögen zu bauen...)

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 24.04.2013, 18:37
von walta
Bleibt aber immer noch die Möglichkeit früh einen kleinen Molybdän Magneten in die Spitze rein. Bei einem Gewicht von 2 Grain macht sich der im Gewicht eigentlich nicht bemerkbar.

Walta

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 24.04.2013, 18:52
von Galighenna
Ja müsste man nen Satz Messpfeile haben mit verschiedenem Gewicht für verschieden starke Bögen...

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 28.04.2013, 23:40
von biker99
Hallo zusammen

für die ganz ungedultigen – also die Magnetfraktion – hier mal ein Zwischenergeniss. Doch zuerst noch ein paar Worte zu den Spulen.
bild13_a.jpg
Auf jeder der beiden Spulenkörber befinden sich jeweil 2 gewickelte Spulen mit je 420 Windungen.
Die Spulen auf einem Spulenkörper sind in Rheie geschaltet. Das heißt, das Ende der ersten Spule führt auf den Anfang der zweiten Spule. Die Spulen der beiden Spulenkörper sind auch in Rheie geschaltet, jedoch gegensinnig um die Störungen zu minimieren.

Ohne Magnete geht so nichts. Aber das hat maruk ja schon geschreiben. Bei den ersten Versuchen mit einem Rührermagnet fiel mir auf, dass der Magnet nicht rechwinklig durch die Spulen fällt. Das Signal ist nicht symetrisch. Also eine 2m Dachlatte,einen Faden und einen Schlitten für den Magnet bauen, und schon fällt er rechwinklig durch die Spulen.
bild11_a.jpg
An dem Schlitten habe ich folgende NeoDym - Magnete befestigt:
bild12_a.jpg

Magnete:
10 x D 1 mm x 1 mm
10 x D 2 mm x 1 mm
10 x D 3 mm x 1 mm

Als besste Lösung hat sich ein Magnet mit D 2 mm x 5 mm herausgestellt.
Alle weiteren Messungen wurden damit duchgeführt.
Und so sieht das Signal mit der Soudkarte gemessen aus:
bild15.jpg
Das Signal/Raucherhältnis (SNR) mit 8 dB ist nicht gerade Gut aber es geht.

Signal = 70
Rauchen = 11

SNR = 70/11 = 6,3 = 8 dB
Der Zeitraum zwischen den beiden Maxima ist unser Geschwindigkeit:
Bild14.jpg
Um die Genauigkeit festzustellen habe 10 Messungen aus einer Höhe von 1m und 10 Messungen aus einer Höhe von 1,55 m durchgeführt und die Mittelwerte gebildet. Höher ging leider nicht.
bild16.jpg
Die Genauigkeit bei einem Spulenabstand von nur 20 cm ersteunt mich.

Für mich sieht das alles gut aus. Wenn ich meine bestellten Bauteile bekomme baue ich mal etwas auf um doch noch nur Spitzen dedektieren zu können. Wenn ich ein Ergebnis habe melde ich mich wieder.

Gruss Biker99

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 29.04.2013, 06:33
von walta
Ich hätte mir nicht gedacht das es eine dermaßen Tüftelei ist. Respekt für die Geduld, ich hätte das ganze schon längst in die Ecke gedonnert.

Walta

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 29.04.2013, 07:45
von mbf
@biker99
Du schreibst, dass Du die Mittelwerte gebildet hast. Die Standardabweichung ist hier genau so interessant, da man darüber eine Aussage über die Wiederholpräzision ableiten kann. Kannst Du diese oder die Rohdaten (d.h. die einzelnen Meswerte) auch einstellen? Das sieht so aber schon mal richtig gut aus.

Um den Vergleich rechnerische Geschwindigkeit - gemessene Geschwindigkeit richtig zu interpretieren - wo hast Du den Abstand genommen? Erste Spule oder Mitte der Spulen? Zwischen den Spulen findet ja noch eine weitere Beschleunigung der Messobjekte statt, auch, wenn es nur 20 cm sind. Gerade bei kurzen Fallhöhen sollte dieser Effekt stärker wirken. Das könnte dann auch für den einen Meter zu einem noch besseren Ergebnis führen. Wobei, 2% sind schon fein.

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 29.04.2013, 11:13
von biker99
Hallo mbf

natürlich habe ich bis in die Mitte zwischen den beiden Spulen die Höhe gemessen. Alles andere wäre ja falsch.

Ich hab da noch ein Problem. Das Maximum ist ja flach. Ich stelle das Messprogramm nochmal um auf die Flanke. Die ist ortsgenauer. Die Einzelmessunge werde ich mal als jpg einstellen.
Messung 1m
mess1.JPG
Messung 1,55 m
Mess4.JPG
Gruss Biker99

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 29.04.2013, 14:06
von mbf
Danke, das ist ja schon mal vertrauenserweckend und zeigt, dass das System reproduzierbare Ergebnisse liefert.
Das macht Lust auf mehr. Viel Erfolg beim Weiterentwickeln!

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 29.04.2013, 14:15
von Galighenna
Ja die Messwerte sehen super aus. Die Varianz ist ziemlich klein so das die Ergebnisse sehr zuverlässig erscheinen. Jetzt müsste man mal sehen wie das mit schnellen Pfeilen ist. Ich würde son Magneten mal aus 5m Höhe fallen lassen. Vll im Treppenhaus oder so? Dann könnte man vll sehen ob sich die Varianz mit steigender Geschwindigkeit vergrößert, gleich bleibt oder verkleinert.

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 29.04.2013, 15:01
von biker99
Hallo Gali,

schau dir nochmal das Bild des Signals an:
Bild14.jpg
Ich suche momentan die beiden Maxima der Kurve.
Wenn die Geschwindigkeit zu nimmt, werden die Signale schmaler und großer, damit steiler. Das Maximun wird dadurch schmäler und die Detektion genauer. Ich hab da noch ein paar Ideen. Gelb ist der zweite Kanal. Man könnte auch an jeden Kanal eine Spule anschließen. Oder differenzieren und dann einen Triggerpegel setzen. Da kommt schon noch was. Auserdem hat man nur eine Abtastrate von 44 kHz. Da macht der +-1 Fehler am Anfang und Ende bei einem Spulenabstand von nur 20 cm auch schon gewaltig was aus. Deshalb hat mich doch die Geneuigkeit schon bei 20 cm so uberrascht. Rechne dir mal für die Geschwindigkeiten 50,100,150,200 fps die Zeit zischen den beiden Impulen bei verschieden Abstände aus und betrachte das im Verhältnis zu 4 * die Abtastrate. Also +-1 am Anfang und +-1 am Ende. Bei längerer Messstrecke wird der Fehler kleiner.

Ich mach jetzt erste mal was in Elektronik. Wir wollen doch Metallspitzen messen.

Gruss Biker99

Gruss Biker99

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 30.04.2013, 21:08
von Archerbald
Wow, das sind andere Spulen als meine bisher max. 50 Windungen. Ich kann leider gerade nicht viel machen, was ich noch sagen wollte: den Schwingkreis hab ich bei mir auf eine Komperatorschaltung mit LC Parallelschwingkreis umgebaut (wie hier http://www.mikrocontroller.net/topic/59681 beschrieben). Damit hab ich ein Rechtecksignal mit max. Pegel und die Frequenz folgt der Schwingkreisformel f=1/(2*PI*Wurzel(L*C)).
Gruß Archerbald

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 02.05.2013, 10:37
von biker99
Hallo Archerbald,

kann es sein, dass wir gerade am selben Problem sind. Bei mir will der Schwingkreis des Metallsucher auch nicht schwingen. Hast du die untere Schaltung aus deinem Link probiert oder die obere?

Gruss Biker99

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 02.05.2013, 10:46
von Galighenna
Wie war das noch? Schwingkreise wollen nie schwingen und Verstärker wollen nicht verstärken, schwingen aber dauernd... :D
Baut doch einfach einen Verstärker :D

Ich hab zwar jetzt mein Oszi, aber ich kann zur Zeit nicht weiter machen. Mir fehlen gerade einfach die Mittel und auch die Zeit.

@biker
Da haste wohl recht, die Detektion der Signale wird mit steigender Geschwindigkeit genauer. Den SPulenabstand würde ich aber nicht weiter erhöhen.
1.) Das Durchschießen wird schwieriger
2.) Wir wollen möglichst eine Momentangeschwindigkeit. Die Messtrecke sollte deshalb so kurz wie möglich sein. 20cm sind denke ich ein guter Abstand. Kürzer könnte ja auch zu Magnetischen Wechselwirkungen der Spulen führen und auch das Timing der Schaltung wird evtl schwierig, weil das System noch nicht wieder ruhig ist, bis der Pfeil die zweite Spule durchfliegt. Größerer Abstand führt dazu das wir immer mehr eine Durchschnittsgeschwindigkeit der Spulenstrecke messen, in der der Geschwindigkeitsverlust über die Strecke x enthalten ist. Das ist auch uncool.

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 02.05.2013, 18:11
von Archerbald
@biker: geschwungen hat's bei mir immer, sowohl die Metallsucherschaltung als auch die zuletzt verlinkte. Die LM311 Variante ist mir aber sympatischer, nur ein frequensbestimmender C und Rechteckpegel am Ausgang.
Bei http://www.mikrocontroller.net/attachme ... ild3-3.gif kommt dann statt L1, C1, C2 und den Relais nur LC parallelgeschaltet.

Re: DIY Chonograph

Verfasst: 02.05.2013, 19:24
von Galighenna
Meinst du nicht das ein Rechteckpegel vll Probleme verursachen könnte? Ich denke da an die Oberschwingungen etc. Ich hab da allerdings keine praktische Erfahrung. Sind jetzt nur physikalische Vermutungen...