작은 움직이는 금속 물체의 위치를 ​​감지하는 옵션은 무엇입니까?

이것은 에어건 펠릿 함정입니다.

최대 120m / s = 390fps로 작은 금속 펠릿을 발사합니다 (직경 4.5mm = .177 ").

대상에 들어가는 X / Y 위치를 감지하는 옵션은 무엇입니까?

중심으로부터의 거리 만 알면 더 쉬워 집니까? (점수)

현재 내 펠렛은 무연이지만 강자성이 아닙니다 (자석에 달라 붙지 않습니다). 강자성 펠릿을 얻으려면 더 많은 옵션이 있습니까? 귀납적이거나 전자기적인 영향이 있습니까?

지금 나는 생각할 수 있습니다 :

1. 삼각대에 장착 된 카메라로 연속 사진을 비교하고 대상 용지의 차이를 감지합니다. 단점 : 적절한 컴퓨팅 성능 (적어도 Raspberry Pi)이 필요하며 이전 펠릿이 새겨진 구멍을 통과하는 펠릿을 놓칠 것입니다. 블랙 밴드에 대해서도 잘 작동하지 않습니다.

2. 다목적 바코드 스캐너와 같은 두 개의 레이저 또는 CCD 스캐너는 대상 가장자리를 따라 서로 90 °로 장착됩니다. 단점 : CCD의 경우 광학 장치를 조정해야합니다. 그들은 아마도 다른쪽에 흰색 참조 배경이 필요할 것입니다. 펠릿이 매우 빠르게 움직이기 때문에 속도가 매우 빨라야합니다.

다른 아이디어가 있습니까?

가장자리를 따라 장착 된 안테나를 사용하여 전자기 효과를 감지 할 수 있습니까? 전자기장이 발생하면 어떻게됩니까? 금속 펠릿이 눈에 띄는 방식으로 상호 작용합니까? 강자성 펠릿이 그렇게합니까?

서로 90 °에 장착 된 2 개의 초음속 거리 감지기를 사용할 수 있습니까? 그들은 작은 물체를 감지하여 빠르게 여행 할 수 있습니까?

대상의 바깥 둘레에 원형 코일이 자속을 생성합니다.

자속 밀도는 중심에서 최소값 (0은 아님)이며 코일 주변에 접근하면 자속 밀도가 증가합니다.

$\sqrt2$

명백히, 더 큰 펠릿은 또한 더 큰 주파수 편차를 생성 할 것이므로 .177 0r .22 펠렛에 대해 다르게 교정 될 필요가있다.

어떤 형태의 주파수 검출기를 사용하여 DC 블립 (복조 된)을 생성하고 블립의 크기는 코일 가장자리에서 얼마나 멀리 또는 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 비례합니다. 한 가지 단점은 코일 외부에 흩어진 펠렛이 루프 내에서 등록되는 것을 막기 위해 무언가가 필요하다는 것입니다. 발사체가 통과함에 따라 변화하는 수십주기를 검출기가 등록 할 수 있도록 아마도 몇 MHz 정도의 높은 주파수를 원합니다.

초당 120 미터에서 장감은 코일이 코일에서 50mm 떨어져있을 때 무언가를 등록하기 시작할 것이므로 주파수가 가장 많이 변하는 약 10mm의 스위트 스팟 거리가있을 수 있습니다. 120m / s에서 1m는 8.333ms로 이동하므로 10mm는 83.33의 시간이므로 1MHz의 83 사이클이 허용 가능하게 감지 될 수 있지만 10MHz에서는 더 좋습니다.

이것은 수백 pF의 튜닝으로 1 턴 루프 만 필요합니다.

할 수 있습니다.

필 (pill) 생산에서 금속 오염 물질을 찾는 제약 금속 검출기를 설계하는 데 사용했습니다. 1MHz를 사용했으며 0.25mm 직경의 작은 입자 (철 및 비철이지만 스테인레스 스틸은 아님)를 감지 할 수있었습니다. 그것은 약 100mm x 35mm의 정사각형 코일을 가졌기 때문에 대상에 비해 작은 것보다 작았지만 "검출 수준"이 질량에 비례하고 질량이 입방체 거리에 비례한다고 생각하면 괜찮습니다.

.177 펠릿은 4.5mm 직경의 구로 가정 할 수 있습니다. 이것은 0.25mm보다 18 배 더 크므로 질량은 5,832 배 더 크고 신호는 대략 5,832 배 더 커집니다.

발사체 경로 주위에 배열 된 마이크 세트를 사용해 볼 수 있습니다.

한 번은 일련의 마이크를 사용하여 목표 라운드를 뚫고 지나가는 라운드의 미스 거리를 감지했습니다. 이 경우 라운드는 초음속이므로 사운드가 사용자보다 약간 크고 날카 로워졌지만 원리는 여전히 작동 할 수 있습니다.

이 아이디어를 탐색하기 위해 두 개의 작은 일렉 트릿 마이크를 구하여 올바르게 바이어스 한 다음 디지털 스토리지 오실로스코프로 테스트 할 수 있습니다. 없는 경우 컴퓨터 사운드 카드에 연결할 수도 있습니다 (라인 입력으로 스테레오를 얻을 수 있음). 30cm 간격으로 스틱에 장착하고 가장 높은 샘플 속도로 오디오를 녹음 한 다음 다양한 위치에서 약간의 펠릿을 발사하십시오. Audacity를 사용하여 WAV 파일을 살펴보고 1) 유용한 충동이 있는지, 2) 도착 시간 차이가 샷의 다른 경로와 일치하는지 확인하십시오.

330m / s를 44kHz로 나눈 값은 7.5mm이므로 마이크에 충분한 대역폭이 있으면 사운드 카드로 위치를 감지 할 가능성이 있다고 생각합니다.

사운드 카드로 좋은 결과를 얻는다면, 다음 단계는 사운드 임펄스를 합리적으로 정확하게 감지하여 출력에서 ​​간단한 낮은-> 높은 전환을 생성하는 검출기 회로를 설계하는 것입니다. 고역 통과 필터, 증폭기 및 비교기만큼 간단 할 수 있습니다. 그런 다음, 이들 중 적어도 3 개 이상 4 개 또는 5 개를 만들어 대상 주위에 마이크를 배열 한 다음 Arduino에 연결하여 타이밍을 수행하십시오. 당신은 상대 시간과 아마도 10 우리의 해상도 만 필요하므로 Arduino는 완벽합니다.

그런 다음 마이크 배열에서 펠렛의 위치를 ​​알아내는 것은 아마도 Arduino가 아닌 PC에서 수행 할 수있는 수학입니다.

몇 가지 작은 생각 : 소총 자체가 탐지기를 트리거하는 소리를 조심하십시오-아마도 두 번째 펄스 세트 만 기록하는 소프트웨어 게이트입니까? 검출기 회로는 신속하게 재설정되어야하며 오래 유지되지 않아야합니다. 또한 탐지기 회로가 더 부드러운 소리 보다 먼저 큰 소리를 읽지 않는지 확인하십시오. 이렇게하면 범위 계산의 정확도가 떨어집니다. 탐지기가 피크를 더 잘 포착 할 수있게하는 것 외에도 대상의 모서리뿐만 아니라 마이크를 더 멀리 떨어 뜨릴 수 있습니다. 골판지에서 소리가 반사되지 않도록 마이크를 대상의 앞쪽으로 유지하십시오.

밀착 된 접점 (키보드와 유사)의 "고무 처리 된"멤브레인 매트릭스를 사용할 수 있습니다. 필요한 해상도 정확도에 따라 10 x 10 또는 100 x 100 와이어 매트릭스를 사용할 수 있습니다. 접점을 전자식으로 스캔하면 펠릿이 치는 위치를 결정할 수 있습니다.

가장 실용적이고 간단한 해결책 인 카메라를 이미 언급했지만 숲이없고 나무가 보이지 않는 것 같습니다. 요점은 모든 종류의 카메라가 있으며 필요한 종류를 포함하지 않는 경험을 보여줍니다 : 고속 카메라. 버튼을 한 번 누르면 일반적인 카메라가 한 장의 사진을 찍습니다. 더 비싼 카메라에는 자동 와인 더가 장착 될 수 있으며 (구식 FILM 기반 카메라의 경우 거의 사용되지 않음) 와인 더는 필름이 다음 프레임으로 진행되는 즉시 셔터를 열고 다시 노출됩니다. 그러나 필름 기반이 아닌 고속 카메라는 초당 거의 믿기 어려울 정도로 많은 수의 사진을 촬영할 수 있으며 초당 20,000 회의 노출 범위 이상으로 제거 할 수 있습니다. 당신이 그것을 감당할 수 있다면, 이것이 당신의 해결책입니다. 그것은 물론 펠릿 건의 TRIGGER와 전자적으로 동기화되어야하며, 이는 펠릿 건과 카메라가 자동으로 시작되도록 지시합니다. 카메라는 발사되기 전에 약간의 사진을 찍기 시작하며,주의 깊게 조준하면 자동 초점 (또는 매우 넓은 필드)과 함께 조심스럽게 조준 할 때 배럴에서 출발하는 시점부터 적중 한 시점까지 발사체를 추적합니다. 목표. 당신이해야 할 일은 그것을 재생하고 기록을 보는 것입니다. 현재 펠릿이 대상의 OLD 구멍을 통과하더라도 문제가되지 않습니다. 어떤 일이 있어도 IT를 볼 수 있습니다. 나쁜 소식은 : 이것이 가장 간단하고 효과적인 문제 해결 방법이지만, 그것은 오지 않습니다. 궤적에 대해 절대적인 확신을 갖는 것이 귀하에게 얼마나 가치가 있는지 결정할 수 있습니다. 나는 당신이 필요로하는 고속 카메라 (a-la-Mythbusters)가 당신을 위해 누군가를 찾을 수 있다면, 짧은 시간 동안 임대하는데 수천 달러, 그리고 수백 달러가들 것이라고 예상합니다 (FLUKE는 카메라는 전자 장비를 빌리거나 적어도 예전에는 사용했던 것); 그러나 당신이 그것을 감당할 수 있다면 그것은 당신의 문제에 대한 해결책의 멋지다!