Capteurs pour détecter un avion traversant des objets à grande vitesse

chris

Capteurs pour détecter un avion traversant des objets à grande vitesse


Je cherche à détecter un objet assez petit (5-20 mm) à grande vitesse (600 m / s) traversant un plan stationnaire de 0,5 mx 0,5 m. Lorsque l’objet traverse l’avion, je veux connaître le X, Y.

Je m’excuse pour la nature très large, mais j’essaie juste de comprendre quel type de capteurs pourrait être utilisé pour construire un tel appareil. Je prévois d’utiliser l’arduino pour le traitement, mais je ne possède aucun capteur wrt. (Je suis vraiment un gars du logiciel – ne me tuez pas!)

Merci Chris

AngryEE

L’objet émet-il un rayonnement? Lumière? Du son? Se déplace-t-il dans un espace restreint? Est-ce métallique? Est-ce un canard? J’aime les canards.

chris

@angryEE, il est métallique, mais pas un canard. L’objet est une balle, donc je ne pense pas que de la lumière visible sera émise. J’imagine qu’une balle émet du son lorsqu’elle se déplace, mais je ne sais pas à quel point cela serait facile à détecter. De plus, aucun canard ne sera blessé dans le développement de ce projet.

JonnyBoats

Ces canards pourraient ne pas être blessés, mais voyageant à plus de mach-2, je parie que vous aurez Angry Birds! Mais diable, achetez le temps que vous les entendez se plaindre qu’ils seront passés depuis longtemps.

Réponses


 John R. Strohm

Faire le calcul.

600 mètres par seconde est 1342 miles / heure. Mach 2.0 est de 680 m / sec. Nous parlons ici de « balle ».

En supposant 5 mm pour la longueur du projectile, il traversera le plan en 8,33 microsecondes. Un projectile de 20 mm prendra toutes les 33,3 microsecondes.

La façon traditionnelle de mesurer l’exactitude et la précision d’une trajectoire de balle est de la tirer sur un morceau de papier et de voir où le trou apparaît.

Vous POUVEZ utiliser quelque chose comme du papier de construction noir, éclairé par derrière (lumière éteinte AXE!) Et utiliser une caméra de télévision pour détecter l’apparition soudaine d’un point lumineux là où il n’y en avait pas, où le trou de balle nouvellement perforé laisse maintenant la lumière à travers. Un Arduino va être une sorte de mauviette pour le traitement d’image, cependant.

chris

Oui, nous parlons de balles. Êtes-vous en train de dire qu’il n’y a probablement pas de capteurs capables de détecter l’objet dans un délai de 8 à 30 microsecondes? La caméra hors axe est une bonne idée, mais nécessiterait un peu plus de configuration que je ne l’espérais.


 Steven T. Snyder

Le fonctionnement d’un chronographe à puce consiste à mesurer le changement momentané d’intensité lumineuse à travers une ouverture avec un fond clair diffus (soit le ciel, soit un diffuseur en plastique blanc), au moyen d’un photodétecteur infrarouge ou à lumière visible tel qu’un phototransistor ou photodiode.

Si vous n’avez pas besoin d’une coordonnée XY super précise sur le plan, vous pouvez potentiellement utiliser la même méthode avec un réseau de photodétecteurs le long de chaque axe et certaines optiques ou écrans pour restreindre les parties du plan que chaque photodétecteur peut « voir ». Vous devez ensuite calculer la position du projectile lors de son passage dans l’avion en regardant les photodétecteurs déclenchés (intensité modifiée) en même temps.

Alternativement, un CCD à très grande vitesse (ou deux) pourrait fonctionner. Vous pouvez calibrer le système à l’aide d’un plan de référence imprimé sur un panneau, pour savoir quel pixel correspond à quelle coordonnée sur le plan. Je doute que l’Arduino ait suffisamment de puissance de traitement pour exécuter des algorithmes de vision par ordinateur, donc cela peut ne pas être plausible dans votre application.

stevenvh

« Photocell » est un mot souvent utilisé pour une photorésistance, alias LDR. J’espère que vous ne le pensez pas, car ce sont les appareils les plus lents qui existent.

Steven T. Snyder

@stevenvh J’ai pensé que « photocellule » n’était qu’un terme général pour désigner les composants photoélectriques. J’ai changé le libellé de ma réponse. Merci!


 Neil_UK

Quel développement souhaitez-vous faire?

Il peut y avoir plusieurs façons de faire la tomographie dans une fenêtre de 500 mm2.

À 600 m / s, le projectile se déplacera de 15 mm en un cycle d’un signal acoustique ultrasonique à 40 kHz. Si vous aviez plusieurs émetteurs et récepteurs autour du bord de la fenêtre de détection, vous pourriez obtenir suffisamment de signal au niveau des récepteurs pour reconstruire d’où provenait l’écho supplémentaire.

Par rapport à la lumière, elle est bien entendu à toutes fins utiles, fixe. Étant petit, il ne sera pas un bon réflecteur de signaux radio jusqu’à ce que sa taille approche une longueur d’onde. Peut-être pourriez-vous installer des ouvre-portes doppler 6 GHz (disponibles à bas prix) autour de la périphérie et faire la même reconstruction sur l’astuce des échos.


 Bill Wood

Vous pouvez utiliser le timing de la perturbation sonore à partir de plusieurs microphones placés autour de la périphérie de la cible. 3 serait le minimum absolu requis, mais je recommanderais 5 à 10. Les impulsions devront être horodatées avec une horloge maître suffisamment rapide pour obtenir la résolution souhaitée. Cela devient une analyse statistique relativement simple lorsque l’appareil fonctionne correctement. Le projectile devra juste se déplacer> M = 1,0 lorsqu’il franchit le seuil des micros.

 

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