Chrony selber bauen

[Qnkel]

Das Ding mit dem Auf- und Entladen eines Kondensators ist weit verbreitet...Stichwort: Single-/Dual-Slope...viele Messgeräte arbeiten so...

Ja genau. Das war aus Meßtechnik noch hängen geblieben.

[blei]

Ich brauche auch keine einfache Lichtschranke, denn das Geschoss wird nie das Licht zum Sensor komplett unterbrechen, es wird nur etwas dunkler, also muss ich die Helligkeit erfassen.

Gut erkannt, genau aus diesem Grund werden in den meisten Chronis auch keine Photodioden oder Transistoren verwendet sondern sog. PIR Sensoren. Diese Sensoren findet man z.B. auch in Bewegungsmeldern.

Im Übrigen spielt die Reaktionszeit der Sensoren nur eine untergeordnete Rolle solange sie bei beiden Sensoren auf der Messstrecke gleich lang ist!

Gemessen wird ja nur die Zeitdifferenz zwischen dem Auslösen der Sensoren.

[Qnkel]

@blei Und auch für dich nochmal: es geht nicht um _die_ Reaktionszeit sondern um die Stetigkeit und Toleranz des Reaktionszeitbereichs!

[Commerzgandalf]

Mit meinem Microcontroller gehts definitiv nicht. Hab gerade mal ne Schleife durchlaufen lassen.

3 Sekunden warten und dann die Zeit ausgeben seit dem der Controller an ist. (in µs)

Das hier ist die Ausgabe

Beginne Schleife mit 3 Sekunden Durchlaufzeit
3300848
6301240
9301636
12302036
15302484
18302932
21303380
24303820
27304264
30304704
33305148
36305588
39306036
42306484

[DatHeinz]

Gut erkannt, genau aus diesem Grund werden in den meisten Chronis auch keine Photodioden oder Transistoren verwendet sondern sog. PIR Sensoren. Diese Sensoren findet man z.B. auch in Bewegungsmeldern.

Ich habe keinerlei Ahnung davon welche Sensoren in den gängigen Chronometern zum Einsatz kommen.

Ich bezweifle aber sehr stark, dass es sich dabei um PIR handelt.

Ein PIR ist ein Passiv-Infrarot-Sensor, der zur Gruppe der Pyroelektrischen Sensoren gehört.

Vereinfacht ausgedrückt reagiert er, wenn sich in seinem optischen Sichtfeld, in einer bestimmten Zeit, eine Wärmeänderung abspielt.

Z.B. wenn sich eine Person durch den überwachten Bereich bewegt, deren Infrarotwärmestrahlung sich vom thermischen Hintergrund abhebt.

Sollten meine Zweifel an deiner Aussage falsch sein, würde ich mich freuen neue Erkenntnisse von dir zu erhalten.

[HP-38]

Die Lösung für die digitale Technik ist recht einfach und sehr genau, wenn man einen Controler mit zwei Input-Capture Eingängen hat.

Unabhängig von Interrupt- Aufruf- und Reaktionszeiten werden in deren Registern die Werte eines frei laufenden Counters gespeichert. Durch Subtraktion der Werte erhält man die Durchlaufzeit in Quarz- Zyklen / Takten.

Sogar mit einer Genauigkeit von +/- einem Takt. Bei 16MHz sind das gerade mal 1 Sek/16.000000.

Schwierig ist die Lösung der Analog-Technik / Lichtschranke, deshalb hatte ich das Projekt bereits einmal aufgegeben.

[Qnkel]

Man könnte auch ein gerichtetes Radar nehmen oder Mikrowellen oder oder oder...

Immer die Frage ob es das Geschoss überhaupt erfasst und wenn ja, wie zeitlich genau.

Man könnte auch auf eine induktive Messung setzen...

[Qnkel]

http://www.steinertsensingsystems.com/deutsch/die-richtige-verwendung-des-superchrono/

Die benutzen den Schall!

[Hephaistos]

Man könnte auch ein gerichtetes Radar nehmen oder Mikrowellen oder oder oder...

Immer die Frage ob es das Geschoss überhaupt erfasst und wenn ja, wie zeitlich genau.

Man könnte auch auf eine induktive Messung setzen...

Beides wird gemacht.

Im ersten Fall wird der Dopplereffekt ausgenutzt und für die zweite Messart gibt es das Magnetospeed.

Eine Doppler-Anlage anzuschaffen übersteigt aber das Budget eines Amateurs.

[Xandl]

Ich schicke voraus, dass ich kein Physiker und kein Computerfreak bin. Aber....

Das Mehl BMC-18 hat eine Messfrequenz von 16MHz. Das heißt doch, dass es die Zeit in 62,5 Nanosekunden-Teilen messen kann. Ein bisserl googeln bringt mich zur Photodiode BPW34, die eine Schaltzeit von 20 Nanosekunden hat. Diese BPW34 müsste also der Elektronik während eines Messtaktes ganz locker die Abschattung durch ein Geschoß mitteilen können.

http://www.digikey.com/catalog/en/partgroup/bpw34/12351

Alex

[Andi08/15]

Klärt bitte mal einen Unwissenden auf.

Was bitte ist ein Chrony?

Gruß Andi!

[Christian0923]

http://www.johannsen-jagd.de/data_de/katalog/sammelseiten/Flugzeitmesser.pdf

[SCR]

Gibt mehrere Möglichkeiten für hochauflösende Zeitmessung, abhängig davon wie genau die Auflösung sein soll.

Weitere, oben schon genannte Methode ist das Aufladen eines Kondensators mit einer Konstantstromquelle und auslesen über einen 16-24 bit ADC, den man z.b. über SPI an den Mikrocontroller hängt. Dieses Verfahren nennt sich TAC (Time to Amplitude Converter), Auflösung liegt im Picosekundenbereich. Hab sowas noch nicht aufgebaut und weiss leider nicht wie hoch der Selektions und Kalibrierungsaufwand ist. Beispiel: http://www.ko4bb.com/~bruce/TAC.html

Dann gibt es noch fertige Bausteine die das integriert machen, nennen sich TDC (Time to Digital Converter). Die kannst Du direkt über SPI an den Mikrocontroller hängen und auslesen. Hier ein Anbieterbeispiel, schau Dir mal das TDC-GP2 Datenblatt an.

http://www.is-line.de/sensor/produkte/messwandler-ics-module/tdc-time-to-digital-converter/

Frage ist ob man wirklich so eine hohe Auflösung braucht. Ich würde an Deiner Stelle erstmal mit den IR Lichtschranken und einem MCU mit 20 MHz anfangen, wenn das nicht reicht, kann man eine TAC oder TDC Schaltung da jederzeit nachrüsten.

[schoenauer]

...

Im ersten Fall wird der Dopplereffekt ausgenutzt ...

Eine Doppler-Anlage anzuschaffen übersteigt aber das Budget eines Amateurs.

Hi,

wie funktioniert die Messung mit dem Dopplereffekt?

Viele Grüße

Schönauer

[dg2sac]

Hi !

> wie funktioniert die Messung mit dem Dopplereffekt?

Ganz einfach: Ein in Schussrichtung blickendes Dopplerradar misst die Geschwindigkeit (und typischerweise die Entfernung) des sich entfernenden Geschosses über den Doppler - Effekt.

Das Schicke dabei ist, daß man die Geschwindigkeit dabei über die gesamte Flugbahn messen kann.

Zum Doppler - Effekt:

http://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt

Zu Dopplerradaren (Sehr interessante Seite, übrigens...):

http://www.radartutorial.eu/11.coherent/co06.de.html

Hier ein Chronograph, der diese Technik verwendet. Bin gespannt, was der kostet...

http://mylabradar.com/

73 es 55 de

Robert.

[schoenauer]

...

Ganz einfach: Ein in Schussrichtung blickendes Dopplerradar .

...

Vielen Dank, dg2sac!

Das für mich wesentliche Stichwort habe ich oben rot markiert. Dopplereffekt und alles andere ist mir bestens bekannt.

Ich wusste nur noch nicht, dass es entsprechende Radartechnik auch für den hier diskutierten Zweck käuflich zu erwerben gibt (für welchen Preis auch immer).

Viele Grüße

Schönauer

[Fyodor]

Der Preis ist noch nicht bekannt: Markteinführung Herbst 2014 geplant, also erfahrungsgemäß irgendwann 2019...

[dg2sac]

Hi !

> Ich wusste nur noch nicht, dass es entsprechende Radartechnik auch für den hier diskutierten Zweck käuflich zu erwerben gibt (für welchen Preis auch immer).

Naja, ich denke, die werden einen ACC - Sensor aus der Automobiltechnik verwenden. Die dürfte es zu erschwinglichen Preisen geben...

Mal schauen, ob ich da was organisieren kann, wäre ne' lustige Bastelei...

73 es 55 de

Robert.

[Hephaistos]

Mal schauen, ob ich da was organisieren kann, wäre ne' lustige Bastelei...

Dann also in der Tat 2019? :-)

[dg2sac]

Hi !

> Dann also in der Tat 2019? :-)

Naja, als Funkamateur habe ich da nicht wirklich Druck (Zumal mein CED Chrono ganz gut funktioniert...). Es gibt da halt die "Sachendieichschonlangemalausprobierenwollte" - Liste, und da kommt das nun drauf.

73 es 55 de

Robert.

[Hephaistos]

Kenne ich. Ich hab das in Outlook in der To Do-Liste und manches schimmelt da schon ziemlich lange...

Aber einen Chrony, besser gesagt Kurzzeitmesser habe ich fertig. Gebe aber zu, dass ich wegen der Bequemlichkeit einen Beta angeschafft habe.

Wenigstens mit einer separaten Beleuchtung per LED-Leiste habe ich ihn gepimpt.

73,55 de DG1FAQ.

[Winfired]

Mich würde interessieren, ob es zu diesem Thema Fortschritte gibt?

Als Wiederlader wollte ich mir schon vor längerer Zeit einen Chrony selbst bauen, habe das aus Zeitgründen aber immer wieder verschoben.

Meine Überlegungen sahen damals in etwa so aus:

2 IR-Lichtschranken im Abstand von z.B. 30 cm, eine Geschoßgeschwindigkeit von 1000m/s und eine Auflösung von 1 m/s erfordern eine Zeitauflösung von 300 ns. Das ist meßtechnisch harmlos, deshalb würde ich auf 50 ns, entsprechend 20 MHz, gehen.

Die IR-Lichschranke sollte eine Anstiegsgeschwindigkeit von ca. 25 ns haben, was z.B. mit einer Fotodiode wie der BPX65 mit einer Kapazität von 4 pF bei 2,5V realisierbar wäre.

Als TIA würde ich z.B. den LTC6268 oder THS4631 nehmen. Insbesondere der LTC6268 mit 500 MHz Bandbreite und seinem winzigen Eingangsruhestrom von unter 1 pA paßt ist prädestiniert.

50 ns sind für einem Mikrokontroller nicht direkt meßbar, deshalb muß ein 10 Bit Binärzähler vorgeschaltet werden, der mit einem 20 MHz Takt versorgt wird (das geht mit CMOS Bausteinen für 20 Cents).

Wenn die erste Lichtschranke vom Geschoß durchflogen wird, startet der Zähler. Jeder Überlauf, der ca. alle 50 Mikrosekunden (t = 1024 / 20 MHz) erfolgt, löst im Mikrokontroller einen INT aus. Diese Interupts werden gezählt. Wenn das Geschoß die zweite Lichtschranke passiert, stoppt der Zähler. Der letzte Zählerstand wird ausgelesen und zur Anzahl Interupts x Überlaufzeit addiert.

Der Kontroller berechnet daraus dann die Geschwindigkeit mit einer Auflösung von rund 0,2 m/s.

Das Ergebnis kann per Leitung oder Telemetrie (evtl. bluetooth oder XBeePro) an einen PC, Smartphone oder auch ein Handgerät mit einem Display übertragen werden.

Die elektronischen Komponenten ohne Telemetrie und inklusive der Leiterplatte kosten sicher keine 50 EUR, aber die Mechanik ist nicht zu unterschätzen (2 quadratische Rahmen aus Kunststoff oder Alu gefräst als Träger für die IR-LEDs und Photodioden), Gehäuse für die Elektronik, Leitungen oder Telemetrie. Eventuell werden auch noch Linsen für die Fotodioden benötigt.

Die größte Unbekannte ist die Amplitudenänderung, die ein Geschoßdurchgang an der Fotodiode bewirkt. Das müßte man sich als erstes mit einem Oszilloskop anschauen.

Grüße

WinFired

P.S.: eins würde mich interessieren. Es hat jemand geschrieben, daß der Mehl keine Fotodioden sondern PIR-Sensoren benutzt. War das ein Scherz oder auf welche Information basiert diese Aussage?

[Computerfritze]

Die Herstellerangaben lauten:

Hochpräzise, digital geregelte Infrarotlichtschranke.
Messfrequenz: 16.0 MHz.

[Computerfritze]

Beim neuen Modell BMC 19 beträgt die Messfrequenz sogar 64.0 MHz.

[Winfired]

Unabhängig davon, ob man bei 1000m/s eine Auflösung von < 0,1 m/s benötigt, wäre es kein Problem den ext. Synchronzähler mit 64 MHz zu takten (der 74F193 geht bis 125MHz).

Vorgeteilt mit dem externen 8-Bit-Synchronzähler würden dann am 16-Bit Counter des Prozessors 1 MHz anliegen. Das ist eine runde Zahl. Die Minimalgeschwindigkeit würde sich dann zu 4,8 m/s ergeben, wenn ich mich nicht verrechnet habe.

Digital geregelte IR-Lichtschranke heißt ja dann wohl getaktete Lichtschranke (z.B. mit 1 bis 2 MHz). Und der Filter am Empfänger, muß der auch regelbar sein?

Es weiß nicht zufällig jemand, in welchem Frequenzbereich die LEDs beim Mehl getaktet werden?

Nichts als Fragen!

Na dann werde ich mich mal an dem Analogteil versuchen und mit dem LTC6268, dem BPX65 und einer schnellen IR_LED eine Versuchsschaltung aufbauen. Ich weiß, daß die Beschaltung des LTC recht kritisch ist und eigentlich 4-lagige Leiterplatten erforderlich sind, aber ich kann nur 2-lagige fertigen und werde es damit erst mal versuchen. Der Oscar wird ja dann zeigen ob sie funktioniert.