Чем замерить скорость пули
Радар для стрелка. Измеритель скорости пули LabRadar
Радиолокационный прибор LabRadar сделал определение точной скорости пули действительно простым и удобным
Стрелки и охотники, прежде всего среди них те, кто занимается переснаряжением патронов, нуждаются в точном приборе измерения скорости для определения хотя бы дульной скорости пули. Прибор LabRadar, работающий на принципе радиолокации, может больше: он определяет до пяти значений скорости пули при каждом выстреле.
Существуют различные конструкции и ценовые классы измерительных приборов для определения скорости пули, так называемых хронографов. Это может быть, как простой прибор Pro Chrono, так и дорогостоящие хронографы фирмы Mehl, которые вполне могут стоить свыше 1000 евро. Их техническое устройство различно, многие приборы работают с фотоблокировками, использующими или видимый свет у недорогих моделей, или инфракрасное излучение у дорогих приборов.
Чтобы определить скорость, применяется так называемый допплеровский эффект. Для стрелков, интересующихся физикой: если передатчик излучает волны, и они отражаются подвижной преградой, после чего воспринимаются вновь, возникает так называемая допплеровская частота, то есть сдвиг частоты между излучаемой и принимаемой частотами. Время «пробега» волн измеряется от возникновения частотного излучения передатчика до того момента, когда это излучение будет зарегистрировано в виде отражённого сигнала. Отсюда определяется расстояние до отражающего объекта. В итоге определяется допплеровская частота и отсюда рассчитывается скорость.
Прибор LabRadar в состоянии в процессе одного выстрела произвести сразу пять измерений. Пользователь может задать точки измерения, например, 5 м, 15 м, 25 м, 50 м и 60 м. Измеритель отображает значения скорости на этих дистанциях на дисплее и одновременно рассчитывает отсюда величину V0.
Прибор получает энергию от шести батарей типа АА, конечно, аккумуляторы тоже могут функционировать, и они настоятельно рекомендуемы, так как потребление электричества не такое уж низкое. Ещё выгоднее через USB-порт подсоединить внешний мобильный аккумулятор.
Норберт Клупс (Norbert Klups), перевод Николая Ежова
Простой хронограф из смартфона
Задача
И тут нам на помощь снова приходит приложение для смартфона. При этом никакие специальные датчики не используются.
Решение
Принцип его действия основан на измерении времени полёта пули с момента выстрела и до момента попадания в цель при известном расстоянии. Просто, не правда ли?
Исходные данные
Перед началом измерений необходимо ввести данные о расстояниях и пуле. Чем точнее будут указаны все эти данные, тем точнее будет результат.
1. Расстояние (A) от дульного среза до цели. Это путь, который пролетает пуля. Оно не должно быть не меньше 5 м. Рекомендуется 10-20 м.
3. Расстояние (C) от смартфона до линии стрельбы. Естественно, чтобы пуля не попала в наш хронограф, он должен располагаться на некотором расстоянии. Обычно ниже линии стрельбы.
4. Параметры пули. Помимо расстояния надо указать вес и форму пули, для учёта её баллистического коэффициента. Список известных пуль представлен на сайте приложения. Если вашей пули там нет, то можно ввести баллистический коэффициент вручную (BC).
Приложение имеет ещё несколько настроек для более точной работы.
Бесплатная версия ограничена сериями из трёх измерений.
Теперь о мишени.
Мишень должна издавать звонкий звук при попадании пули для чёткого определения момента попадания. Измерения лучше всего производить в тихой обстановке без посторонних шумов. Хотя уровень чувствительности можно настроить в приложении.
Смотрим видео, объясняющее всё наглядно.
О точности
При правильном введении всех начальных параметров ошибка измерений не будет превышать 2-3 м/с.
QR-код для установки:
Видео и картинки взяты с официальной странички приложения в Play Google.
#BigGun. Простейший «рамочный» хронограф на Arduino (измерение скорости пули)
Электрически конструкция датчика состоит из одних проводников. Элементарно.
Никакой обвязки — принципиально — это две «кнопки» с массы на порты 2 и 3, проще детекторного приемника!
На то время уже приобщился к использованию Arduino в мирных целях._
За основу взял конструкцию Михаила Шевченко на двух парах оптических датчиков.
Попытался собрать универсального рамочного монстра со множеством оптических датчиков — FAIL.
Решив упрощать, пришел к описываемой конструкции, дальше уже некуда 😉
Принцип датчиков позаимствовал у создателей программы Airspeed (родом из 90-х).
Просто добавь микроконтроллер (точность — на порядок выше)!
То-есть, оно когда заработало, то так просто выглядит!
В отличие от звуковых карт, пришлось оперировать не аналоговым сигналом, а переходом с логической 1 на 0.
Удаче предшествовало множество экспериментов — 2 варианта рамок, 3 вида электрической «обвязки» и 4 правки скетчей (программы).
Подтяжка напряжения на цифровые пины (PULLUP) оказалось наиболее жизненным и стабильным решением!
В итоге, вероятность допустить ошибку при повторении данной схемы — мизерная!
Все, дальше нет времени обьяснять, датчики можно собрать просто глядя на фотографии.
Итак, начинаем игру в ПЯТНАШКИ — исходные материалы — деревяный брусок 15х10х5см, два куска полиэтиленового листа 15×15см, толшиной 2.5мм.
На большей толщине рамок — датчики могут не срабатывать, на меньшей — коротить от дуновения ветерка.
Можно взять 3-мм гофрокартон, бальзу, или вовсе сделать рамки из обычных линеек!
Основное что следует помнить — 4мм толщины — уже много, на шести работать и вовсе перестает!
Размер «окна» в рамках — 9×9см (изначально было десять) мало?
Если Вы не можете попасть в десятку, в прямом и переносном смысле, то говорить о необходимости хронометра — рано!
Дальше — вырезаем куски пищевой фольги 11×14 см и при помощи обычного клеящего карандаша аккуратно крепим на рамки с двух сторон.
Последние прикручиваем к основанию (брусок) так, чтобы расстояние между ними составляло 10см (база хронографа, заложенная в скетч).
При этом, сам брус должен быть уже 100мм. на толшину одной рамки (на самом деле древесина в результате усыхания на складе сама уменьшается в размерах 😉
П-образные рамки сделаны из соображений «многоразовости» одного «комплекта» фольги — после каждого выстрела линейкой проводим между парами пластин дабы разомкнуть контакт в районе пулевых отверстий.
Для удобства и простоты обеспечения контакта с фольгой были сделаны зажимы на основе прищепок:
В качестве проводников взял многожильную витую пару — все концы залудил (мы-же помним о том что медь с алюминием напрямую не соединяют!)
Так с этим разобрались.
Теперь перейдем к микроконтроллеру — все отлаживал на arduino Uno (Atmega-328) 16Mhz + LCD Keypad Shield.
Итак, текст скетча (программы):
Вкратце, принцип работы — командой PULLUP на пины 2,3 включается напряжение подтяжки (внутренними резисторами 20-50 кОм)
Пролет пули делает короткое замыкание, регистрируемое прерываниями (sensor FALLING), как наиболее быстрыми командами arduino.
Зная разницу во времени и расстояние между датчиками, вычисляется скорость пули.
ВАЖНА очередность датчиков — первый — на пин 2!
Кто-то возразит, что на пробивание фольги тратится энергия, и реальная скорость пули будет выше!
Поначалу вроде все так и было!
По сравнению со скоростью, замеренной полтора года назад прибором с оптическими датчиками (280м/с) — девайс на фольге выдавал 260!
Энергетически — это 22Джоуля против 19! — потеря сразу трешки!
Но как только я уменьшил базу до 100мм, «фольга» стала показывать верный результат — почему — загадка!
Пули использовал Luman FT 0.56грамма, приборы на основе одного и того-же микроконтроллера, база в обоих случаях — 100мм, одна винтовка
Теперь о стабильности показаний — из 5 выстрелов, «выброс» только по одному, цифры остальных — сходятся.
Да, и последнее, спросите — зачем в век электроники изобретать велосипед?
Все очень просто — ответ — дробовик!
При измерении скорости заряда на вылете — не проблема — подойдет любой прибор!
Но на расстоянии дробь имеет свойство рассеиваться (стандартная мишень для проверки осыпи — 75×75см).
А теперь представьте вариант необходимости замера скорости заряда на 35 метрах — если в клочья разнесет даже китайский прибор за 50$ — будет обидно.
Выход — либо «бронировать» корпус и датчики (достаточно доски 40мм), либо использовать одноразовые.
Измерять есть что и зачем — не за горами введение запрета на охоту свинцом на водоемах(вслед за Европой), надо будет применять стальную дробь, в магазинах за такими патронами будут очереди (либо высокая цена).
При самосборе патронов, пользоваться дедовскими методами оценки эффективности по вхождении в сухую сосновую доску не хочется.
Метких Вам выстрелов, а охотникам — Ни Пуха, Ни Пера!