In den letzten Wochen, keine Zeit/Lust gehabt weiter zu basteln, das Projekt ist aber nicht gestorben o. Ä. (nur um mal wieder ein Lebenszeichen von mir zu geben).
Update:
Habe mir mal wieder ein wenig Zeit für das Projekt genommen. Alle Formeln für die Bestimmung sind aufgestellt, gelöst, ausprogrammiert und verifiziert.
Um den Part muss ich mich erst wieder kümmern wenn es um Optimierungen geht. Was mir jetzt leider wieder Probleme bereitet ist die Elektronik. Die Werte passen einfach nicht. Was mir heute morgen zufällig aufgefallen ist, wenn ich nur zwei von vier Sensoren angeschlossen habe bekomme ich dennoch vier Werte. Ich vermute hier gibt es Fehler welche sich über die gemeinsame Masse ausbreiten und zu falschen Ergebnissen führen. Ich bin mit noch nicht ganz sicher wie ich damit umgehe...
Evtl. passt auch an der Maskierung der Eingänge etwas nicht...
Upd:
Den Fehler konnte ich beheben in dem ich die Schaltung geringfügig angepasst habe. Leider passen die gemessenen Werte überhaupt nicht, sie sind nicht konstant und sehr frequenz abhängig. Ggf. wechseln ich die Tage mal das Material und teste Holz / Kunststoff.
Ich würde das Projekt ungern auf Eis legen, aber momentan gehen mir ein wenig die Ideen aus. Ich nutze schmitt trigger um den Einschlag mit Piezos zu detektieren, was grundsätzlich nicht schlecht funktioniert, allerdings sind die Ergebnisse nicht konsistent und stark von dem "Klang" der Scheibe abhängig (ein dumpfer Treffer ergibt andere Latenzen usw.).
Für Verbesserungsvorschläge bin ich offen, spiele schon mit dem Gedanken ob es Sinn macht einen einfachen Tiefpassfilter einzubauen (Spule in Reihe bzw. Kondensator Parallel, wenn ich mich nicht irre) um nur die ersten Ausschläge durch zu lassen und das Nachschwingen zu bedämpfen, befürchte aber es wird nichts bringen.
Unfassbar spannend zu lesen, jedoch befürchte ich das du hier einer der wenigen - wenn nicht sogar der Einzige - bist mit entsprechender Ahnung auf dem Gebiet.
Ich muss gestehen das ich ein paar dezente Fragezeichen beim Lesen hatte.
Ich drücke trotzdem mal laienhaft die Daumen und hoffe auf gutes gelingen :)
@Dominik L : Gibts z.B. Fotos vom Testaufbau?
Ich vermute du misst den Einschlagpunkt über die Triangulation der Laufzeiten zu verschiedenen Piezosensoren, richtig? Wenn ja, und wenn die Sensoren z.B. via Epoxy fest auf die Frontplatte geklebt werden, ist die Schallgeschwindigkeit im Material ja immer gleich. Die Montage an einer beliebigen Oberfläche würde ich vorerst sein lassen, da man dort wirklich immer Probleme hat, wie sich die Schallausbreitung im Plattenmaterial verhält.
Gruß,
Patrick
PS. interessantes Projekt :) Kann ich mir besonders zum einschießen gut vorstellen. Kleines Segmentdisplay via Funk an die Basiseinheit gekoppelt und neben dem Schützen positioniert. So kann man auf die Fläche feuern und kann genau in mm angegeben bekommen, wie weit man von der Mitte entfernt ist. Das macht z.B. die Einstellung von Zielvisieren doch erheblich einfacher. Aktuell muss ich immer zur Zielscheibe laufen, weil ich auf 50m Entfernung die Einschlaglöcher schlicht nicht sehen kann.
Welche Stromversorgung benutzt du?
Bei Bekannten hat das Nachbar Labor für Störungen im Gebäude Netz geführt.
Wenn du Batterien als Ost der Fehler dann noch da oder geht das nicht?
Bis jetzt sind die Piezos mit doppelseitigen Klebestreifen an einer Alu Platte angebracht, die dämpfen noch ein ganzes Stück, ansonsten vermute ich, der Piezo bricht.
Als Spannungs Versorgung habe ich bis jetzt den USB Port verwendet, habe noch keine Ausgabe, außer dem Terminal Fenster vom Laptop. Aber das wäre ggf. ein Ansatz mal eine vernünftige Quelle zu verwenden.
Aber die Frequenz Abhängigkeit kann ich mir damit nicht erklären.
Evtl. Spricht der Schmidt trigger auf eine Differenz Spannung an, als von der positiven bis zur negativen Halbwelle, dann wäre immer die Frequenz in der Messung mit drin.
Könnte ggf. mit einer Diode behoben werden um nur noch die positive Halbwelle durch zu lassen.
USB Port ist eine unglaublich schlechte Stromquelle. Davon mal abgesehen, dass sie recht 'unsauberen' Strom liefert, ist zusätzlich auch die Strommenge (A) noch begrenzt, was dazu führen kann, dass dein Microchip sich kurzzeitig aufhängt oder ähnlich.
Ich würde dazu raten, mindestens einen aktiven USB Port zu nehmen oder sogar die Stromversorgung über ein Netzteil zu machen.
Ich widme Deinem Projekt mal meinen allerersten Forumspost.
Tolle Idee, ich hoffe Du schaffst es dran zu bleiben. Ich bin mir sicher, alleine schon Deine Lernkurve ist es wert. Super, dass Dein Ansatz erstmal technologisch ist, Anwendungen lassen sich bestimmt viele daraus ableiten.
Ich werde den Thread auf jeden Fall weiter verfolgen, vielleicht kann ich sogar ein bisschen Hilfe anbieten, z. B. bei Platinenlayout und Prototypenbestückung oder als Sparringspartner.
Jetzt mal ein paar Fachfragen/ Gedanken:
Piezos kenne ich als Wandler von Kraft (bzw. Druck) -> Spannung. Und zwar recht hohe Spannung, gut möglich, dass du damit deine Schaltung überforderst. Ggf. brauchst du eine Impedanzanpassung, ich weiß nicht, ob dein Schmitttrigger das leistet.
Die Piezos arbeiten m.W. nur für recht hohe Eingangsimpedanzen linear.
Oder sind deine Piezos schon höher integrierte Sensoren?
Ich stelle mir das bisher so vor, dass du die Piezos als Beschleunigungssensoren nutzt, richtig?
Noch was zur Schallausbreitung: der Körperschall breitet sich zwar gem. Materialeigenschaften mit entsprechender Geschwindigkeit gleichmäßig von der Quelle aus, aber ist das tatsächlich was du misst? Oder ist es eher eine Oberflächenwelle? Ich gehe davon aus, dass Du ein dünnes Blech hast, welches schwingen kann. Dann bekommst Du ggf. Interferrenzmuster da drauf.
Hast Du die Signal der Piezos mal oszillographiert?
Bin sehr gespannt, wie's weiter geht!
Zu hohe Spannungen leite ich über Dioden ab, damit der trigger damit umgehen kann. Das es durch Reflexionen zu Problemen kommen kann ist wahrscheinlich, deswegen habe ich eine kurze Latenz zwischen den Treffern vorgesehen, so sollte der erste peak erkannt werden und alle Reflexionen sollen ignoriert werden.
Vielleicht ist die Amplitude durch den Körperschall so gering, dass sie vom Schmitttrigger nicht detektiert wird. Erst Schwingung des Blechs triggern dann.
Hast du die Sensoren + Schaltung mal auf einem steifen Körper getestet?
Wenn auch kein wirklicher Fortschritt, so hat sich dennoch ein wenig was getan.
Ich habe heute ein LC Display verbunden und rudimentäre Ausgaben programmiert. Jetzt ist es möglich auf eine andere Spannungsversorgung zurück zu greifen.
(momentan eine Powerbank, gucke mich aber gerade nach einem Labornetzgerät um)
So kann man jetzt die ersten Fehler Quellen ausschließen.
Vielleicht jenes
Kann dazu nix sagen, hatte es versehentlich bestellt, wollte Wechselstrom. Ist schon zurück, aber hatte es noch auf dem Schirm ^^
Wahrscheinlich wird es das.
Falls jemand einen alternativen Vorschlag in der Preis Region hat gerne per PN
EDIT: Die Spannungsquelle würde ich jetzt ausschließen, am Akku ist ein identisches Verhalten zu erkennen. Als nächstes versuche ich mir die eingangs Signale mit dem Oszilloskop genauer anzusehen und das Verhalten bezüglich der frequenz Abhängigkeit unter die Lupe nehmen. Falls mir dabei nichts wirklich auffällt setze ich auf anderes Material zum Testen. (muss mich ein wenig mit dem Oszi auseinandersetzen um Daten zu sichern und auf dem PC auszuwerten.)
Falls es offene Fragen zum Projekt gibt / etwas unklar ist, dann fragt einfach, versuche es dann etwas besser zu erklären.
EDIT
Meine Lötstellen lösen sich immer mal wieder durch die mechanische Beanspruchung (Einschlag auf der Platte, auf / Abbau usw.). Überlege gerade wie ich das am besten sichern kann, ggf. mit Silikon / Epoxy o. Ä. (sollte nur sehr gleichmäßig sein, nicht, dass das Ergebnis davon beeinflusst wird weil z. B. ein sensor träger ist.)
Wenn der Bauer nicht schwimmen kann, dann kauft er sich ein besseres Osszi...
Viel habe ich gestern noch nicht gemessen (erst mal mit dem Oszilloskop klar kommen), was aber ab und zu zu erkennen war, dass ein Sensor nicht die erste Schwingung erkannt hat, sondern erst die zweite, so wäre eine Frequenz Abhängigkeit zu erklären. Die Spannung der Piezos wird über die Schaltung gut begrenzt, dabei sind keine Probleme zu erkennen. Ggf. kann ich die Wiederstände etwas reduzieren um die Schaltung sensibler zu machen.
Kann man mit dem Teil auch Verbrauch von ASG Messen und wie der Akku einbricht?
