Chronograf balistyczny

Chronograf balistyczny
Wersja zmodyfikowana
Urządzenie przeznaczone jest do pomiaru prędkości oraz energii kinetycznej
amunicji wystrzeliwanej z karabinków pneumatycznych.
Parametry:
-
zakres pomiaru prędkości: 4 – 500 m/s
pobór prądu: 35mA ( z podświetleniem LCD: 80mA)
zasilanie: bateria alkaliczna 9V lub zasilacz ~230V/ 7-12V
wymiary 150x111x42
czas działania z baterią alkaliczną 9V - do 8 godzin
Funkcje pomiarowe:
-
prędkość V [m/s]
energia kinetyczna E [J]
licznik strzałów do 999
energia kinetyczna średnia Esr [J]
prędkość średnia Vsr [m/s]
prędkość minimalna Vmin [m/s]
prędkość maksymalna Vmax [m/s]
prędkość bezwzględna dVsr=|Vmax-Vmin|
odchylenie standardowe SV [m/s]
prędkość w stopach na sekundę V[fps]
pomiar szybkostrzelności RoF (rate of fire)
Funkcje dodatkowe:
-
wprowadzanie wagi śrutu od 0.01 do 25.00g
kalibracja przez parametryzowanie odległości pomiędzy bramkami
rejestr 250 pomiarów
pamięć 250 pomiarów (wynik zostaje zapamiętany po wyłączeniu zasilania).
transmisja danych do komputera
Ustawianie wagi śrutu:
W trybie pomiaru E[J] i V[m/s] nacisnąć przycisk S1 ( pierwszy z lewej strony.
Zmiana wagi śrutu odbywa się za pomocą przycisków S2 (zmniejszanie) i S3 (zwiększanie).
Dłuższe przytrzymanie S2 lub S3 powoduje zmianę automatyczną. Ponowne wciśnięcie S1
powoduje wpisanie wagi śrutu do pamięci procesora i powrót do trybu pomiarowego.
Pomiar:
Ustawić lufę karabinka nad szyną i strzelić przez 2 bramki optyczne. Jeżeli prędkość jest
mniejsza od 4m/s lub zareaguje tylko pierwsza bramka, wówczas zapala się czerwony wskaźnik
i zostaje wyświetlony komunikat „zakres”.
Cykliczne naciskanie S2 powoduje, że zostaje wyświetlony:
-
numer strzału 1-999
energia średniej Esr
prędkość średnia Vsr
prędkość minimalna Vmin
prędkość maksymalna Vmax
różnica prędkości |dV| = Vmax-Vmin
odchylenie standardowe prędkości SV
prędkość w stopach na sekundę
tryb pomiaru szybkostrzelności
Naciśnięcie przycisku S3 (trzeci od lewej) powoduje powrót do trybu początkowego.
W trybie początkowym przycisk S3 kasuje wyniki pomiaru. Żeby skasować wynik trzeba
przytrzymać dłużej niż 1 sekundę.
Rejestr wyników
Moduł posiada rejestr 250 pomiarów prędkości. Przeglądanie rejestru odbywa się za pomocą
S2 i S3. Przekroczenie rozmiaru rejestru, powoduje nadpisanie istniejących wyników.
Pomiar może być realizowany także w trybie przeglądania rejestru.
Pamięć EEPROM
Rejestr może być zapamiętany w pamięci eeprom i odtworzony po ponownym włączeniu
zasilania. Kolejne pomiary będą wówczas zapisywane w wolnych komórkach rejestru. Licznik
strzałów pracuje wówczas od zera.
Każdy nowy zapis do eeprom nadpisuje poprzednio zapisane dane.
W celu zachowania wcześniejszych wyników przechowywanych w eeprom należy odczytać dane
z pamięci i rozpocząć nowy pomiar.
Połączenie z komputerem
Komunikacja z komputerem możliwa jest po zastosowaniu przewodu USB/FBUS lub
standardowego kabla RS232. Wybór kabla dokonywany jest przez przełączenie zworki na złączu
P7 na płycie. Prędkość transmisji wynosi 19200 bps. Dane wysyłane po każdym strzale oraz
podczas odczytu pamięci eeprom. Do odbioru można wykorzystać Hyper Terminal z Windows.
Z Hyper Terminal pomiary można kopiować do pliku tekstowego lub arkusza kalkulacyjnego.
Dodatkową opcją jest możliwość zmiany znaku rozdzielającego część całkowitą liczby
od dziesiętnej. W celu dokonania wyboru kropki lub przecinka, należy przed włączeniem zasilania
wcisnąć jednocześnie S1,S2 i S3. Zmiana następuje przemiennie.
Hyper Terminal
Sterowanie przepływem wybrać: Brak lub Sprzęt.
Skonfigurowane połączenie można zapisać jako plik sesji: Plik -> Zapisz jako.
Po uruchomieniu pliku sesji zostanie uruchomiony Hyper Terminal z wprowadzonymi
ustawieniami.
Kalibracja:
Wcisnąć S3 i włączyć zasilanie – po 1 sekundzie pojawi się komunikat <bramka>
oraz parametr odległości pomiędzy bramkami.
Zmiana parametru powoduje zmianę pomiaru prędkości i energii.
V=Odległość między bramkami / czas
Przy prędkości V=230m/s zwiększenie parametru o 0.1mm powoduje zwiększenie mierzonej
prędkości o ok. 0.3m/s
Przyciski S2 i S3 umożliwiają zmianę parametru odległości bramek. Naciśnięcie S1 powoduje
zapis i powrót do pomiaru. Pomiar odległości między bramkami na szynie można dokonać
suwmiarką mierząc odległości Lz i Lw pomiędzy dwoma czujnikami. Oznaczając Lz – odległość po
stronie zewnętrznej, Lw – odległość po stronie wewnętrznej:
L=(Lz+Lw)/2
Kalibrację można wykonać również metodą porównawczą, która polega na porównaniu prędkości z
innym przyrządem wzorcowym.
Przy tym sposobie należy obliczyć parametr L – odległość pomiędzy bramkami i wprowadzić do
pamięci.
L= Lk * Vw / Vk
L[cm] - obliczona odległość pomiędzy bramkami
Lk[cm] - odległość pomiędzy bramkami wprowadzona do chronografu przy kalibracji zgrubnej.
Vk[m/s] - prędkość mierzona przez chronograf kalibrowany
Vw[m/s] - prędkość mierzona przez chronograf wzorcowy
Pomiar szybkostrzelności ( RoF – rate of fire )
RoF wyświetlany jest jako liczba strzałów oddanych w ciągu sekundu ( RPS ) lub minuty ( RPM ).
Dolna granica pomiaru wynosi: 3.5 RPM.
Formuła matermatyczna (N – liczba strzałów, ti – mierzony czas ):
Ustawienie trybu pomiaru RoF
Po włączeniu zasilania wybrać tryb pomiaru RoF używając przycisku S2.
Pomiar
Należy wykonać kilka strzałów. Pociski muszą przelecieć przez pierwszą bramkę optyczną.
Na wyświetlaczu pojawią się wyniki: liczba strzałów na sekundę ( RPS ), liczba strzałów na minutę
( RPM ) oraz numer strzału. Przełączanie pomiędzy RPS i RPM odbywa się za pomocą przycisku S1.
Pomiar jest inicjowany przez pierwszy strzał. Wynik jest wyświetlany już po drugim strzale.
Czas całego cyklu pomiarowy wynosi:
t1 + t2 + t3 + ……. + tn + 16 sekund
gdzie: „n” liczba strzałów, „t” czas trwania każdego strzału
Po n-tym strzale urządzenie znajduje się jeszcze w aktywności pomiaru przez 16 sekund.
Po tym czasie na wyświetlaczu zostaje zapalony symbol *.
Symbol oznacza zakończenie cyklu pomiarowego.
Nowy cykl pomiarowy rozpoczyna kolejny strzał.
Kasowanie pomiaru:
Wcisnąć S2 lub S3. Przycisk S3 spowoduje wyjście z trybu pomiaru RoF i skasowanie wyników
RPS, RPM i licznika strzałów.
Pomiar szybkostrzelności nie może być wykonywany jednocześnie z pomiarem prędkości.
Włączanie/wyłączanie podświetlenia wyświetlacza
Wcisnąć S1 i włączyć zasilanie. Podświetlenie zostanie włączone/wyłączone.
Z przyczyn ekonomicznych nie należy używać podświetlenia przy zasilaniu z baterii.
Pomiar napięć czujników optycznych
Wcisnąć S2 i włączyć zasilanie. Zostaną wyświetlona napięcia na fototranzystorach.
Ta funkcja korzystna jest w diagnozowaniu uszkodzeń czujników. Przy zasłoniętych bramkach
optycznych, napięcie wzrasta do 4.99V. Przy odsłoniętych wynosi: 4.5 – 4.8V.
Złącza na płycie
Złącze P1 umożliwia transmisję danych do komputera.
Pin 1 - 5V
Pin 2 - wykorzystywany przy zasilaniu układu USB, umożliwia wyłączenie funkcji sygnalizacji
rozładowania baterii.
Pin 3 – transmisja pomiarów do komputera
Pin 4 – masa układu
Złącze P5 umożliwia rozłączenie głównego zasilania
Złącze P7 wybór rodzaju kabla transmisyjnego:
•
•
Pin 1 – 2 – standardowy kabel RS232
Pin 2 – 3 – kabel USB-COM
Przy wykorzystaniu kabla RS232 należy wykonać następujące połączenia:
•
•
złącze na płycie: P1 „1” – wtyk żeński DSUB9 „2”
złącze na płycie: P1 „4” – wtyk żeński DSUB9 „5”.
Ustawianie progu sygnalizacji rozładowania baterii
Ustawić napięcie zasilające, przy którym ma się odbywać sygnalizacja, wcisnąć S1 oraz S3 i
włączyć zasilanie. Po pojawieniu się komunikatu „bat” w krótkim czasie wcisnąć S2 ( jednocześnie
trzymając S1 i S3 ). Jeżeli pojawi się symbol „*”, oznacza to zaprogramowany próg sygnalizacji
rozładowania baterii.
Wstępnie zaprogramowany próg sygnalizacji wynosi 6.3 – 6.4V.
Uwagi użytkowe
Pomiary karabinków o dużym odrzucie należy wykonywać umieszczając lufą nad szyną tak, żeby
nie było sprzężenia mechanicznego. W przeciwnym razie może dojść do uszkodzeń elementów
optycznych ( pęknięć spoin klejowych i płytek przepuszczających światło ).
Pomiary należy wykonywać w miejscu, gdzie nie będzie silnych źródeł zakłócających: lampy
błyskowe, lampy UV, słońce.
Nie wykonywać pomiarów na słońcu !
Porównawcza metoda kalibracji
Metoda umożliwia dokładne wykalibrowanie urządzenia za pomocą wzorca pomiarowego.
Oznaczenia:
dLk – poprawka, którą należy zsumować z Lk
Lk – parametr odległości między bramkami wprowadzony w urządzeniu kalibrowanym
Vk – prędkość zmierzona przez chronograf kalibrowany
Vw – prędkość zmierzona przez chronograf wzorcowy
dLk = (Vw/Vk - 1)*Lk
Jak kalibrować ?
9 Zmierzyć odległość pomiędzy punktami środkowymi w szczelinach na szynie
i wprowadzić jako parametr do pamięci urządzenia ( parametr Lk )
9 Wykonać kilka pomiarów pomiarów porównawczych z chronografem wzorcowym
9 Obliczyć parametr dLk i zsumować z Lk w urządzeniu kalibrowanym
9 Wykonać pomiary kontrolne.
Przy kalibracji zachować osiowość oraz stosować sprawdzoną amunicję.
Funkcje
Tryby pomiaru:
1, 3, 4, 6, 7, 8, 11,12, 13, 14, 15, 16
2
1
śrut
0.53g
E= 12.8 J
V= 221 m/s
S1
S3
t > 0.5 sek.
S1
S2
S3
S2
S1
S3
S2
S3
Przeglądanie rejestru
pomiaru prędkości V[m/s]
S2
wprowadzanie wagi śrutu
Kasowanie pomiarów
4
3
S1
strzał
153
5
S1
S2
S3
S3
1
S3
1
słaba
bateria
S2
V153
221.4m/s
S1
S2
S3
S3
S2
S1
S2
S3
6
Wskaźnik rozładowania baterii
U <Up
Esr
13.2 J
S1
S2
S3
Odczyt i zapisywanie
pomiarów do pamięci
S2
Wcisnąć S3
włączenie
zasilania
8
Vsr
225 m/s
S3
S1, S2, S3
MEMO:250
R W CL
t > 2 sek.
S2
bramka
6.50 cm
S1
S2
S1
1
S2
S3
S3
S1
1
S2
S1
S1
S2
S3
1
S3
1
S3
1
S3
1
transmisja RS232 \ odczyt pamięci EEPROM
Vmin
219 m/s
Wprowadzanie odległości
pomiędzy bramkami
S3
S2
włączenie
zasilania
S1& S2 & S3
12
Vmax
232 m/s
19
S1
(,)
S1
S2
Pomiar szybkostrzelności
18
S2
S2
S3
S3
S3
S1
1
S2
S3
przeglądanie rejestru
pomiarów prędkości V[fps]
S2
Kasowanie RPM, RPS, nr
15
RPS 00
nr: 00
S2
18
S2
16
S3
S3
1
Kasowanie RPM, RPS, nr
S1
V[fps]
726
S2
Kasowanie RPM, RPS, nr
S1
S3
14
SV
10 m/s
17
S1
S2
S2
RPM 00
nr: 00
S1
S3
|dV|
13 m/s
S1
S2
S2
S2
S3
13
Zmiana znaku rozdzielającego
liczbę przy transmisji do komputera
S1
S3
S3
11
Wcisnąć
S2
kasowanie EEPROM
S1
zapis rejestru do EEPROM
10
S3
wolne komórki
pamięci
9
S1
S1
S2
S3
S3
S2
V153
726.3
1
S1
S2
S3
S3
Wcisnąć S1
Wcisnąć S2
włączenie
zasilania
Wcisnąć S1
włączenie
zasilania
S1
S2
20
S1 S3
21
22
U1=4.75V
U2=4.85V
S1
włączenie
zasilania
S3
S2
S3
Wączanie podświetlenia
S1
S2
bat
S3
S1
Pomiar napięcia
czujników optycznych
S2
S3
S1 S3
S2
bat *
S1
S2
S3
Programowanie progu
“słaba bateria”
MOSI
MISO
SCLK
P2
Zasilanie IRD
R4
X1
D4
D5
D6
D7
30
31
32
1
2
9
10
11
STOP
START
R7
560
VCC
PB6/OSC1
SCK/PB5
MISO/PB4
MOSI/OC2A/PB3
SS/OC1B/PB2
OC1A/PB1
ICP1/PB0
PD0/RXD
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/T0
PD5/T1
PD6/AIN0
PD7/AIN1
19
22
20
D2
LED
OSC2/PB7
PC6/RESET
PC0/ADC0
ADC1/PC1
ADC2/PC2
ADC3/PC3
ADC4/SDA/PC4
ADC5/SCL/PC5
ADC6
ADC7
AREF
AVCC
R15
3K9
C1
100nF
1
2
R6
GND
ONIR
560
GND
8
17
16
15
14
13
12
SCLK
MISO
MOSI
23
24
25
26
27
28
BAT
ACH1
ACH2
ONIR
GND
START
RS
E
STOP
R1
ONLCD
R2
VCC
270
270
R19
R20
ACH1
3K9
C6
220nF
T1
3K9
C8
220nF
T2
GND
GND
29
GND
U1
ATMEGA8
VCC
RESET
C5
33pF
4MHz
GND
7
GND
3
560
4
C4
33pF
3
S3
VCC
2
S2
GND
1
S1
GND
IN_START
VCC
IN_STOP
10K
3
4
5
6
GND
18
GND
BC847B
21
T7
R3
C3
100nF
GND
AVCC
P1
1
VCC
2
R5
2K2
BAT
3
R18
100
TX
VCC GND
GND
P7
1
2
TX
VCC
3
4
PIN-3
GND
T3
BC847B
P4
P6
DC2025
VCC
R10
3
D3
1
C11
47uF
8
GND
ONLCD
11
D4
12
D5
13
D6
14
D7
+5V
D1
SM4002
R16
10K
GND
2
GND
9
Vin
1
GND
6
MOSI
5
MISO
4
SCLK
3
2
1
RESET
GND
Złącze programowania
GND
GND
100K
C10
100nF
L2
C15
47uF
GND
VCC
10uH
GND
DLA10-N
T5
BC847B
AVCC
C14
100nF
GND
T6
BC847B
C9
R9
680
IN_STOP
STOP
D4
Wyświetlacz LCD 2x8 znaków
P3
LL4148
R13
GND
BAT
R17
2K2
LL4148
VCC
GND
5
3
7
10
R11
1K
U2
78L05
GND
E
100nF
D5
GND
1K
RS
5
6
R8
680
START
P5
2
4
T4
BC847B
C7
IN_START
4
2
GND
3
1
R12
1K
GND
100nF
D6
LL4148
LL4148
R14
100K
GND
VCC
ACH2