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.

Tryby pomiaru:
1, 3, 4, 6, 7, 8, 11,12, 13, 14, 15, 16

Funkcje

S1

S2

S3

E= 12.8 J
V= 221 m/s

S1

S2

S3

śrut

0.53g

S1

S2

S3

S1

S2

S3

Vsr

225 m/s

S1

S2

S3

Vmin

219 m/s

S1

S2

S3

Vmax

232 m/s

S1

S2

S3

|dV|

13 m/s

S1

S2

S3

SV

10 m/s

S1

S2

S3

Esr

13.2 J

S1

S2

S2

S2

S2

S2

S2

1

2

3

8

11

12

13

14

6

1

S3

1

S3

1

S3

1

S3

Kasowanie pomiarów

S3

S2

wprowadzanie wagi śrutu

S1

S2

S3

słaba

bateria

5

Wskaźnik rozładowania baterii

U <Up

S3

1

S1

S3

1

S1

S1

S2

S3

MEMO:250
R W CL

9

S1, S2, S3

tr

a

n

s

m

is

ja

R

S

2

3

2

\

o

d

c

z

y

t

p

a

m

ię

c

i

E

E

P

R

O

M

S3

S2

S1

z

a

p

is

r

e

je

s

tr

u

d

o

E

E

P

R

O

M

k

a

s

o

w

a

n

ie

E

E

P

R

O

M

wolne komórki

pamięci

t > 2 sek.

S1

S2

S3

bramka

6.50 cm

10

Wprowadzanie odległości

pomiędzy bramkami

S2

S3

S1

1

S3

włączenie

zasilania

S1

S2

S3

V153

221.4m/s

4

S3

1

S1

S2

S3

Przeglądanie rejestru

pomiaru prędkości V[m/s]

S2

strzał

153

S1

S2

S3

(,)

19

Zmiana znaku rozdzielającego

liczbę przy transmisji do komputera

włączenie

zasilania

S1& S2 & S3

S3

S1

S2

S3

V[fps]

726

15

S1

S2

S3

V153

726.3

16

S3

1

S1

S2

S3

przeglądanie rejestru

pomiarów prędkości V[fps]

t > 0.5 sek.

S3

Wcisnąć

Wcisnąć

S2

S1

S2

S3

17

S2

RPS 00
nr: 00

S1

S2

S3

18

RPM 00
nr: 00

S1

S2

S3

1

S3

1

S1

S2

Kasowanie RPM, RPS, nr

Kasowanie RPM, RPS, nr

18

Pomiar szybkostrzelności

Odczyt i zapisywanie
pomiarów do pamięci

Kasowanie RPM, RPS, nr

S1

S2

S3

20

Wączanie podświetlenia

włączenie

zasilania

S1

Wcisnąć

S1

S2

S3

U1=4.75V
U2=4.85V

21

Pomiar napięcia

czujników optycznych

S2

włączenie

zasilania

S2

Wcisnąć

S1

S1

S2

S3

bat

22

S1

włączenie

zasilania

S1

Wcisnąć

S3

S3

S1

S2

S3

bat *

Programowanie progu

“słaba bateria”

S1 S3

S2

D5

D4

VCC GND

GND

VCC

R10

1K

GND

RS

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

P4

Wyświetlacz LCD 2x8 znaków

E

D7

D6

D5

D4

D6

D7

E

RS

MISO

SCLK

MOSI

RESET

X1

4MHz

C4
33pF

C5
33pF

GND

GND

1
S1

2
S2

3
S3

GND

MOSI

MISO

SCLK

T1

T2

GND

GND

R1

270

R2

270

VCC

C6
220nF

C8
220nF

T3

BC847B

GND

R13

100K

R8
680

START

STOP

T4
BC847B

R11
1K

START

STOP

D3

LL4148

D5

LL4148

C7

100nF

T5
BC847B

GND

R14

100K

R9
680

T6
BC847B

R12
1K

D4

LL4148

D6

LL4148

C9

100nF

IN_START

IN_STOP

START

STOP

GND

GND

VCC

VCC

R4

560

IN_START

IN_STOP

VCC

1

2

3

4

P2

Zasilanie IRD

GND

GND

R6

560

VCC

VCC

GND

C3

100nF

AVCC

D2

LED

GND

R7
560

L2
10uH

GND

GND

C14

100nF

C10

100nF

AVCC

R16
10K

R17
2K2

GND

BAT

C1
100nF

GND

BAT

DLA10-N

5

4

3

P6
DC2025

Vin

3

GND

2

+5V

1

U2

78L05

GND

GND

D1
SM4002

GND

1

2

3

4

P1

GND

TX

R18

100

C15

47uF

GND

C11
47uF

GND

VCC

PC6/RESET

29

PD0/RXD

30

PD1/TXD

31

PD2/INT0

32

PD3/INT1

1

PD4/T0

2

VC

C

4

AVC

C

18

SCK/PB5

17

PB6/OSC1

7

OSC2/PB7

8

PD5/T1

9

PD6/AIN0

10

PD7/AIN1

11

ICP1/PB0

12

OC1A/PB1

13

SS/OC1B/PB2

14

MOSI/OC2A/PB3

15

MISO/PB4

16

ADC6

19

GND

21

PC0/ADC0

23

ADC1/PC1

24

ADC2/PC2

25

ADC3/PC3

26

ADC4/SDA/PC4

27

ADC5/SCL/PC5

28

GND

3

VC

C

6

GND

5

ADC7

22

AREF

20

U1
ATMEGA8

GND

R19

3K9

R20

3K9

ACH1

ACH2

ACH1

ACH2

ONLCD

ONIR

ONLCD

1

2

P5

R5

2K2

BAT

GND

R15

3K9

T7

BC847B

VCC

R3

10K

1

2

3

P7

PIN-3

TX

ONIR

1

2

3

4

5

6

P3

Złącze programowania

GND

RESET

SCLK

MISO

MOSI