La medición de la velocidad de las eje en el agua

[el pinco]

me lo parece a mi o en los videos al disparar la varilla vuela rara acia abajo?

[tromic]

Velocímetro en la foto arriba he probado para que lo activó con la flecha que me han disparado con arco.
Debido a la distancia pequeña bobina, 10 cm, es posible medir la velocidad con la que a unos 36 m/s. Si cada bobina se conecta a una grabadora de canales de audio estéreo, que podría ser utilizado para velocidades superiores a 36 m/s. Tengo una grabadora de voz digital, pero no tiene entrada de micrófono para un micrófono externo, así que tuve que grabar mono, las dos bobinas en el mismo canal. Para mayor velocidad la distancia entre la bobina debe ser mayor. Yo creo que 15 cm será suficiente. Para la medición es el mejor s para tomar los mayores picos. En la imagen de que son un par de "A" o un par de "B". Para lecturas más exactas que lo mejor es tomar la intersección de la x-eje de la "A" a "B".

Speedometer on the picture above I tested so that I activated it using the arrow that I have fired with bow. 
Due to the small coil spacing, 10 cm, it is possible to measure the speed with it to some 36 m/s. If each coil would be connected to a stereo channel audio recorder, it  could be used for speeds greater than 36 m/s. I have a digital voice recorder but it has no mic input for an external microphone, so I had to record mono, both coils on the same channel. For higher speed the coil spacing should be higher. I think that 15 cm would be sufficient. For the measurement  it s best to take  the largest spikes. In the picture that are a pair of "A" or a pair of "B". For most accurate readings it is best to take the intersection of the x-axis of the "A" to "B".

[tromic]

<a href="http://www.youtube.com/v/v6tOW06IyAU" target="_blank" class="new_win">http://www.youtube.com/v/v6tOW06IyAU</a>

[dentex]

Me ha encantado el vídeo. Gracias por compartir. 

[usuario]

En realidad, había un sistema capaz de medir la velocidad de la flecha desde el momento del disparo hasta el momento de su impacto en el blanco de manera contínua con una precisión muy elevada y sólo es ligeramente mas complicado de hacer que el sistema usado en este hilo.

Lo probé en su momento y funcionaba bastante bien. Si alguien organiza un encuentro de fusiles en una piscina cercana y desea hacer la medición con ese sistema que mide la velocidad varias veces por centímetro de vuelo de la flecha, le asesoro sobre cómo hacerlo. Se basa en registrar la velocidad de paso por un sensor del monofilamento atado al arpón mediante el uso de un monofilamento que tiene zonas opacas y zonas transparentes. Cada vez que el monofilamento presenta una zona opaca un mp3 moderno contenido en una carcasa submarina puede registrar un clic. Esta verificación la  hace 40.000 veces por segundo, así que el clic queda registrado perfectamente. Dado que las marcas se pueden hacer cada 5mm o cada 10mm y tener 1 mm de espesor, midiendo el tiempo de recorrido entre marcas sabemos la velocidad en ese punto, para todo el recorrido, con una precisión enorme.

Los costes de aparatos son nulos y los componentes electrónicos son inferiores a 2 euros. La carcasa tiene igual rabajo que la que hice en su dia para el medidor de balines que se uso para el otro proyecto.

Si alguien quiere seguir esa vía, yo le suministro el medidor que tengo hecho con su carcasa estanca por el coste que pague por el medidor y los costes de herramienta de la carcasa, que no recuerdo. Ahora no lo uso y no creo que vuelva a usarlo.

[tromic]

¿Has pensado en algo como esto?

http://www.arbalogica.net/ita/speed_sensor.htm

[usuario]

Es eso mismo, lo de brummer, pero sin el ordenador. Basta grabar el sonido en el mp3, submarino si se quiere, como es mas pequeño puede estanqueizarse, acordandose de qué fichero corresponde a qué disparo y luego procesarlo posteriormente en el ordenador. Lo hice en la época del aparato que mencionó videocean al principio del post.

[tromic]

¿Tiene alguna utilidad para mostrar los resultados? Que el método de Niko Brummers es interesante, pero creo que no es muy precisa. Voy a tratar de explicar por qué no. La velocidad del eje changse rápidamente en los primeros 0,5 m. Si usted tiene marcas en cada 5 mm, que está a sólo 20 marcas en 10 cm. Si se mide la frecuencia de la señal, en la que 10 cm de largo de la trayectoria de parte, deberá error normalito 2,5%. Máximo del 5%, min 0%. Si la velocidad es de 30 m/s el resultado podría ser de entre 28,5 m/s casos mejor  y 30 m/s, en. Si las marcas se encuentran en 10 mm, el error es dos veces superior. Inconveniente siguiente es que usted no puede hacer la medición real con varios tipos y grosor de la línea.

Have you any useful results to show? That Niko Brummers method is interesting but I believe it is not very accurate. I will try to explain why not.  The speed of the shaft changse rapidly in first 0,5 m. If you have marks on every 5 mm, that is only 20 marks on 10 cm. If you  measure the frequency of that signal, in that 10 cm long part of trajectory,  you will have avarage 2,5 %  error. Max 5 %, min 0 %.  If the speed is 30 m/s your result could be between 28,5 m/s and 30 m/s, in best case.  If the marks are on 10 mm, the error is twice higher.  Next drawback is that you can not make real measurement with various type and thickness of the line.

[usuario]

El sistema es bastante preciso.

Si se exportan los datos a una base de datos y se filtran los puntos del tiempo en donde se producen cambios de nivel de bajo a alto (comienzos de la presentación de una marca opaca en el monofilamento o transiciones) se tiene una medición por cada 5mm o similar. Esto da como resultado una nube de puntos que puede ser aproximada mediante software a una gráfica que sea la mejor posibilidad. O computar la velocidad puntual en cada coordenada. Esa gráfica esta muy cerca de la real. Al fin y al cabo el método presentado se basa en la medición de un único punto con la misma precisión que medir todos los puntos, uno cada 4mm.

¿Porqué?

Porque la marca se registra con un error de 1/40.000 de segundo (mucha precisión)
El retardo de registro de la electrónica, además de ser casi nulo es constante y no presenta sesgo.
Se dispone de muchos puntos y se pueden desechar las lecturas erróneas de puntos claramente fuera de gráfica.

Suponiendo que se detecta la primera transición de 0-1 en el momento X sec y la segunda en el momento Y sec, la diferencia y-x da el tiempo para recorrer 4mm. Ese tiempo se mide con un error de 1/40.000 de segundo o  1/100 * 1/400, siendo entonces el error teórico de una cuatrocienteaba parte de un 1% o sea 0,000025 sec. Esa medición de tiempo es mucho mejor que la cámara de alta velocidad mas precisa que exista ya que no hay aún una cámara capaz de captar 40.000 imágenes por segundo con suficiente calidad. El problema existe en el monofilamento ya que uno puede pintar una raya en el comienzo del milímetro 5 y otra en el 10 y otra en el 15 y hacerlo ligeramente antes o después (por ejemplo una décima de milímetro y eso sería un error de 1/40, pero para eso están las nubes de puntos y la interpolación, para que los errores del pintado del monofilamento se compensen unos a otros y se obtenga una gráfica real.

--

Es posible hacer mediciones con hilo de diferentes diámetros, por ejemplo el sistema admite sin ningún problema un monofilamento de 1mm o 2mm o cualquier medida intermedia con la misma precisión y sin cambiar nada. Use varios hilos en el pasado con la misma máquina, aunque estandaricé las mediciones al diámetro mas usado típicamente.

Me sorprendería mucho que el error superase el 1% haciendo las cosas normalmente y eso es mas que aceptable.
Nada impide por otro lado hacer marcas cada 1mm dejando uno opaco y otro traslucido y obtendríamos por ejemplo 6000 puntos en un disparo de 6 metros (se podrían desechar 3000).

--

No sé de donde aparece la cifra de un  error medio del 2.5% en 10cm iniciales, el error es constante en todo el disparo y teóricamente es de 1/40000 sec par ala detección de paso por marca.

[tromic]

Que error normalito 2,5% sería si se mide la frecuencia base od 20 pulsos de 10 cm. En que 10 cm que podría haber min 19 pulsos, o en un caso ideal pulsos 20. Es muy difícil hacer marcas muy precisas. Yo pensaba que usted era la medición de la frecuencia, y cada frecuencia corresponde a la velocidad real. El siguiente problema es que su frecuencia está cambiando todo el tiempo. ¿Cómo puede saber la frecuencia exacta en algún momento, cuando no es constante. Usted debe calcular la frecuencia normalito para un cierto intervalo. Similar a la que calcular la velocidad instantánea en algún momento.
Pero tal vez usted tiene algún otro método para convertir la frecuencia registrada de cambiar a la velocidad actual. ¿Puede usted explicar?
Me parece que he leído que Niko Brummer utiliza un software especial para procesar la pista de sonido. En ese caso, es posible lograr resultados más precisos, pero se necesita un software especial.
Una cosa más. Creo que no es necesario para medir la velocidad a lo largo de toda la trayectoria. Es suficiente tener una velocidad precisa de inicio y la velocidad en una distancia de 5 m, por ejemplo.
Desde que se puede calcular la energía y existe una dependencia exponencial de la energía con la distancia.

That avarage error  2,5 % would be if you measure frequency based od 20 pulses on 10 cm. On that 10 cm you could have min 19 pulses, or in ideal case 20 pulses. It is very difficult to make marks very precise.  I thought that you were measuring  frequency, and each frequency correspond to actual speed.  Next problem is that your frequency is changing all the time. How can you tell the exact frequency in some point when it is not constant.  You must calculate the avarage frequency for some interval.  Similar as you calculate instant speed in some point.
But maybe you have some other method to convert recorded changing frequency to current speed. Can you explain?
It seems to me that I have read that Niko Brummer used special software to process the sound track. In that case, it is possible to achieve more  accurate results, but you need a special  software.
One thing more. I think that it is not neccesary to measure speed along all the  trajectory.  It is sufficient to have precise starting speed and speed on some distance, 5 m for example.
From that you can calculate the energy and there is exponencial dependence of energy with distance.

[usuario]

Que error normalito 2,5% sería si se mide la frecuencia base od 20 pulsos de 10 cm. En que 10 cm que podría haber min 19 pulsos, o en un caso ideal pulsos 20. Es muy difícil hacer marcas muy precisas. Yo pensaba que usted era la medición de la frecuencia, y cada frecuencia corresponde a la velocidad real. El siguiente problema es que su frecuencia está cambiando todo el tiempo. ¿Cómo puede saber la frecuencia exacta en algún momento, cuando no es constante. Usted debe calcular la frecuencia normalito para un cierto intervalo. Similar a la que calcular la velocidad instantánea en algún momento.
Pero tal vez usted tiene algún otro método para convertir la frecuencia registrada de cambiar a la velocidad actual. ¿Puede usted explicar?
Me parece que he leído que Niko Brummer utiliza un software especial para procesar la pista de sonido. En ese caso, es posible lograr resultados más precisos, pero se necesita un software especial.
Una cosa más. Creo que no es necesario para medir la velocidad a lo largo de toda la trayectoria. Es suficiente tener una velocidad precisa de inicio y la velocidad en una distancia de 5 m, por ejemplo.
Desde que se puede calcular la energía y existe una dependencia exponencial de la energía con la distancia.

That avarage error  2,5 % would be if you measure frequency based od 20 pulses on 10 cm. On that 10 cm you could have min 19 pulses, or in ideal case 20 pulses.


You do not measure pulses. You sample 40.000 times a secod the optoelectronic derived sound signal. In 10 cm at 40 meter/sec speed (4000 centimeter/sec) you have a time window of 10/4000 = 0,0025 sec. So you record 100 signal samples, 5 different samples to detect each flank change in signal levels.



It is very difficult to make marks very precise. 

yes

 I thought that you were measuring  frequency, and each frequency correspond to actual speed.

no. i am not interested in signal frecuency by itself, i only need to detect flanks in signal. i will treat it as a analogic signal that sample a digital signal and i only need changes in digital signal

  Next problem is that your frequency is changing all the time. How can you tell the exact frequency in some point when it is not constant.  You must calculate the avarage frequency for some interval.  Similar as you calculate instant speed in some point.
But maybe you have some other method to convert recorded changing frequency to current speed. Can you explain?

Time difference between flanges give you time. As you know distance between monofilament marks, which is constant, you know instant speed.


It seems to me that I have read that Niko Brummer used special software to process the sound track. In that case, it is possible to achieve more  accurate results, but you need a special  software.

There are standard software to transform a sound wave to its equivalent amplitude data.

One thing more. I think that it is not neccesary to measure speed along all the  trajectory.  It is sufficient to have precise starting speed and speed on some distance, 5 m for example.

It is easier to do that. And very meaningful in itself. But complete data is almost same efford and there is nothing more to do so study is complete.

From that you can calculate the energy and there is exponencial dependence of energy with distance.

yes, you can

[tromic]

Gracias, ahora está más claro. ¿Qué software estándar que se utiliza? ¿El programa hace todo el cálculo de la velocidad de forma automática?

[usuario]

No lo recuerdo. Fue hace tiempo.
Hay procesadores de sonido y editores de audio capaces de volcar numéricamente la onda, la cual luego se puede procesar como una base de datos cualquiera mediante comandos para filtrar los puntos que desean conservarse.
Yo lo hice todo sin hacer ni una sola línea de código.

[tromic]

No lo recuerdo. Fue hace tiempo.
Hay procesadores de sonido y editores de audio capaces de volcar numéricamente la onda, la cual luego se puede procesar como una base de datos cualquiera mediante comandos para filtrar los puntos que desean conservarse.
Yo lo hice todo sin hacer ni una sola línea de código.

En ese caso, había un montón de trabajo para hacerlo manualmente, para cada muestra , de 200 muestra 1/m.

[usuario]

No.
No hay nada manual.
Mediante un comando SQL es posible dejar, de todas las muestras, sólo aquellas que interesan.
Hay un posible ruido.
Las muestras seleccionadas se vuelcan a una hoja de cálculo u otra herramienta y se pueden procesar en conjunto sin selección manual. Por filtrado de casos fuera de norma.
El conjunto de puntos luego hay software standard matemático capaz de aproximarlo a  la "mejor" curva aunque es innecesario puesto que desde una hoja de cálculo puede obtenerse una gráfica directamente, como hizo Niko Brummer.