Форум Микро-Чип
Поиск и заказ электронных компонентов
 

Вернуться   Форум Микро-Чип > Своими руками

Своими руками Завершенные и текущие проекты, хард & софт

Ответ
 
Опции темы Опции просмотра
Старый 18.02.2018, 10:11   #1
BoolAB
Member
 
Регистрация: 26.02.2007
Сообщений: 64
Вес репутации: 176/44
BoolAB has a spectacular aura aboutBoolAB has a spectacular aura about
По умолчанию Детектор капель

Доброго времени суток!
Детёнка преподнесла задачку. "Исследовательская работа" по физике про поверхностное натяжение. Для демонстрации эффекта, по промасленной горке будет катиться капля воды. Одна из промежуточных задач: измерение коэффициента трения этой капли по поверхности. Для этого необходимо знать наклон горки (транспортир, или линейка и чуток тригонометрии), массу капли (наливаем 10мл в бюретку, считаем капли, делим), некий отрезок на горке (опять-же линейка в помощь), и время прохождения каплей этого отрезка. Вот тут засада. Таймер, считающий миллисекунды от-до, с выводом на индикатор -дело одного вечера. Но как отловить момент прокатывания капли через контрольную точку? Метод должен быть бесконтактный, т.к. любое прикосновение к капле изменит её скорость и внесёт погрешность в измерение. И, желательно, реализуемый из подручных материалов, которые могут заваляться дома у радиолюбителя.
p.s. В принципе, если это облегчит отлов капель, то воду можно заменить на какой-нибудь раствор. Просто у дистиллированной воды проще массу капли посчитать без дополнительных весов.
BoolAB вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 10:46   #2
masterok999
Senior Member
 
Регистрация: 28.07.2015
Адрес: NA
Возраст: 54
Сообщений: 189
Вес репутации: 660/19
masterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to behold
По умолчанию Re: Детектор капель

Напрашивается копеечная лазерная указка с одной стороны и фотодиод с другой.
При пересечении луча однозначно будет некоторое изменение выходного напряжения светодиода из за преломления луча света проходящей каплей.
Вот это изменение и можно отловить, к примеру настроив компаратор на нижнюю
границу напряжения фотодиода в нормально засвеченном состоянии.
masterok999 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 10:52   #3
BoolAB
Member
 
Регистрация: 26.02.2007
Сообщений: 64
Вес репутации: 176/44
BoolAB has a spectacular aura aboutBoolAB has a spectacular aura about
По умолчанию Re: Детектор капель

Фотодиод из состава мышки пойдёт? Или там спектр другой?
BoolAB вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 10:57   #4
masterok999
Senior Member
 
Регистрация: 28.07.2015
Адрес: NA
Возраст: 54
Сообщений: 189
Вес репутации: 660/19
masterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to behold
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от BoolAB Посмотреть сообщение
Фотодиод из состава мышки пойдёт? Или там спектр другой?
В мышке не фотодиод, а некое подобие видеоматрицы - не пойдет.
Они сейчас выводят данные прямо в USB.
Вместо фотодиода отлично будет работать красный СВЕТОДИОД, иногда использую красные ультраяркие (прозрачный пластик).
masterok999 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 11:43   #5
BoolAB
Member
 
Регистрация: 26.02.2007
Сообщений: 64
Вес репутации: 176/44
BoolAB has a spectacular aura aboutBoolAB has a spectacular aura about
По умолчанию Re: Детектор капель

"Мышкин фотодиод" я имел ввиду который на ролике. Но там оказалось что-то навороченное: всего три вывода, на двух из них питание, на третьем импульсы несутся, не несущие напрямую информацию о наличии засветки. Совсем старой "шариковой" мышки в загашнике не оказалось.
Про светодиод - это вы отлично подсказали. Прозрачного не оказалось, но даже просто красные хорошо реагируют на указку. Огромное спасибо, буду крутить в этом направлении.
BoolAB вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 12:25   #6
Greg
Super Moderator
 
Регистрация: 25.02.2007
Адрес: Moscow, ODBS
Сообщений: 6,773
Вес репутации: 5285/162
Greg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond repute
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от BoolAB Посмотреть сообщение
Метод должен быть бесконтактный, т.к. любое прикосновение к капле изменит её скорость и внесёт погрешность в измерение. И, желательно, реализуемый из подручных материалов, которые могут заваляться дома у радиолюбителя.
красиво будет приладить видеокамеру. это очень наглядно и вполне современно.
с этими свето-фото все может оказаться не просто и не для воды.
Greg вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 12:59   #7
BoolAB
Member
 
Регистрация: 26.02.2007
Сообщений: 64
Вес репутации: 176/44
BoolAB has a spectacular aura aboutBoolAB has a spectacular aura about
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от Greg Посмотреть сообщение
красиво будет приладить видеокамеру. это очень наглядно и вполне современно.
Видео для контроля времени прохождения отсечек не пойдёт: частота слишком маленькая. Или просто делать два кадра и по картинке отмерять расстояние? На горку рядом с траекторией движения капли положить линейку, чтобы проще было мерить. Для расчёта ускорения надо замерить время прохождения двух известных участков. Значит мне надо сделать 3 кадра. Пусть 24 кадра в секунду, ~41мс на кадр, ~82мс на два кадра. Наверно, за такое время капля много не проедет. Надо попробовать. Правда, вебки обычно кадров поменьше дают. Сейчас откопаю камеру, отпишусь.
BoolAB вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 14:19   #8
Greg
Super Moderator
 
Регистрация: 25.02.2007
Адрес: Moscow, ODBS
Сообщений: 6,773
Вес репутации: 5285/162
Greg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond reputeGreg has a reputation beyond repute
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от BoolAB Посмотреть сообщение
Видео для контроля времени прохождения отсечек не пойдёт: частота слишком маленькая. Или просто делать два кадра и по картинке отмерять расстояние? На горку рядом с траекторией движения капли положить линейку, чтобы проще было мерить. Для расчёта ускорения надо замерить время прохождения двух известных участков. Значит мне надо сделать 3 кадра. Пусть 24 кадра в секунду, ~41мс на кадр, ~82мс на два кадра. Наверно, за такое время капля много не проедет. Надо попробовать. Правда, вебки обычно кадров поменьше дают. Сейчас откопаю камеру, отпишусь.
да, делать кадры с каким-то постоянным периодом. капля же вообще еле ползет.
естественно какую-то линейку на фоне приладить.
с железными таймерами возиться глупо - до миллисекунд дело скорее всего не дойдет, и вообще не очень понятно, что по факту будет измеряться.
но будет красиво менять угол наклона и смотреть, куда что поплывет...
Greg вне форума   Ответить с цитированием
Старый 18.02.2018, 22:52   #9
paul
Senior Member
 
Регистрация: 23.08.2007
Адрес: Lipetsk
Возраст: 42
Сообщений: 210
Вес репутации: 425/47
paul is just really nicepaul is just really nicepaul is just really nicepaul is just really nicepaul is just really nice
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от BoolAB Посмотреть сообщение
"Мышкин фотодиод" я имел ввиду который на ролике. Но там оказалось что-то навороченное: всего три вывода, на двух из них питание, на третьем импульсы несутся, не несущие напрямую информацию о наличии засветки.
Это сдвоенные фототранзисторы, смещенные на миллиметр друг от друга. ИК диапазон ловят отлично, лазерный луч не тестил.
paul вне форума   Ответить с цитированием
Старый 19.02.2018, 03:38   #10
maagalex
Senior Member
 
Аватар для maagalex
 
Регистрация: 25.02.2007
Адрес: &Alex==Israel.BatYam
Возраст: 42
Сообщений: 4,254
Вес репутации: 2351/108
maagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond repute
Отправить сообщение для maagalex с помощью ICQ Отправить сообщение для maagalex с помощью MSN Отправить сообщение для maagalex с помощью Skype™
По умолчанию Re: Детектор капель

Кусок текстолита с двумя параллельными дорожками, на одну подается некий меандр с частотой сколько-то киллогерц, на второй этот меандр ловится и меряется время его наличия..Проводимость воды не важна, работает емкость капли, можно и бумагу ту поверх поклеить, капля конечно должна пересекать дорожки..то есть двигаться поперек а не вдоль..
maagalex вне форума   Ответить с цитированием
Старый 19.02.2018, 11:46   #11
Марк
Senior Member
 
Аватар для Марк
 
Регистрация: 18.08.2007
Адрес: МО
Возраст: 59
Сообщений: 2,339
Вес репутации: 3076/94
Марк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond reputeМарк has a reputation beyond repute
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от maagalex Посмотреть сообщение
Проводимость воды не важна, работает емкость капли
Не емкость, а диэлектрическая проницаемость равная 80. Но при слоистом диэлектрике конденсатора изменение его емкости может оказаться весьма малым. Задача детектирования будет не тривиальной. Плюс к этому. близко подносить пластины к капле нельзя, иначе на входе будет ускоряющий вектор силы, а на выходе - тормозящий. Даже не переменном токе электрическое поле будет стремиться втянуть диэлектрик с высоким эпсилон в конденсатор.
Марк вне форума   Ответить с цитированием
Старый 19.02.2018, 12:53   #12
masterok999
Senior Member
 
Регистрация: 28.07.2015
Адрес: NA
Возраст: 54
Сообщений: 189
Вес репутации: 660/19
masterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to behold
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от Greg Посмотреть сообщение
капля же вообще еле ползет
Да, особенно по промасленной бумаге, как сказано в исходнике... "Для демонстрации эффекта, по промасленной горке будет катиться капля воды."
Эффект хорошо заметен на автомойке после так называемого "воскования".
Погрешность на камеру будет большая, и есть вероятность что капля на кадре будет смазанной.
Можно попробовать еще один способ и он проще, сделать простейший стробоскоп на светодиоде и пустить каплю вдоль линейки.
Опыт проводить в темноте, тогда благодаря инерционности зрения
мозг "сфотографирует" 2 короткие яркие вспышки с расположением капли на линейке.
Зная пройденное расстояние и период импульсов (можно регулировать) на LED можно решить задачу.
Естественно, скважность импульсов должна быть большой, а ток на светодиод достаточный для интенсивной вспышки.
masterok999 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 19.02.2018, 14:49   #13
Рак
Senior Member
 
Регистрация: 02.04.2008
Адрес: Кременчуг
Возраст: 32
Сообщений: 1,320
Вес репутации: 2246/74
Рак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond reputeРак has a reputation beyond repute
По умолчанию Re: Детектор капель

Для регистрации времении реакции системы использовали часы с миллисекундами, вспышки которых были кратны частототе кадров (что бы изображение не смазывалось) и камера с режимом Slow motion. Потом, с видео бралось время до воздействия и искался кадр, где система отреагировала, по разнице времени отпределялась задержка.
Рак вне форума   Ответить с цитированием
Старый 19.02.2018, 15:02   #14
masterok999
Senior Member
 
Регистрация: 28.07.2015
Адрес: NA
Возраст: 54
Сообщений: 189
Вес репутации: 660/19
masterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to behold
По умолчанию Re: Детектор капель

Да тут вполне зрительного восприятия и без камеры хватит, наверно многие смотрели на струю воды с помощью стробоскопа.
Стробоскоп+линейка+зрение, причем в качестве стробоскопа можно использовать функциональный генератор + светодиод.
masterok999 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.02.2018, 12:00   #15
maagalex
Senior Member
 
Аватар для maagalex
 
Регистрация: 25.02.2007
Адрес: &Alex==Israel.BatYam
Возраст: 42
Сообщений: 4,254
Вес репутации: 2351/108
maagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond repute
Отправить сообщение для maagalex с помощью ICQ Отправить сообщение для maagalex с помощью MSN Отправить сообщение для maagalex с помощью Skype™
По умолчанию Re: Детектор капель

Есть еще такая интересная технология как автомат медленного танца
https://vimeo.com/185540178
Емкость капли очень хорошо зафиксируется, в емкстных клавиатурах капли вызывают срабатывание если нет программной защиты..
А то что медленно катится-можно добавить чуть чуть вибрации к поверхности и они будут летать)
maagalex вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.02.2018, 12:19   #16
paul
Senior Member
 
Регистрация: 23.08.2007
Адрес: Lipetsk
Возраст: 42
Сообщений: 210
Вес репутации: 425/47
paul is just really nicepaul is just really nicepaul is just really nicepaul is just really nicepaul is just really nice
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от maagalex Посмотреть сообщение
Емкость капли очень хорошо зафиксируется, в емкстных клавиатурах капли вызывают срабатывание если нет программной защиты..
Тогда предложение - пускать каплю не по бумаге, а по тачскрину, вернее по емкостному сенсору от тачскрина. Обрабатывать можно только одну координату.
paul вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.02.2018, 12:40   #17
masterok999
Senior Member
 
Регистрация: 28.07.2015
Адрес: NA
Возраст: 54
Сообщений: 189
Вес репутации: 660/19
masterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to beholdmasterok999 is a splendid one to behold
По умолчанию Re: Детектор капель

Если есть цифровой фотик, настроить его на выдержку 2 секунды.
В темноте включить строб., нажать спуск у фотика и капнуть пипеткой на бумажный склон (на фоне линейки) - весть трек капли с привязкой ко времени вспышек.
masterok999 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.02.2018, 12:41   #18
maagalex
Senior Member
 
Аватар для maagalex
 
Регистрация: 25.02.2007
Адрес: &Alex==Israel.BatYam
Возраст: 42
Сообщений: 4,254
Вес репутации: 2351/108
maagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond reputemaagalex has a reputation beyond repute
Отправить сообщение для maagalex с помощью ICQ Отправить сообщение для maagalex с помощью MSN Отправить сообщение для maagalex с помощью Skype™
По умолчанию Re: Детектор капель

Цитата:
Сообщение от paul Посмотреть сообщение
Тогда предложение - пускать каплю не по бумаге, а по тачскрину, вернее по емкостному сенсору от тачскрина. Обрабатывать можно только одну координату.
Не получится, регестрируется емкость между земляным полигоном и сенсором, капля должна их косаться одновременно..
maagalex вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.02.2018, 06:55   #19
siargy
Senior Member
 
Аватар для siargy
 
Регистрация: 03.07.2007
Адрес: Минск
Возраст: 38
Сообщений: 867
Вес репутации: 1266/62
siargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud ofsiargy has much to be proud of
По умолчанию Re: Детектор капель

как далеко предложенные варианты от исходных условий
Цитата:
Сообщение от BoolAB Посмотреть сообщение
Детёнка преподнесла задачку. "Исследовательская работа" по физике про поверхностное натяжение.

, желательно, реализуемый из подручных материалов, .

мне кажется, при небольшом наклоне капля будет катица достаточно медленно , чтобы время прохождения заданного отрезка можно было отмерить секундометром.
__________________
Построил тепличку, посеял литопсы, вырастил кактусы
siargy вне форума   Ответить с цитированием
Ответ


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Детектор расстояния nacgul Общетехнические вопросы 17 24.01.2016 18:20
Надежный, быстродействующий детектор фазы сетевого напряжения Слесарь Общетехнические вопросы 18 15.03.2012 11:57
Лазерный детектор djpunker Общетехнические вопросы 7 21.04.2011 15:47
Детектор нагрузки 220в - как сделать? tzirulnicov Общетехнические вопросы 83 15.01.2008 16:15


Часовой пояс GMT +3, время: 09:01.


Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot