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 wskaz
nik
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
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 z
ródeł 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 ?
Zmierzyć odległość pomiędzy punktami środkowymi w szczelinach na szynie
i wprowadzić jako parametr do pamięci urządzenia ( parametr Lk )
Wykonać kilka pomiarów pomiarów porównawczych z chronografem wzorcowym
Obliczyć parametr dLk i zsumować z Lk w urządzeniu kalibrowanym
Wykonać pomiary kontrolne.
Przy kalibracji zachować osiowość oraz stosować sprawdzoną amunicję.
Tryby pomiaru: Funkcje
1, 3, 4, 6, 7, 8, 11,12, 13, 14, 15, 16
2 1
śrut E= 12.8 J
0.53g V= 221 m/s S3
S1
Kasowanie pomiarów
t > 0.5 sek.
S1 S2 S3 S1 S2 S3
Przeglądanie rejestru
S2 S3 S2
pomiaru prędkości V[m/s]
4
3
wprowadzanie wagi śrutu
S1 S2
V153
strzał
221.4m/s
153
S3 S3
5
S1 S2 S3
S1 S2 S3
1
słaba
bateria
S2
S1 S2 S3
6
Esr
Wskaz
nik rozładowania baterii
S3
13.2 J
1
U S1 S2 S3
Odczyt i zapisywanie
S2
pomiarów do pamięci
Wcisnąć S3
włączenie
zasilania wolne komórki
8 9
pamięci
S1
S1
Vsr MEMO:250
S3
S1, S2, S3
225 m/s R W CL
t > 2 sek.
10
S1 S2 S3 S1 S2 S3
S3
S2
1
bramka
6.50 cm
S1
1
S2 S1 S2 S3
S3
S1 S2 S3
11
Vmin
S3
219 m/s
Wprowadzanie odległości
1
pomiędzy bramkami
S1 S2 S3
S2
Wcisnąć
włączenie
zasilania
S1& S2 & S3
12
Vmax
S3
232 m/s
1
19
S1 S2 S3
(,)
S2
S1 S2 S3
13
Zmiana znaku rozdzielającego
|dV|
S3
13 m/s
liczbę przy transmisji do komputera
1
S1 S2 S3
S2
Pomiar szybkostrzelności
14
18
SV
RPM 00
S3
10 m/s
nr: 00
1
S1 S2 S3
S1 S2 S3
S3
1
przeglądanie rejestru
pomiarów prędkości V[fps]
S2
S1 S2 Kasowanie RPM, RPS, nr
17 15
16
S1 S2
V153
RPS 00 V[fps]
726.3
nr: 00 726
S2
S3 S3
S1 S2 S3
S1 S2 S3 S1 S2 S3
1
S3
1
Kasowanie RPM, RPS, nr
S1 S2 Kasowanie RPM, RPS, nr
18
kasowanie EEPROM
zapis rejestru do EEPROM
transmisja RS232 \ odczyt pamięci EEPROM
Wcisnąć S1 Wcisnąć S2 Wcisnąć S1
włączenie włączenie włączenie
zasilania zasilania zasilania
S3
S1 S2 S1 S3
20 21 22
U1=4.75V bat
U2=4.85V
S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3
Wączanie podświetlenia Pomiar napięcia
S1 S3
czujników optycznych
S2
bat *
S1 S2 S3
Programowanie progu
 słaba bateria
MOSI MISO SCLK
P2
Zasilanie IRD
R4
X1
560
1 2 3 C4 4MHz C5
S1 S2 S3 33pF 33pF
R6
ONIR
GND GND
560
U1
ATMEGA8
7 8 GND GND
PB6/OSC1 OSC2/PB7
RESET 29 17 SCLK
PC6/RESET SCK/PB5
GND 16 MISO
MISO/PB4
30 15 MOSI START STOP
PD0/RXD MOSI/OC2A/PB3
31 14
PD1/TXD SS/OC1B/PB2
STOP 32 13 RS
PD2/INT0 OC1A/PB1
START 1 12 E R1 R2
PD3/INT1 ICP1/PB0 VCC VCC
D4 2
PD4/T0
D5 9 23 BAT 270 270
PD5/T1 PC0/ADC0
VCC R7 D6 10 24 ACH1
PD6/AIN0 ADC1/PC1 R19 R20
560 D7 11 25 ACH2 ACH1 ACH2
PD7/AIN1 ADC2/PC2
26 ONIR
ADC3/PC3 3K9 3K9
19 27
ADC6 ADC4/SDA/PC4 C6 C8
22 28 ONLCD T1
R15 ADC7 ADC5/SCL/PC5 220nF T2 220nF
D2 20
3K9 AREF
LED
GND GND
C1
100nF
IN_START IN_STOP
VCC
T7
R3
GND GND
BC847B
C3
10K
100nF
GND
AVCC VCC GND GND
P1
1 P7
VCC
1
R5
2 2K2 BAT
2 TX VCC
R18
3 100 TX
3
4
PIN-3
GND T3
R8
T4
BC847B 680
P4 C7 BC847B
1
GND
IN_START START
2 P6 100nF
VCC P5
DC2025 D3 D5
R10
3
GND
4 RS 1K R11 LL4148 LL4148
U2 1K
5 78L05
GND
3 1
Vin +5V VCC
6 E
R13
GND GND
7
100K
GND
8 C11
47uF L2 VCC
C10 C15
9 GND
100nF 47uF 10uH
10 ONLCD D1 GND GND GND GND DLA10-N
SM4002 R16
11 D4 10K
R9
T5 T6
AVCC 680
12 D5 BAT BC847B C9 BC847B
13 D6 C14 IN_STOP STOP
R17 100nF 100nF
14 D7 2K2
D4 D6
Wyświetlacz LCD 2x8 znaków
R12 LL4148 LL4148
P3 GND GND 1K
6 MOSI
5 MISO
R14
GND GND
4 SCLK
100K
3
2 RESET
1
GND
Złącze programowania
4
3
2
1
AVCC
GND
VCC
GND
VCC
GND
6
5
4
3
18
21
2
1
3
4
5
GND
2