Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Testy zestawów wiatrówkowych. Opinie, funkcjonalność, skupienia. Najlepiej poparte zdjęciami.
ODPOWIEDZ
Awatar użytkownika
Gudyn
Posty: 302
Rejestracja: 31 gru 2013, 12:57
Lokalizacja: Stare Kurowo

Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: Gudyn » 03 lip 2017, 12:43

Witam.
Z racji tego, że nie mam chrono, a potrzebuję od czasu do czasu zmierzyć energię wiatrówek, postanowiłem zainteresować się znanym tematem mierzenia za pomocą nagrywania dźwięku.

Metoda dedykowana dla tych, którzy nie chcą wydawać setek zł na chrono, aby raz na ruski miesiąc zmierzyć energię wiatrówki, a nie mają dostępu u znajomych. Oczywiście w żadnym wypadku nie neguję sensowności kupowania chrono.
Tematów powstało chyba już sporo, różne poradniki, ale zawsze w konkluzji metodę tą odrzucano ze względu na małą dokładność czy prawdziwość otrzymywanych wyników. Ja na wstępie muszę powiedzieć, że moje pomiary v0 za pomocą dźwięku dwóch karabinków (Crosman i Haenel) były identyczne ze wskazaniami na chrono Kolegi z Wrocławia. Rozrzut otrzymanych wyników był taki sam jak rozrzut prędkości mierzonej na chrono (na chrono udało się zweryfikować wyniki zaledwie kilka dni później, a nie po pół roku).

Najpierw warto określić warunki, potrzebny sprzęt oraz stanowisko pomiarowe. Pomiary v0 w tym przypadku polecam dokonać na dystansie ok 5m, mniejszy dystans jest też możliwy, ale przy większych prędkościach śrutu mogą być kłopoty z odczytaniem pików, poza tym chodzi tutaj też o bezpieczeństwo i rykoszety śrutu odbitego od stalowego celu. Odległość większa niż 5m nie jest zalecana ze względu na to, że śrut zwalnia podczas swojego lotu i mogą pojawić się większe przekłamania w wynikach. Ponadto, większa odległość generuje też większe błędy w pomiarze odległości. Wydaje mi się, że te 5m to jest wartość optymalna.
Do ochrony – koniecznie okulary, można ew. ustawić jakąś zasłonę, za którą można się schować. Generalnie karabinki o większej energii przebiją puszkę po konserwie lub tym bardziej po piwie i ze względów bezpieczeństwa zalecam właśnie takie cele. Do pistoletów zdecydowanie polecam puszkę po piwie.
Do zapisania dźwięku wystarczy telefon, dyktafon itd., jakiekolwiek urządzenie, które w miarę dobrze nagrywa dźwięki, w odpowiedniej (niewygórowanej) jakości. Ja posłużyłem się smartfonem Samsung już kilku letnim.
Do analizy dźwięku – komputer z prostym oprogramowaniem (polecam darmowe audacity, którego używam od lat do wielu prac przy obróbce dźwięku).
Do mierzenia odległości (max 5m) można wykorzystać miarkę zwijaną, taśmową lub cokolwiek innego, ja akurat jestem w posiadaniu budowlanego miernika laserowego, który bardzo przyspiesza pomiary i daje dużą dokładność. Ponadto używam go kiedy jadę na jakieś pole i potrzebuję zmierzyć dystans, na który będę strzelał, a nie mam stałej „strzelnicy” z opisanymi odległościami. Taki miernik pozwalający na pomiary do 60m to koszt nieco ponad 100zł, a przydatność także do innych celów jest naprawdę duża.
Kolejną rzeczą jaka będzie potrzebna to jakiś stołek lub coś podobnego, co ustawimy w konkretnym, wymierzonym miejscu i będziemy mogli oprzeć na tym koniec lufy karabinka, aby zachować idealną, stałą odległość od celu.
Cel – najlepsza będzie chyba jakaś puszka po konserwie, kawałek niezbyt grubej blachy czy jakiś garnek (raczej nie polecam), ponieważ wszystkie te rzeczy po uderzeniu śrutu dają silny, konkretny dźwięk, którzy dobrze potem widać przy odczytywaniu zapisanego dźwięku. Znowu trzeba pamiętać o bezpieczeństwie wybierając cel. Należy wziąć taki, który nie rykoszetuje, a na pewno nie w kierunku strzelca, należy dobrać rodzaj materiału (puszki) do energii wiatrówki.
Coś na czym postawimy puszkę (albo na czym ją zatkniemy, aby nie odskakiwała za każdym uderzeniem śrutu) aby było ją widać np. z trawy i była z grubsza na tym samym poziomie co lufa. Ja używam dwóch stalowych prętów wbitych w ziemię na sztywno, aby nie przechylały się przy strzale. Są one wbite na nieco większy rozstaw niż średnica puszki, aby złapały ją sztywno i nie latała, aby nie zmieniać dystansu od lufy.
Kijek lub pręt, którym podeprzemy telefon (inne urządzenie nagrywające) w pozycji mikrofonem do góry.
Najlepszym miejscem do dokonania pomiarów jest otwarta przestrzeń, jakieś pole bez zabudowań, drzew czy skraju lasu w pobliżu. Taka lokalizacja pozwoli na wyeliminowanie echa wystrzału i wszelkich innych pogłosów, które potem mogą namieszać przy analizie pików dźwięku. Najgorszym rozwiązaniem jest strzelanie w piwnicy czy pomiędzy budynkami.
Teraz ustawienie stanowiska pomiarowego.
Najpierw wbijamy pręty podtrzymujące puszkę (cel) tak, aby pozycja była stała, by powierzchnia celu, w którą będziemy strzelać nie mogła się przemieszczać w zbyt dużym zakresie. Cel będzie naszym odnośnikiem w dokonywanych pomiarach stanowiska.
Następnie w odległości 2,5m od powierzchni puszki (celu), w którą będziemy strzelać (musi być to pomiar dość dokładny, możliwie najbardziej, do 1cm) ustawiamy urządzenie do nagrywania i podpieramy je kijkiem czy prętem. Ja telefon postawiłem pionowo, do góry nogami, mikrofonem do góry. Należy pamiętać, żeby zminimalizować ryzyko uderzenia rykoszetującego śrutu w urządzenie (i w siebie samego) poprzez odpowiednie ustawienie puszki i celowanie nie idealnie w czoło, tylko troszkę na bok. Mierząc kolejne 2,5m od telefonu w linii prostej od celu, ustawiłem krawędź stołka, z którego strzelałem. W ten sposób uzyskaliśmy konfigurację stanowiska o długości 5m, z urządzeniem nagrywającym dokładnie pomiędzy wylotem lufy, a celem. Dzięki temu zniwelujemy całkowicie opóźnienie dźwięku, tzn. fala dźwiękowa od celu będzie docierała do telefonu z takim samym opóźnieniem co fala dźwiękowa od wylotu lufy i tym samym się zniesie. Tutaj warto oczywiście wspomnieć, że tłumik na lufie może skutecznie utrudniać lub wręcz uniemożliwić dokonanie pomiaru energii tą metodą. Ustawienie mikrofonu ma duże znaczenie, ponieważ prędkość dźwięku w temp. ok 15 stopni to w przybliżeniu 340 m/s, a więc jest to prędkość rzędu wielkości prędkości wylotowej śrutu (ok 150-250 m/s) i nie można pominąć tego faktu. Gdybyśmy ustawili mikrofon w innym miejscu, gdzie odległość od wylotu lufy i celu byłaby nierówna, wówczas musielibyśmy dokonywać obliczeń i uwzględniać opóźnienie dźwięku i niepotrzebnie komplikować sobie cały proces wyliczania v0.
Przechodzimy do przeprowadzenia prób. Ilość prób jest oczywiście dowolna, ale wydaje mi się, że warto zrobić ich min 3, a nie ma też chyba sensu więcej niż 10, bo analiza zapisu dźwięku na wykresie stanie się uciążliwa. Zakładamy okulary, włączamy nagrywanie, ładujemy wiatrówkę i ustawiamy wylot lufy na krawędzi stołka. Jak wyżej wspomniałem, celujemy delikatnie bardziej w bok puszki, jeżeli istnieje ryzyko, że śrut jej nie przebije. Oddajemy strzał i znowu ładujemy. Dokonujemy kilka prób i wyłączamy nagrywanie. Możemy zapisać wszystkie próby w jednym pliku, aby nie latać i nie włączać i wyłączać w kółko nagrywania. Nie utrudni nam to odczytu i analizy ścieżki dźwiękowej.
Plik zgrywamy na komputer, a następnie otwieramy za pomocą odpowiedniego programu. Pojawi nam się graficzny zapis dźwięku, gdzie od razu zauważymy wysokie piki w ilości odpowiadającej ilości strzałów wykonanych podczas prób. Po powiększeniu zobaczymy, że w jednym piku występują tak naprawdę dwa, w bardzo niewielkiej odległości od siebie. Jeden odpowiada oczywiście wystrzałowi, a drugi uderzeniu w cel. Mogą się też pojawić znacznie niższe piki echa czy pogłosu, ale nie powinny one zaburzać odczytu jeżeli testy przeprowadzaliśmy w odpowiednim miejscu.
W audacity na osi poziomej mamy czas, jest możliwość powiększenia i rozciągnięcia dźwięku w czasie, dzięki czemu możemy bardzo precyzyjnie określić czas wystąpienia pojedynczego drgnięcia dźwięku. Ja do pomiaru czasu wylotu śrutu z lufy biorę pierwszy, największy szczyt, wyraźnie wybijający się ponad tło. Spisuję czas wystąpienia piku np. do Excela i przechodzę do określenia czasu dla piku uderzenia w cel. Tutaj też biorę pierwszy, najwyższy, wyraźnie wybijający się pik. W Excelu można sobie napisać prostą formułkę, która odejmie nam czas wystrzału od czasu uderzenia (od większego odejmujemy mniejszy), a następnie podzieli odległość (5m) przez tę różnicę czasów (sekundy), co da nam prędkość w m/s. Np. dla 210 m/s czas pomiędzy wystrzałem, a uderzeniem to ok. 0,0238 s, dla 120 m/s to ok. 0,0417 s. Dobrze powiększać wykresy dźwiękowe do maksymalnego poziomu, aby odczytać czasy nawet do 5-6 miejsc po przecinku. Oczywiście to już apteka, ale zwiększa dokładność wyliczonej prędkości. Pamiętajmy, w przypadku tej metody pomiaru v0 każda precyzja, dokładność naszych pomiarów da nam bardziej dokładne i prawdziwe wyniki.

W moim przypadku zebrane wyniki odwzorowały idealnie prędkość śrutu dla wiatrówek sprężynowych o dwóch różnych energiach, tzn. 3,7J (zmierzone prędkości 120-122 m/s) oraz 12J (217-219 m/s) w stosunku do chrono. Nie ma tutaj zbyt wielkiej filozofii, ponieważ musimy po prostu określić moment (na osi czasu pliku dźwiękowego) początku powstania dźwięku wystrzału, gdyż silna fala dźwiękowa rozprężającego się powietrza (czy ogólnie gazu) pojawia się w momencie opuszczenia lufy przez śrut. Drugi czas to moment uderzenia w cel, kiedy ten zaczyna „dzwonić” i drgać co widać także na wykresie jako długi dźwięk powoli zanikający. Z odległości 2,5m od wiatrówki mikrofon nie powinien zbierać innych dźwięków i zapisywać ich na tak wysokim poziomie jak te dwa, a więc mamy bardzo klarowny przebieg, łatwy do interpretacji.

Zalety:
- metoda bardzo tania 😊
- sprzęt potrzebny do pomiarów każdy ma, a więc brak dodatkowych kosztów
- duża dokładność
- metoda niewrażliwa na czynniki zewnętrzne, jak np. słońce
- wiatrówki CO2 nie spowodują przekłamań podmuchem zimnego gazu
Wady:
- dokładność zależna od precyzji pomiarów odległości oraz odpowiedniej analizy ścieżki dźwiękowej
- nieco czasochłonna
- utrudnienia w przypadku wiatrówek z tłumikiem

Czekam na jakieś komentarze (też negatywne) dotyczące tej metody pomiaru, sugestie, wnioski i porównanie własnych pomiarów do chrono, jeżeli ktoś ma taką możliwość. Zdaję sobie sprawę, że ten temat został dość dokładnie opisany już na airguns.pl, jednak nieco rozszerzyłem ten temat i na własnym przykładzie stwierdzam, że dokładność i sensowność pomiarów tą metodą jest bardzo duża. Na pewno pozwoli przybliżyć energię wiatrówki, jeżeli ktoś montuje nową sprężynę i naprawdę nie ma pojęcia czy jest jeszcze w limicie, czy ledwo osiąga limit niemiecki :P
Somewhere in the Zone hunting for bloodsuckers... | Summit custom+DOC/Łucznik wz.70/1911/Peacemaker/Haenel 49a

Awatar użytkownika
wiatq
Posty: 73
Rejestracja: 14 maja 2016, 17:51

Re: Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: wiatq » 03 lip 2017, 13:07

To ja podsumuję to wszystko co napisałeś krótko:
Aplikacja na telefon o nazwie Chrono Connect.
TX200+Varmint 6-24x44
Gamo PR45+Havke 1x30
QB57 tuning własny :)

Awatar użytkownika
xork
Posty: 84
Rejestracja: 11 lip 2016, 9:39
Lokalizacja: Nowy Otwór Maz..

Re: Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: xork » 05 lip 2017, 7:14

dla tej aplikacji potrzebne jest 20m i otwarta przestrzen bez echo,aby wyniki były choćby zbliżone do rzeczywistych +-5%
No a pompolino z aliexpresa za 2 dolce i alu folia plus 2 rezystory ,też jest opcją .
Nie śpię, bo trzymam kredens!

Awatar użytkownika
Gudyn
Posty: 302
Rejestracja: 31 gru 2013, 12:57
Lokalizacja: Stare Kurowo

Re: Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: Gudyn » 05 lip 2017, 7:20

Sam dystans 20m już daje duże przekłamanie prędkości, bo pocisk zwalnia bardzo mocno, do 5m jest to jeszcze wartość pomijalna. Poza tym zasada działania metod taka sama, tylko samemu wydaje mi się, że można bardziej precyzyjnie określić czasy, a program robi to z automatu, lepiej lub gorzej. Na pewno program też jest przydatny i daje szybszy, choć mniej dokładny pomiar. Poza tym ja np. nie mam telefonu z Androidem :P
Somewhere in the Zone hunting for bloodsuckers... | Summit custom+DOC/Łucznik wz.70/1911/Peacemaker/Haenel 49a

Awatar użytkownika
Qbuś
-#zasłużony
-#zasłużony
Posty: 5252
Rejestracja: 28 paź 2007, 15:37
Lokalizacja: Wrocław

Re: Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: Qbuś » 05 lip 2017, 7:28

:hm: Ta "aplikacja" była już wiele razy sprawdzana, testowana, itp... Nie daje jednoznacznych wyników, nawet kilkukrotne pomiary w tych samych warunkach dają różne wyniki. Do celów mniej-więcej kontrolnych może być, ale, żeby pomiar był wiarygodny się nie nadaję, ale to jest moje zdanie, bo mam chrono :D .
Ps. Metoda Tomka wydaje się bardziej dokładna , sprawdzona i porównana przez niego z urządzeniami pomiarowymi, wyniki są podobne :D .
Czas na małe "conieco" :D .(Już nie mam Hatsana :( ) Ale mam "UZI" i chinkę "magnum" !

Awatar użytkownika
xork
Posty: 84
Rejestracja: 11 lip 2016, 9:39
Lokalizacja: Nowy Otwór Maz..

Re: Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: xork » 05 lip 2017, 7:29

ktoś też używal wejścia audio ale bez microphonu/a;)i chyba też alu folii ,wowczas odpada problem znalezienia odpowiedniego momentu w zapisie audio,
Nie śpię, bo trzymam kredens!

Awatar użytkownika
Gudyn
Posty: 302
Rejestracja: 31 gru 2013, 12:57
Lokalizacja: Stare Kurowo

Re: Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: Gudyn » 05 lip 2017, 7:33

Coś kojarzę, było robienie bramek z kartonu i oklejania folią, ale wydaje mi się, że w porównaniu do tego, znalezienie momentu wystrzału jest naprawdę proste, bo piki są wysokie i łatwo rozpoznawalne :) Postaram się wrzucić fotki jak najszybciej się da.
Somewhere in the Zone hunting for bloodsuckers... | Summit custom+DOC/Łucznik wz.70/1911/Peacemaker/Haenel 49a

Awatar użytkownika
xork
Posty: 84
Rejestracja: 11 lip 2016, 9:39
Lokalizacja: Nowy Otwór Maz..

Re: Chrono – mierzenie prędkości wylotowej za pomocą dźwięku

Post autor: xork » 05 lip 2017, 7:39

ja wyciełem otwory w dwustronnych pcb i folie moglem spinaczami do prania wieszać ,iR diody są jednak lepszym rozwiązaniem bo lenistwo nie pozwala na dotykanie nożyczek...tfu
Nie śpię, bo trzymam kredens!

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości