Опции датчика для обнаружения мяча

Я работаю над тем, что, я надеюсь, будет простым проектом, так как я балуюсь в этой области. Я пытаюсь создать цель (в форме коробки) размером примерно 1 м на 0,5 метра, в которую будут стрелять футбольные мячи (диаметром от 10 до 25 см). Я хочу иметь возможность обнаруживать любой мяч, который проходит через отверстие в воротах. Я смотрел на датчики PIR, но не уверен, смогут ли они обнаружить быстро движущийся объект (потенциально до 3 см в секунду). Еще одна проблема, которую я беспокою, заключается в том, что мяч может остаться в поле датчика (ов), если он ударится о край ворот и не пройдет чисто через поле датчика и не выйдет из него. Если это произойдет, я хотел бы убедиться, что датчики могут уловить движение другого мяча, который проходит через ворота с любой стороны или над неподвижным мячом.

Идея состоит в том, чтобы подключить датчики так, чтобы каждый «гол» обнаруживался, а также обнаруживался любой промах (по умолчанию, если ни один гол не забит в течение установленного периода времени).

Я читал некоторые похожие вопросы о движущихся пулях и даже футбольных воротах, но эти проблемы не рассматривались. Кроме того, я хотел бы, чтобы его можно было использовать на открытом воздухе, то есть устойчивым к погодным условиям. Я просмотрел некоторые ультразвуковые дальномеры с защитой от непогоды, хотя с любым датчиком меня беспокоит грязь и другие материалы, препятствующие работе датчика (датчиков).

Любая помощь будет принята с благодарностью.

вы рассматривали лазерные датчики?
3см/сек? Если это для тренировок на свежем воздухе (например, с детьми) и с использованием настоящих футбольных мячей и реальных ударов, это может быть от 700 до 1000 см в секунду (возможно, 20 миль в час).
Triplebig: Да, я ошибся в математике. На самом деле я пытался рассчитать на основе скорости 100 км в час, хотя это намного больше вероятной скорости. Я полагаю, что это будет примерно 2777 см в секунду.
Вы нашли решение?

Ответы (2)

Как насчет модулированных ИК-светодиодов и ИК-приемников с дистанционным управлением? Смонтируйте ИК-светодиоды в черных пластиковых трубках вдоль одной короткой стороны и приемники с другой стороны, также в темных трубках. Светодиодные трубки должны быть направлены прямо вниз по детекторным трубкам. Установите достаточное их количество с равномерным интервалом, чтобы любой проходящий через него мяч отбрасывал тень как минимум на один датчик, а лучше как минимум на 2 датчика. Для мяча диаметром 25 см в проеме 50 см должно хватить 2 комплектов, расположенных на расстоянии 12 см с каждой стороны. Если мяч пройдет через отверстие, он гарантированно сломает как минимум 1 балку.

Затем модулируйте светодиоды на частоте, которую ищет детектор. Я думаю, что это будет около 30 или 40 кГц. Вы можете использовать таймер 555 с приличным транзистором для управления светодиодами. Затем все, что вам нужно сделать, это объединить И или ИЛИ выходы детекторов, чтобы получить сигнал «оценки», в зависимости от полярности выходной логики детекторов.

Причина, по которой я предлагаю ИК-детекторы с дистанционным управлением, заключается в том, что у них есть два очень полезных фильтра для избавления от помех. Во-первых, они, как правило, заключены в пластик, который блокирует все, кроме длины волны инфракрасного излучения светодиодов, что устраняет много фонового света. Во-вторых, они имеют узкополосный фильтр и пиковый детектор, чувствительный только к узкой полосе частот модуляции, поэтому даже если на датчик падает много солнечного света, он все равно должен извлекать сигнал от излучателей. .

Редактировать: Вот все датчики ИК-приемника от Digikey. Я настоятельно рекомендую использовать их вместо голых фотодиодов или фототранзисторов из-за их встроенных полосовых фильтров:

https://www.digikey.com/en/products/filter/optical-sensors-photo-detectors-remote-receiver/541

Изменить: обновленная ссылка

Я не очень хорошо знаком с ИК-светодиодами, но кажется, что большинство предложений, которые я получил или исследовал, предполагают использование какой-либо световой сетки, а не ультразвуковой или PIR. Когда вы говорите о черных пластиковых трубах, вы предполагаете, что они проходят по стороне (по высоте) ворот, а противоположные трубы на другой стороне содержат приемники? Опять же, не будучи знакомым с ИК-светодиодами, чувствительны ли они к выравниванию с приемниками? Мне нужно убедиться, что она прочная, так как мячи, скорее всего, будут часто попадать в раму ворот, что может привести к смещению выравнивания. Спасибо за отличный вклад!
Идея заключалась в том, чтобы использовать трубки, чтобы блокировать как можно больше света, чтобы детектор мог видеть только свет, исходящий от излучателя на дальней стороне. Если выравнивание является проблемой, вы можете использовать трубы большего диаметра или более короткие. Кроме того, убедитесь, что используемые вами ИК-светодиоды излучают длину волны, совместимую с приемником, поскольку вы можете получить ИК-светодиоды с несколькими разными длинами волн.
Спасибо, интересный материал. Интересно, можно ли использовать имеющиеся в продаже ИК-светодиоды 850 нм 5050 LED (водонепроницаемые) для этого приложения. Они могут быть утоплены или защищены спереди и сзади, чтобы на них не падал солнечный свет. Я не вижу полосок с ИК-подсветкой, но предполагаю, что с другой стороны можно было бы использовать серию приемников с совместимой длиной волны.
Светодиодная лента, наверное, не очень хорошая идея. Вы хотите иметь один датчик на детектор, и вы действительно хотите, чтобы каждый детектор получал свет только от одного излучателя. В противном случае вы можете получить слепые зоны, где проходящий мяч не полностью блокирует свет хотя бы для одного детектора.
Спасибо, Алекс. Я пытаюсь найти компоненты, на которые вы ссылаетесь, передатчик и приемник с ИК-подсветкой, а также тип транзистора, который мне нужно использовать. Откровенно говоря, я далеко не в своей лиге, но пытаюсь с этим справиться. Будем признательны за любую помощь по конкретным компонентам. Кроме того, как я должен быть обеспокоен возможной скоростью шаров, проходящих через занавес? Как мне сделать занавес достаточно чувствительным, чтобы он мог обнаружить мяч, который может двигаться со скоростью 100 км в час?
Шару диаметром 10 см, движущемуся со скоростью 100 км/ч, потребуется (10 см * 3600 с) / (100 км * 1000 м * 100 см * 1 ч) = 0,0036 с, чтобы пройти заданную точку. 3,6 миллисекунды — это немного, но, как правило, ИК-приемники хороши для нескольких кбит/с, поэтому они должны быть в порядке, если импульс хотя бы порядка миллисекунды. При частоте модуляции 30 кГц это будет 30 циклов в миллисекунду; этого должно быть достаточно для срабатывания детектора. Теперь, если вам нужно работать на пару порядков быстрее, вам нужно будет проделать дополнительную работу.
@alex.forencich Не могли бы вы назвать название рекомендуемого датчика, пожалуйста? Ссылка ниже больше не работает digikey.com/product-search/en/sensors-transducers/… Спасибо, Брайан.
Ссылка исправлена. Я рекомендую не конкретный продукт, а целую категорию.

Если задняя часть ворот была открыта и позволяла мячу пройти, он мог быть пойман сеткой, и это означает, что нет никаких сомнений в том, что мяч пересек линию. Поскольку сетка присутствует, у мяча не было бы шансов, что у него будет достаточно импульса, чтобы отклониться.

Как только мяч попадает в сетку, он может быть обнаружен чувствительным тензодатчиком.

Может быть, я что-то упускаю здесь?

Коробка ворот будет открыта с обоих концов, на самом деле я хотел бы сделать конструкцию как можно более узкой; как стрельба через кадр. Мячи будут ловиться сеткой, однако это будет тренировочное устройство, поэтому сетка будет захватывать несколько мячей. Кроме того, некоторые будут бить сильнее, чем другие, и будут попадать по мячам, уже попавшим в сетку, возможно, даже заставляя их подпрыгивать и т. д. По этой причине я не думал, что наличие датчика за рамой ворот будет работать.
Опции датчика для обнаружения мяча
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v