Sensoroptionen zur Ballerkennung

Ich arbeite an einem, wie ich hoffe, einfachen Projekt, da ich mich in diesem Bereich versuche. Ich versuche, ein Ziel (in Form einer Kiste) von etwa 1 m mal 0,5 m zu erstellen, in das Fußbälle geschossen werden (Durchmesser zwischen 10 und 25 cm). Ich möchte in der Lage sein, jeden Ball zu erkennen, der durch die Toröffnung geht. Ich habe mir PIR-Sensoren angesehen, bin mir aber nicht sicher, ob sie ein sich schnell bewegendes Objekt erkennen können (möglicherweise bis zu etwa 3 cm pro Sekunde). Eine weitere Sorge, die ich habe, ist, dass ein Ball möglicherweise im Sensorfeld bleibt, wenn er die Torkante trifft und nicht sauber durch das Sensorfeld geht und das Sensorfeld verlässt. In diesem Fall möchte ich sicherstellen, dass die Sensoren die Bewegung eines anderen Balls erfassen können, der das Tor auf beiden Seiten oder über dem stationären Ball passiert.

Die Idee ist, die Sensoren so zu verbinden, dass jedes "Tor" erkannt wird und dass auch jeder Fehlschuss (Standard, wenn innerhalb eines festgelegten Zeitrahmens kein Tor erzielt wird) erkannt wird.

Ich habe einige ähnliche Fragen zu beweglichen Kugeln und sogar Fußballtoren gelesen, aber diese Probleme wurden nicht angesprochen. Außerdem möchte ich, dass dies im Freien verwendbar ist, dh wetterbeständig ist. Ich habe mir einige wetterfeste Ultraschall-Entfernungsmesser angesehen, obwohl ich mir bei jedem Sensor Sorgen mache, dass Schmutz und andere Materialien den Sensor (die Sensoren) blockieren.

Jede Hilfe wäre sehr willkommen.

Haben Sie Lasersensoren in Betracht gezogen?
3cm/Sekunde? Wenn dies für das Training im Freien (z. B. mit Kindern) und mit echten Fußbällen und echten Schlägen ist, könnten es leicht mehr als 700 bis 1000 cm pro Sekunde (vielleicht 20 Meilen pro Stunde) sein.
Triplebig: Ja, meine Mathematik war weit daneben. Ich habe tatsächlich versucht, basierend auf einer Geschwindigkeit von 100 km pro Stunde zu berechnen, obwohl das weit über der wahrscheinlichen Geschwindigkeit liegt. Ich glaube, das würde etwa 2.777 cm pro Sekunde bedeuten.
Hast du eine Lösung gefunden?

Antworten (2)

Wie wäre es mit modulierten IR-LEDs und ferngesteuerten IR-Empfängern? Montieren Sie IR-LEDs in schwarzen Kunststoffrohren entlang einer kurzen Seite und die Empfänger auf der anderen Seite, ebenfalls in dunklen Rohren. Die LED-Röhren sollten gerade nach unten auf die Detektorröhren gerichtet sein. Bringen Sie genügend davon in gleichmäßigen Abständen an, so dass jeder vorbeilaufende Ball einen Schatten über mindestens einen Sensor, vorzugsweise mindestens 2 Sensoren, wirft. Für einen 25-cm-Ball in einer 50-cm-Öffnung sollten 2 Sätze mit einem Abstand von 12 cm von jeder Seite ausreichen. Wenn der Ball durch das Loch geht, bricht er garantiert mindestens 1 Strahl.

Modulieren Sie dann die LEDs mit der Frequenz, nach der der Detektor sucht. Ich denke, es wird ungefähr 30 oder 40 kHz sein. Sie können einen 555-Timer mit einem anständigen Transistor verwenden, um die LEDs anzusteuern. Dann brauchen Sie nur noch die Ausgänge der Detektoren UND oder ODER zu verknüpfen, um Ihr "Score"-Signal zu erhalten, abhängig von der Polarität der Ausgangslogik der Detektoren.

Der Grund, warum ich IR-Fernbedienungsdetektoren vorschlage, ist, dass sie zwei sehr nützliche Filter haben, um Störungen zu beseitigen. Erstens sind sie im Allgemeinen in Kunststoff eingekapselt, der alles außer der IR-Wellenlänge der LEDs blockiert und viel Hintergrundlicht eliminiert. Zweitens haben sie einen schmalen Bandpassfilter und einen Spitzendetektor, der nur für ein schmales Band von Modulationsfrequenzen empfindlich ist. Selbst wenn beispielsweise viel Sonnenlicht auf den Sensor scheint, sollte er dennoch in der Lage sein, das Signal von den Emittern zu extrahieren .

Bearbeiten: Hier sind alle IR-Fernbedienungssensoren von Digikey. Ich empfehle dringend, ein paar davon anstelle von bloßen Fotodioden oder Fototransistoren zu verwenden, da sie eingebaute Bandpassfilter enthalten:

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

Edit: Link aktualisiert

Ich bin mit IR-LEDs nicht wirklich vertraut, aber es scheint, dass die meisten Vorschläge, die ich erhalten oder recherchiert habe, die Verwendung eines Lichtgitters anstelle von Ultraschall oder PIR nahelegen. Wenn Sie sich auf schwarze Kunststoffrohre beziehen, schlagen Sie vor, dass sie an der Seite (Höhe) des Tors herunterlaufen und gegenüberliegende Rohre auf der anderen Seite die Empfänger enthalten? Sind die IR-LEDs nicht vertraut, reagieren sie empfindlich auf die Ausrichtung mit den Empfängern? Ich muss sicherstellen, dass es robust ist, da Bälle wahrscheinlich häufig den Rahmen des Tors treffen, was die Ausrichtung verschieben könnte. Danke für den tollen Beitrag!
Die Idee wäre, die Röhren zu verwenden, um so viel Licht wie möglich zu blockieren, damit der Detektor nur Licht sehen kann, das vom Emitter auf der anderen Seite kommt. Wenn die Ausrichtung ein Problem darstellt, können Sie größere oder kürzere Rohre verwenden. Stellen Sie außerdem sicher, dass die von Ihnen verwendeten IR-LEDs eine Wellenlänge emittieren, die mit dem Empfänger kompatibel ist, da Sie IR-LEDs mit mehreren verschiedenen Wellenlängen erhalten können.
Danke, interessante Sache. Ich frage mich, ob die handelsüblichen IR-LED-Streifen 850 nm 5050 LED (wasserfest erhältlich) für diese Anwendung verwendet werden könnten. Sie könnten versenkt oder von der Vorder- und Rückseite abgeschirmt werden, um zu verhindern, dass Sonnenlicht sie beeinflusst. Ich sehe keine IR-LED-Empfängerstreifen, gehe aber davon aus, dass auf der anderen Seite eine Reihe von Empfängern einer kompatiblen Wellenlänge verwendet werden könnte.
Ein LED-Streifen ist wahrscheinlich keine sehr gute Idee. Sie möchten einen Sensor pro Detektor haben, und Sie möchten wirklich, dass jeder Detektor nur Licht von einem Emitter empfängt. Andernfalls könnten Sie blinde Flecken bekommen, wo ein vorbeifliegender Ball das Licht für mindestens einen Detektor nicht vollständig blockiert.
Danke Alex. Ich versuche, die Komponenten zu beschaffen, auf die Sie verweisen, den IR-LED-Sender und -Empfänger sowie den Transistortyp, den ich verwenden müsste. Ehrlich gesagt bin ich hier weit außerhalb meiner Liga, aber ich versuche, mich durchzuwursteln. Jede Hilfe zu bestimmten Komponenten wäre willkommen. Muss ich mir auch Sorgen um die mögliche Geschwindigkeit der Bälle machen, die durch den Vorhang gehen? Wie würde ich den Vorhang empfindlich genug machen, um einen Ball erkennen zu können, der sich möglicherweise mit 100 km / h bewegt?
Ein Ball mit 10 cm Durchmesser, der sich mit 100 km/h fortbewegt, benötigt (10 cm*3600 s)/(100 km*1000 m*100 cm*1 Std.) = 0,0036 Sekunden, um einen bestimmten Punkt zu passieren. 3,6 Millisekunden sind nicht lang, aber im Allgemeinen sind IR-Empfänger gut für einige kbps, also sollten sie in Ordnung sein, wenn der Impuls mindestens in der Größenordnung von einer Millisekunde liegt. Bei einer Modulationsfrequenz von 30 kHz wären das 30 Zyklen pro Millisekunde; Das sollte ausreichen, um den Detektor auszulösen. Nun, wenn Sie ein paar Größenordnungen schneller sein müssen, dann müssen Sie etwas mehr Arbeit leisten.
@alex.forencich Hätten Sie bitte den Namen des empfohlenen Sensors? Der folgende Link funktioniert nicht mehr digikey.com/product-search/en/sensors-transducers/… Danke, Brian
Verbindung ist behoben. Ich empfehle kein bestimmtes Produkt, sondern eine ganze Kategorie.

Wenn die Rückseite des Torkastens offen war und den Ball passieren ließ, könnte er von einem Netz gefangen werden, und das bedeutet, dass es keinen Zweifel daran gibt, ob der Ball die Linie überquert hat. Da ein Netz vorhanden ist, hätte der Ball keine Chance, genug Schwung zu haben, um abzulenken.

Sobald der Ball im Netz ist, könnte er von einer empfindlichen Wägezelle erfasst werden.

Vielleicht übersehe ich hier etwas?

Der Torraum wird an beiden Enden offen sein, eigentlich möchte ich die Struktur so schmal wie möglich machen; als würde man durch einen Rahmen schießen. Bälle werden von einem Netz gefangen, dies ist jedoch ein Trainingsgerät, sodass das Netz mehrere Bälle fängt. Einige werden auch härter geschossen als andere und treffen Bälle bereits im Netz, lassen sie vielleicht sogar herumspringen usw. Aus diesem Grund dachte ich nicht, dass ein Sensor hinter dem Torrahmen funktionieren würde.
Sensoroptionen zur Ballerkennung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v