Pomiar prędkości wylotowej za pomocą komputera z mikrofonem
Koliberek

Zainspirowany fragmentem artykułu Adama Piekacza postanowiłem wykonać samodzielnie pomiar prędkości wylotowej śrutu. Postaram się opisać ten eksperyment - tak to potraktowałem - by przybliżyć tę metodę wszystkim, którzy chcieliby w jakimś zakresie kontrolować swoje karabinki, a nie mają dostępu do urządzeń, opisanych w artykule "Pomiar prędkości śrutu - wstęp" na naszej stronie. Pomiar prędkości wykonywany jest poprzez nagranie odgłosu strzału i trafienia w cel a następnie analizie tego nagrania w programie, służącym do obróbki dźwięku. Rzecz jasna odgłosy te muszą być dostatecznie głośne, by dały się nagrać więc wszelkie tłumiki zdejmujemy przed pomiarem. Metoda ta pokrótce została opisana we wspomnianym tekście, przedstawiam tu jednak dokładniejszy opis, z zastosowaniem bardziej zaawansowanych (choć darmowych) programów.

Sprzęt

Na początek należy upewnić się, że mamy wszystkie potrzebne elementy:
  • komputer z kartą dźwiękową
  • mikrofon (w tym przypadku wykorzystałem mikrofon od słuchawek, które kupiłem za 10 zł w hipermarkecie)
  • program do obróbki dźwięku - posłużyłem się tu darmowym Audacity (strona programu)
  • kalkulator - mnie do obliczeń służył OpenCalc, ale można użyć Excela lub zwykłego kalkulatora.
W przypadku posługiwania się arkuszem kalkulacyjnym przyda się podstawowa znajomość formuł, choć większość z nich widać na zrzutach ekranu.

Stanowisko

Następnie zestawiamy "stanowisko testowe" - ustawiamy cel, sami zaś odsuwamy się na odległość kilku metrów. Odległość nie może być zbyt duża (mikrofon nie złapie dostatecznie dobrze dźwięku strzału) ani zbyt mała (odległość w czasie między strzałem a uderzeniem w cel będzie zbyt mała i dokładność pomiaru będzie mniejsza). Mikrofon ustawiamy mniej więcej w połowie odległości między stanowiskiem strzeleckim a celem. Dobrze jest przeprowadzić test, który wykaże, czy oba dźwięki są rejestrowane na właściwym poziomie.

Nagranie

Następnie przystępujemy do testu: włączamy nagrywanie, ustawiamy się na stanowisku i oddajemy 5-10 strzałów do celu. Spokojnie i bez paniki. Następnie wyłączamy nagrywanie i przeglądamy dane.

Zbieranie danych z nagrania



Jak widać na pierwszym obrazku strzał i uderzenie są widoczne na wykresie, choć w moim przypadku słaba jakość mikrofonu sprawiła, że nie najlepiej. Można użyć funkcji Normalizuj (znajduje się w menu Efekty), by zwiększyć nieco głośność dźwięku a tym samym poprawić przejrzystość wykresu. Audacity ma również funkcję powiększ (Ctrl+! lub menu Widok -> Powiększ), która pozwala obejrzeć wykres z większą dokładnością - w tym przypadku rozciągany jest czas. Na wykresie widać strzał (pierwszy skok), jego echo, odbite od ścian, następnie jest przerwa i uderzenie w cel. Właśnie zmierzenie tej przerwy nas interesuje.
Audacity ma w wielu punktach przewagę nad systemowym Windowsowym rejestratorem, który jest w zasadzie tylko po to, żeby pokazać, że Windows obsługuje nagrywanie dźwięku. Jedną z takich cech jest fakt, że ścieżka dźwiękowa wyskalowana jest w sekundach (choć, jeśli ktoś ma ochotę - może to zmienić) nie potrzebujemy więc niczego dodatkowo przeliczać. Wystarczy kliknąć wykres tam, gdzie nastąpił strzał, by na dole, w pasku stanu, odczytać w którym momencie ścieżki dźwiękowej to nastąpiło.



Potem klikamy na początku skoku, oznaczającego uderzenie w cel i również odczytujemy wartość w pasku stanu. Nie ma konieczności zapamiętywania minut, a nawet sekund - całe wydarzenie z pewnością nie trwało tak długo. W moim przypadku było to ok. 0,02 s, zaś wartość odczytałem sobie z dokładnością do 6 cyfr po przecinku. Raczej dla swojego dobrego samopoczucia niż dla dokładności...


Obliczenia

Wyniki następnie zapisujemy - w Calcu, Excelu lub na kartce, jak kto woli. Arkusz kalkulacyjny odwala za nas masę roboty więc polecałbym tę właśnie drogę, tym bardziej, że OpenOffice jest darmowy, a moim zdaniem nie ustępuje MS Office'owi. Wykorzystałem więc OpenCalc. W pierwszej kolumnie zapisałem moment strzału (tylko ułamkową część sekundy), w drugiej zaś moment uderzenia w cel. Problem mógłby być jedynie wtedy, gdyby pełna sekunda minęła dokładnie między strzałem a uderzeniem. Wtedy jednak w drugiej kolumnie zamiast 0,... należałoby zapisać 1,... i wynik byłby prawidłowy. Prosta formuła, widoczna w pasku formuły załatwia wyliczenie czasu przelotu śrutu Po prostu odejmujemy pierwszą wartość od drugiej.



Dodatkowo pod spodem umieściłem średnią, również wyliczoną przez arkusz. W ten sposób mam przegląd i na oko mogę ocenić, czy wyniki są wiarygodne (choć robiąc pomiary na źle spasowanej prowadnicy i chrono bramkowym otrzymywałem takie wyniki, że sam nie wiedziałem, czy mam wierzyć swoim oczom i czy też chrono po prostu się nie zepsuło).



Teraz należy zmierzyć odległość od strzelca do celu. Ja zmierzyłem zwykłą miarką, wyszło mi 4,8 m od celu do wylotu lufy. I tu pojawia się niejaka wątpliwość. Czy powinienem mierzyć do swoich stóp? Do wylotu lufy? I z jaką dokładnością? Ja przyjąłem wynik przybliżony, świadomie decydując się na otrzymanie niedokładnych wyników. Oczywiście - im dokładniejszy będzie pomiar odległości tym dokładniejsze wyliczenia. Odległość (w metrach, nie w centymetrach) wpisujemy do którejkolwiek komórki arkusza.


Wynik

Kolejna formuła i mamy wynik - ponieważ prędkość to m/s dzielimy odległość od strzelca do celu, mierzoną w metrach, przez czas przelotu śrutu, mierzony w sekundach i otrzymujemy wynik.


Od 207 do 220 m/s to rozrzut zdecydowanie zbyt duży jak na pomiar. Jednak po pierwsze - strzeliłem tylko jedną serię, a należało powtórzyć całość kilka razy. Po drugie - biorąc pod uwagę niedokładność pomiaru choćby w trakcie klikania na wykresie należałoby wyciągnąć średnią ważoną, odrzucając skrajne odczyty. Ponieważ jednak średnia arytmetyczna mniej więcej pokrywała się z większością "odczytów" uznałem, że pomiar jest możliwy do przyjęcia.

W moim eksperymencie strzelałem z HW30, śrutem Tomitex Sport, na eksportowej sprężynie, po poprawkach Senia. Żeby sprawdzić jak to wygląda w innych jednostkach wszedłem do kalkulatorów na naszej stronie i, podając masę śrutu, wyliczyłem, że mój karabinek ma ok. 11,5 J. Wygląda to prawdopodobnie, uznałem więc, że eksperyment się udał. Nie miałem możliwości potwierdzenia wyniku choćby na Combro więc prawidłowość pomiaru i wyliczeń w dalszym ciągu stoją pod znakiem zapytania. Niemniej mnie taki wynik satysfakcjonuje. Przy zerowych kosztach i po 15 minutach uzyskałem dane, po które w innym przypadku musiałbym jechać na drugą stronę Warszawy, żeby pożyczyć chrono.

Teraz parę słów podsumowania

Czy ta metoda jest dokładna? Zdecydowanie nie. Nie jesteśmy w stanie dokładnie odmierzyć odległości od karabinka do celu, podczas, gdy bramki chrono mają ściśle ustalony odstęp. Nawet jeśli zamontujemy wiatrówkę w jakimś stojaku i jakimś cudem (przy łamańcach nie bardzo sobie to wyobrażam) uda nam się przeładować ją bez przesuwania to pozostaje jeszcze kwestia pomiaru. Nie dysponując rozsądnej jakości mikrofonem nie możemy zakładać, że rejestracja jest dokładna. Dodatkowo przy wartościach liczonych do 6 miejsc po przecinku kliknięcie o jeden piksel w lewo czy w prawo może mieć wpływ na wynik wyliczenia (co zresztą widać powyżej). W żadnym wypadku więc takie pomiary nie mogą być podstawą rzetelnych wyliczeń.

Czy warto się więc tak bawić? To zależy. Jeśli ktoś ma dostęp do chrono - to pewnie nie. Ale nie każdemu zależy na dokładnych pomiarach, czasem wystarczy orientacja. Jeśli robi się taki pomiar raz na jakiś czas to można obserwować jak zachowuje się sprężyna, czy spada energia wiatrówki, czy wreszcie czas już na zmianę sprężyny, czy też można jeszcze trochę poczekać. Biorąc pod uwagę, że w większości domów jest komputer z kartą dźwiękową i mikrofonem - popularność telefonów internetowych sprawia, że komputery są doposażane w te elementy - to cały sprzęt mamy na miejscu i nie musimy wydawać ani złotówki. Jest to więc rozwiązanie tyleż orientacyjne co dostępne dla każdego.

do góry

[ zobacz księgę | dopisz do księgi ] Ostatnie uaktualnienie: 14.09.2016 printer2.gif, 1 kB
Drukuj tę stronę
aktualnie stronę przegląda Warning: fopen(howmanylog1.txt): failed to open stream: Permission denied in /volume1/web/airguns/howmany.php on line 37 Warning: fputs() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /volume1/web/airguns/howmany.php on line 38 Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /volume1/web/airguns/howmany.php on line 39 1 Warning: fopen(howmanylog1.txt): failed to open stream: Permission denied in /volume1/web/airguns/howmany.php on line 79 Warning: fputs() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /volume1/web/airguns/howmany.php on line 80 Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /volume1/web/airguns/howmany.php on line 81 osób.

Wszystkie materiały opublikowane na tej witrynie są objęte prawem autorskim i zostały zamieszczone za zgodą ich autorów. Kopiowanie i publikowanie materiałów bez zgody ich autorów jest wzbronione.
Strona optymalizowana dla przeglądarki Firefox najlepiej wygląda w rozdzielczości 1280x1024