Detecta drones que pasan por hula-hops

Detectar el avión no tripulado haciendo que se rompa un haz de luz suena como el camino a seguir. Debería ser lo suficientemente fácil para construir emisores y detectores en el aro. Si los aviones no tripulados son pequeños en relación con el tamaño del aro, entonces necesitas múltiples haces de luz para que cualquier avión no tripulado dentro del aro rompa al menos uno de ellos.

Tres emisores pueden ser suficientes con suficientes detectores espaciados alrededor. Usted parpadea cada emisor por un corto tiempo, luego busca la señal de los detectores inmediatamente antes de cada señal, durante y después. Es necesario que haya un aumento suficiente durante el blip relativo a antes y después para considerar que el haz en particular no está roto.

Cada bache no debería tener que ser más de un microsegundo o quizás unos pocos, según el tiempo de establecimiento y, por lo tanto, la inmunidad al ruido que desea de los detectores. Digamos que hacer un blip completo antes, después y durante las mediciones toma 20 µs. En realidad, creo que fácilmente podría ser la mitad de eso, pero estoy tratando de comenzar con valores pesimistas para ver dónde está esto. Con 3 emisores, eso significa que puede verificar todos los haces de luz cada 60 µs o 17 kHz. Eso debería ser lo suficientemente bueno.

Para hacer una prueba de cordura, veamos qué tan rápido tendría que ir un drone a moverse 10 mm durante un ciclo de exploración. (10 mm) / (60 µs) = 167 m / s. Eso suena bastante rápido para un avión no tripulado, y deberían ocluir un haz de más de 10 mm. Tenga en cuenta que a la velocidad del sonido, un dron solo se movería unos 20 mm durante un ciclo de exploración.

Parece como si quisieras algo simple, incluso lo más simple posible.

Aquí está mi opinión sobre él:

• Coloque un altavoz piezoeléctrico en cada drone, digamos uno de estos o estos , estos en particular en los enlaces tienen un rango de frecuencia incorrecto ... Es posible que tenga que editar los enlaces.
  • Iría con el primer enlace porque ocupa menos espacio.
• Haz un oscilador para cada dron en el rango de 20-30 kHz
  • Si tienes N drones, necesitarás N frecuencias diferentes
• Coloque un micrófono cerca de cada hula-saltos.
  • Un micrófono típico podría poder grabar hasta 30 kHz, Yo no sé. No soy un audiófilo.
  • La razón por la que digo que 30 kHz es para que no lo escuches, si estás bien con los pitidos, puedes bajarlo a 10-20 kHz, que todos los micrófonos deberían poder detectar.
• Agrega un poco de cartón alrededor de los saltos de hula para que los drones se vean obligados a pasar por ellos.

Si tiene la configuración anterior, puede, por ejemplo, colocar un µC en cada hula-hop con una batería y simplemente ejecutar FFT en el µC. Cuando detecta un pitido, digamos que 25 kHz se hacen más fuertes y luego se vuelven más débiles, entonces debe haber pasado por el hula-hop, ¿verdad? Es muy fácil de configurar.

Una configuración simple para la FFT sería muestrear el micrófono a 64 kHz y luego hacer una FFT de 64 puntos y tirar los 31 valores superiores. Entonces podrá ver cada amplitud (y fase) para cada kHz, por lo que 1 kHz, 2 khz ... y hasta 32 kHz. Con 10 drones, uno puede hacer un pitido a 20 kHz, otro a 21 kHz, otro a 22 kHz, etc.

Otra configuración simple sería utilizar un filtro de Goertzel para cada canal, esto sería más fácil de implementar y más eficiente para ejecutar en cualquier µC que utilizarías. La ecuación básica que utilizarías sería G = x + wG donde G y w son complejos y x es el voltaje muestreado del micrófono. w sería igual a la frecuencia de rotación. La magnitud de G aumentaría a medida que un dron en particular se acercara al hula-hop y luego disminuyera a medida que pasaba. Busque en el enlace de arriba para obtener más información sobre el valor de w . Tenga en cuenta que la magnitud de w debe ser ligeramente menor que 1. Luego, usará otro G y otro w para otro canal para algún otro drone. Muy fácil de configurar.

Los problemas que podrían surgir de esta solución audible es el efecto Doppler. En otras palabras, la frecuencia de los pitidos cambiará a medida que los drones se mueven hacia los micrófonos y se alejan de ellos. Esto significa que sus contenedores en el filtro FFT o Goertzel se filtrarán entre sí. Pero no pienso será un problema importante.

Supongo que habrá suficiente luz ambiental, o mejor, los leds en el hula están orientados hacia el área cerrada del hula. Coloque 2 sensores de luz visible en el hula colocándolos frente a ellos mismos 180 ° y su ángulo de visión sea paralelo al área cerrada del hula. Cuando pasa un drone, el patrón de salida de los sensores será un patrón bien definido: tendrán la medición más baja al mismo tiempo.