フリスビーのRPMを測定するにはどうすればよいですか？

フリスビーに貼り付けることができる小さなデバイスを作成して、スローされたときのフリスビーのRPM /速度などの統計を測定できるようにします。これは現実的に可能でしょうか？

フリスビーからスマートフォンにデータを転送するために、近距離無線通信を検討していましたが、それは単なるアイデアです。フリスビー自体の飛行に影響を与えない程度に小さいものを作るのは難しいようです。誰でもこれについてのアイデアを考えることができますか？

私の最初の一歩からアイデアがあります。小さなトーンジェネレーターと小さなスピーカーをフリスビーの上に、スピーカーを端の周りに作ります（もちろん、反対側のバランスの取れた質量）。

フリスビーを回転させると、作成されている音を録音できます。フリスビーの回転速度に応じて、ドップラー機能が使用できます。記録されたデータを分析できれば、回転速度を知ることができるはずです。

フリスビーのRPMは10rps程度であるため、フリスビーに白黒のパターンをスプレーし、ビデオで見ることができます。60fps（120フィールド/秒）のビデオカメラは、非常に確実にキャプチャできるはずです。

夜間には、超高輝度LEDと機械的にバランスの取れたリチウム電池を取り付けます。

これを行う方法を説明した論文がここにあります：計測されたフリスビーでの飛行力学測定。テクニックはうまくいきました。これを出発点として使用します。

基本的には、マイクロコントローラ（BS2IC）と2軸加速度計（ADXL202）で、シリコン接着剤でフリスビーの中心に取り付けられ、テープで取り付けられたバッテリー（CR2032）によってバランスが取られていました。ハードウェアは、低消費電力のために特別に選択されました。

小さなスイッチがエッジの近くに取り付けられ、投げる瞬間の近くで簡単に起動できるようになりました。また、電力消費を削減し、データロギングのスペースが限られているためです。

あなたの質問を読む際の私自身のアイデアは、フリスビーの端の近くに1軸の加速度計/圧力センサーを取り付けて遠心力を測定することでしたが、端の近くに取り付けるとバランスがより難しくなります。2軸加速度計は大きな進歩ではなく、最終的にはより多くのデータを取得できます。

Zigbee（またはBluetooth;初期セットアップにはあまり便利ではなく、少なくともボタンや他のロジックを追加して、ペアリングを使用可能にするが、多くの人がネイティブでサポートする必要がある）などの低電力近距離無線システムを使用できますデバイス（スマートフォンなど）を使用して、近くのデバイスにデータをストリーミングします。または、マイクロコントローラーにデータを記録して、後で取得することもできます。

いずれにせよ、その論文はいくつかの興味深いデータを得ました。特に、加速度計の測定値の定常期間中に直接データをより簡単に抽出できるという著者の観察に注意してください。

このグラフは、遠心力だけでなく、飛行中に最初のぐらつきが安定していることを示しています。

光/音センサーでそれを過度に複雑化することは本当に必要ではないようです。ただし、そうする場合、未処理データをログ/送信し、受信デバイスで実際の処理を行って、消費電力とマイクロプロセッサのパフォーマンス要件を制限しますが、メモリ要件が増加します（ログ用）。

FSMの両端にある2つの小さなSMD IC、1つは加速度計、もう1つはジャイロスコープ、マイクロコントローラ、EEPROM、コイン型電池はフリスビーの中央で均等にバランスが取られています。最小限の重量と空気摩擦。マイクロコントローラにICの出力をEEPROMに記録させます。グラフ化された加速度計とジャイロスコープの出力の組み合わせにより、速度とrpmの概算が得られます。

FPCは必要ありません。マグネットワイヤを接続した薄いカスタムPCBも機能します。とにかくせいぜいグラムとオンスを話します。

ワイヤレスアクセスには、Bluetooth Low Energyを備えたマイクロコントローラーまたはSoCが最適です。Texas Instrumentsのセンサータグで、BTLE対応のSoCおよびI²C加速度計とジャイロスコープを備えた完全な開発キットと、単一のCR2032コインセルを搭載したiPhone / Androidアプリの例をご覧ください。ケースに入れ、フリスビーにテープで貼り付け、残りは無料アプリからデータを取得します。

：ちょうど、そこにそれがどのように実現可能なないアイデアアイデアを投げていないMEMSジャイロスコープは、角速度を測定できる小型で費用対効果の高い、低電力センサであるが。角速度ではなく線形を意味すると仮定すると、速度の測定については、このようにGPSモジュールを使用することは非常に複雑ではないと考えることができます。2つの連続した位置が与えられ、各測定がいつ行われたかがわかれば、線形速度を簡単に計算できます。

半径方向の加速度計で回転速度を測定できます。フリスビーの中心から「外側」の加速度は、回転を示します（または、フリスビーが斜めになっていますが、平均化できます）。中心から加速度計までの距離がわかっているので、単純な回転加速度の計算です。

これらの多くは、非常に軽くて小さくできるはずです。

放射状と垂直の間のある角度を指す加速度計は、回転するにつれて重力成分が変化します。飛行が正確に水平である場合を除いて、放射状のものでもこれがあります。

ほとんどの場合、光センサーも同じことを行います。地上のフィーチャ間、または地上から空に戻ったり戻ったりすると、輝度の変化が見られ、これらには相関する回転速度成分があります。

変調周波数を放射状に放射するLEDは、かなりの距離で電子的に検出できます。変調を探すことも、ビデオを使ってフレーム内のLEDシグネチャを探すこともできます（おそらくもっと難しいでしょう）。

それを照らす文房具変調ソースを提供する場合、フリスビーに検出器を配置できます。他の人がビームの追跡を支援することが容認できる場合、ビームをより厳しくすることができ、それらを目で追って追跡することができます。ポストとサークルの単純なサイトまたは2つのリングを使用すると、おそらく30度のビームをフリスビーに保持できるため、信号レベルが大幅に増加します。

RF dfingは実行可能でなければなりません。

フリスビーが輸送中に回転するため、空気圧はおそらく周辺のある地点で変化します。リムにポートがある圧力センサーでは、繰り返しパターンが表示されます。

光学的に最も難しいのは、飛行中のフリスビーを標的にしていることです。それとは別に、すべてを光学的に行うことができます。

• フリスビーの回転の瞬間は飛行中に変化しないため、ユーザーがフリスビーを起動した直後に最も速い回転が発生すると想定できます。したがって、フリスビーをターゲットにするには、ユーザーがおもちゃを起動するときにユーザーに焦点を合わせることができます。

• 夜間に実験を行います。外側のリムの周りに薄いストリップを塗り、外側のリムの一部に厚い白い塊を付けた暗いフリスビーを使います。自分でストロボランプを作成します（DIYの多くはオンラインで入手可能、またはレンタルできます）。

• 誰かのDSLRを借りて、電球モード（または30秒シャッター）に設定します。被写界深度と低ゲインが必要な場合は、低ISOと非常に小さな絞りを使用します。

• 科学のためにフリスビーを100回投げる意欲のある友だちを見つけましょう。

• ストロボの周波数設定とカメラの設定で遊んでください。

• 頻度を計算します。ナイキストの定理では、測定可能な最大周波数の上限が設定されることに注意してください。

適切に塗装されたフリスビーを備えたカメラは、優れたローテクソリューションです。ただし、電子ソリューションを主張する場合は、デジタルコンパスを使用することが有効な数少ない方法の1つです。

モノコプターの構築を計画しているため、この問題を調査しました（参照： http://www.youtube.com/watch?v=1n6ZmwzSL0Yを参照）、ジャイロの速度が十分でないことがわかった。それをするために。データレートの問題ではなく、データシートに記載されているジャイロで測定可能な最大角速度のより基本的な問題です。ほとんどのジャイロ（実際、私が見たすべてのジャイロ）は、フリスビーのようなものに接続されると、常に0xffffのようなものを報告します。

ただし、デジタルコンパスは角速度ではなく絶対位置/方位を測定するため、この問題はありません。実際、MITやEmbry Riddleのような成功したモノコプターは、オリエンテーションにデジタルコンパスを使用しています。

私が検討した別の解決策は、光検出器です。このような何か：https://www.sparkfun.com/products/9768。次に、最も明るいスポットを探して、それが太陽であると仮定し、明るいスポット間の時間を測定して、1回転の時間を取得します。

受信した光パルスとその間隔を検出できる狭い視野+チップを持つ光センサーを配置します。スプリアス検出を回避するために、ある周波数の受信光をフィルタリングし、光源をその周波数に一致させます。

ディスクからデータをダウンロードします。

「フリスビーカム」を検索します。彼らはベーンを使用してカメラが回転しないようにしました。同じアイデアを使用して、光学センサーが回転しないようにし、rpmを測定するために通過するマークを数えることができます。

これには、TI cc2541 Bluetoothジャイロスコープを使用できます。わずか25ドルで、重さは1〜2オンスです。 http://www.ti.com/tool/cc2541dk-sensor

MMA8451などの加速度計を使用して、HC06 Bluetoothモジュールと小さなマイクロコントローラーを追加できます。RPMは簡単に計算できます。Z軸に沿って力を読み取ります。これで遠心力が得られました。この力は、RPMに比例して単純に増加します。

シンプルなrfキャリアに供給されるオシレーターの一部として、スリットの後ろに光センサーを設置することを検討します。スロット。DF antを使用してフリスビーの位置を確認し、回転速度と絶対速度を確認することもできます。