如何测量飞盘的RPM？

我想制作一个可以贴在飞盘上的小设备，它可以测量诸如RPM /飞盘投掷时的速度之类的统计数据。现实可行吗？

我一直在研究近场通信，以将数据从飞盘传输到智能手机，但这只是一个主意。看起来很难做得足够小而不影响飞盘本身的飞行。谁能想到这个主意吗？

在我的头顶上有一个想法。在飞盘上搭建一个小型音源和微型扬声器，使扬声器围绕边缘（当然，另一侧的质量平衡）。

当您旋转飞盘时，您可以记录正在发出的声音，并且它具有多普勒功能，具体取决于它旋转的速度。如果您可以分析记录的数据，则应该能够分辨出转速。

飞盘的RPM大约为10rps，因此您可以在飞盘上喷涂黑白图案并对其进行视频录制。60fps（每秒120场）便携式摄录机应该能够非常可靠地捕获它。

在夜间，请安装超小型超亮LED和机械平衡的锂电池。

此处有一篇论文描述了一种用于执行此操作的方法：仪器飞盘上的飞行动力学测量。这些技术效果很好；我将以此为起点。

本质上，它是一个微控制器（BS2IC）和一个2轴加速度计（ADXL202），用硅酮胶安装到飞盘的中央，然后通过用胶带安装的电池（CR2032）进行平衡。专门选择了该硬件是因为其功耗低。

在边缘附近安装了一个小型开关，可以在投掷瞬间轻松激活，再次降低了功耗，并且还因为数据记录的空间有限：

在阅读您的问题时，我自己的想法是在飞盘边缘附近安装一个1轴加速度计/压力传感器并测量离心力，尽管在边缘附近安装会增加平衡的难度。2轴加速度计并不是很大的进步，最终您会从中获得更多数据。

您可以使用诸如Zigbee（或蓝牙）之类的低功率近场无线电系统，这对于初始设置不太方便，并且至少需要添加一个按钮或其他逻辑来帮助使配对可用，但许多人本机支持设备（例如您的智能手机）将数据流传输到附近的设备，或者您可以将数据记录在微控制器上并在以后检索。

无论如何，那篇论文得到了一些有趣的数据。特别要注意作者的观察，在稳定的加速度计读数期间，可以更容易地提取直接数据：

该图很好地展示了在飞行过程中初始摆动变得稳定以及离心力。

似乎没有必要使光/声音传感器过于复杂。尽管如果这样做，我会记录/传输原始数据并在接收设备上进行实际处理，以限制功耗和微处理器性能要求，但以增加内存需求（用于记录）为代价。

在FPC的相对两端有两个小型SMD IC，一个是加速度计，另一个是陀螺仪，在飞盘的中部具有相等的微控制器，EEPROM和纽扣电池。最小的重量和空气摩擦。让微控制器将IC的输出记录到EEPROM。图形化的加速度计和陀螺仪输出的组合将为您提供速度和rpm的近似值。

不需要FPC；一些带有电磁线的薄型定制PCB也可以使用。无论如何，我们最多都在谈论克和盎司。

对于无线访问，具有低功耗蓝牙的微控制器或SoC会很棒。查看德州仪器（Texas Instruments）的传感器标签以获取完整的开发套件，该套件具有支持BTLE的SoC和I²C加速度计和陀螺仪，以及由单个CR2032纽扣电池地狱驱动的iPhone / Android应用示例，您可以拿下传感器标签，移除红色外壳，然后将其粘贴到飞盘上，其余的将从免费应用程序中提取数据。

仅仅提出一个想法，就不知道它是多么可行：MEMS陀螺仪是小型，经济高效的低功耗传感器，能够测量角速度。至于测量速度，假设你平均线，而不是角速度，那么我能想到的唯一的事情是不是非常复杂的使用GPS模块，像这一个。给定两个连续的位置，并且知道每次进行测量的时间，您可以轻松地计算线速度。

您可以使用径向定向的加速度计测量转速。飞盘中心的“向外”加速度表示旋转（或者飞盘成一定角度，但可以将其平均化）。因为您知道从中心到加速度计的距离，所以这是一个简单的旋转加速度计算。

其中许多应该可以做得非常轻巧：

指向径向和垂直之间某个角度的加速度计在旋转时会具有变化的重力分量。除了飞行是完全水平的以外，即使是径向的也将具有此功能。

在大多数情况下，光传感器也会这样做。当它在地面要素之间或从地面到天空过渡时，会看到亮度变化，并且这些变化具有相关的转速分量。

可以以电子方式在相当远的距离上检测到以调制频率径向传输的LED。您可以寻找调制或可以对其进行视频拍摄，并寻找帧中的LED签名（可以说更难）。

如果您提供文具调制光源来点亮它，则可以将检测器放在飞盘上。如果其他人可以帮助跟踪光束，则可以将其收紧，并且他们可以通过眼睛进行跟踪。一个简单的后置和圆形位置或两个环可能会允许说30度的光束保持在飞盘上，从而大大提高了信号强度。

RF dfing应该可行。

当飞盘在运输过程中旋转时，气压可能会在外围的某个点发生变化。轮辋上带有端口的压力传感器应具有重复的模式。

从视觉上讲，最困难的部分是瞄准飞行中的飞盘。除此之外，您还可以轻松地完成整个操作。

• 由于飞盘的旋转力矩在飞行中不会改变，因此我们可以安全地假设最快的旋转将在用户发射飞盘之后发生。因此，以飞盘为目标时，您可以在用户启动玩具时将注意力集中在用户身上。

• 晚上进行实验，用深色飞盘在外圈周围涂上一条薄薄的条带，并在外圈的一部分上形成一层厚的白色斑点。自己动手制作频闪灯（可在线购买很多DIY或租用一个）。

• 借用某人的DSLR，将其设置为Bulb模式（或30秒快门）。如果您想要景深和低增益，请使用低ISO和非常小的光圈。

• 为了科学，找到一个手臂很好，愿意扔飞盘一百次的朋友。

• 使用频闪频率设置和相机设置进行播放。

• 计算频率。请记住，奈奎斯特定理为您可以测量的最大频率设定了上限。

带有适当飞盘漆的相机是一种很好的低技术解决方案。但是，如果您坚持使用电子解决方案，那么可以使用的几种方法之一就是使用数字罗盘。

我已经研究了这个问题，因为我正计划建造一架单旋翼飞机（请参阅：http : //www.youtube.com/watch?v= 1n6ZmwzSL0Y ），并且我发现陀螺仪的速度不够快去做吧。这不是数据速率的问题，而是数据手册中所述的陀螺仪可测量的最大角速度中的一个更基本的问题。大多数陀螺仪（实际上，我看过的所有陀螺仪）始终将报告为0xffff的东西连接到飞盘上。

但是数字罗盘不存在此问题，因为它不是在测量角速度，而是在测量绝对位置/航向。实际上，像MIT和Embry Riddle这样的成功的单直升机都使用数字罗盘进行定向。

我考虑过的另一个解决方案是光探测器。像这样的东西：https : //www.sparkfun.com/products/9768。然后简单地寻找最亮的点，并假设是太阳和亮点之间的持续时间，以获得单次旋转的时间。

放置一些具有狭窄视野的光传感器+芯片，可以检测接收到的光脉冲及其间隔。对接收到的光进行一定频率的滤波，以避免杂散检测，并使光源与该频率匹配。

从光盘下载数据。

搜索“飞盘凸轮”。他们使用叶片防止相机旋转。可以使用相同的想法来防止光学传感器旋转，从而可以计数经过的标记以测量rpm。

TI cc2541蓝牙陀螺仪可用于此目的。仅需25美元，重量仅为一盎司或两盎司。 http://www.ti.com/tool/cc2541dk-sensor

您可以使用MMA8451等加速度计，并为其添加HC06蓝牙模块和小型微控制器。RPM很容易计算。.读出沿Z轴的力！现在您有了离心力。该力仅与RPM成正比。

我会考虑在缝隙后面安装一个光传感器，将其作为振荡器的一部分，送入一个简单的射频载波中-您可以接收到信号，并且音调的变化将使您每秒发出的最亮光的次数为插槽。您还可以考虑使用DF蚂蚁检查飞盘的位置，从而获得旋转速度和绝对速度。