Problem
Oft berichten Modellflugzeugfreunde von den Geschwindigkeiten, die
ihre Modelle erreichen. Leider sind die verwendeten
Geschwindigkeitsmessmethoden
oft ungenau oder subjektiv. Dieses Programm bietet die Möglichkeit
einer objektiven Messung ohne spezielles Messgerät.
Lösung
Alles was man benötigt, ist ein PC mit Soundkarte und ein
Camcorder.
Der Camcorder ist ohnehin häufiger Gast auf
Modellflugplätzen.
Wird mit ihm der Vorbeiflug eines Modells in geringer Höhe und in
geringer Entfernung vom Camcorder aufgezeichnet, dann befindet sich auf
dem Band auch der Ton den das Modell erzeugte, und dieser Ton
unterliegt
dem Dopplereffekt. Der Dopplereffekt verändert die Tonhöhe in
Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit des Modells. Wenn man
diese
Tonhöhenverschiebung misst, kann man die Fluggeschwindigkeit
bis auf wenige km/h genau ermitteln.
(Das Verfahren eignet sich nur für Propeller- bzw.
Impeller-Modelle.
Der Sound von Jet-Triebwerken oder das Zischen von Seglern unterliegt
zwar
den gleichen Effekten, allerdings kann meine Software sie nicht
auswerten.)
Genaueres findet der Interessierte auf der Homepage des Modellsportvereins Siewisch.
Unterschiede zum Programm WAVEosSCOPE
VSpectrum ist einfacher in der Anwendung aber ungenauer als WAVEosSCOPE.
Die Messtoleranz von WAVEosSCOPE ist je nach Einstellung nur 1/4
der
VSpectrum-Toleranzen. Außerdem ist WAVEosSCOPE vielseitiger und
ausgereifter.
Der prinzipielle Nachteil von WAVEosSCOPE ist, dass man zunächst nach Gehör eine kurze WAV-Datei aus dem Camcorder-Video aufnehmen muss. Schon das Aufzeichnen dieser Datei ist umständlicher und langwieriger als die gesamte Messung mit VSpectrum.
VSpectrum ist prinzipbedingt instabiler als WAVEosSCOPE.
Realisierung
Auf dem Flugplatz wird mit dem Camcorder ein sauberer Vorbeiflug in
geringer Entfernung aufgenommen. Dabei ist in konstanter Höhe mit
konstanter Motoreinstellung (also Maximum) zu fliegen. Zuhause wird der
Camcorderausgang für das Tonsignal mit dem Audioeingang der
PC-Soundkarte
verbunden.
Alternativ kann man auch einen mobilen Rechner mit Mikrofon auf dem
Flugplatz einsetzen.
Das Programm VSpectrum kann in Echtzeit die Frequenzen des Sound der Videoaufnahme analysieren. Dabei werden die Frequenzen von 0 Hz bis 5512 Hz in 256 Filterbänder unterteilt. Jedes Filter ist dabei ca. 20 Hz breit.
Ergebnis
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Das Programm misst zunächst die
Rechengeschwindigkeit des
Rechners und legt eine maximale Anzahl von Frequenzanalysen pro Sekunde
fest. Die Höchstzahl ist 21. Der individuell ermittelte Wert wird
angezeigt.
Nach dem Druck auf den Startknopf (Run) wird im rechten Fenster eine 2-dimensionales Spektrums des Tonsignals aufgezeichnet. Dabei werden unterschiedlich helle Gelbtöne verwendet. Übersteuerte Bereiche werden weiß dargestellt. Mit Hilfe des Aussteuerreglers kann die Empfindlichkeit des Programms an die Signallautstärke angepasst werden. Bei aktivierter "AHR"-Funktion (automatische "Helligkeits"-Regelung) erledigt das Programm das selbst. |
| Die grafische Ausgabe ergibt dann nebenstehendes Bild. Die
Schlangenlinien
stellen die Dopplerverschiebung beim Modell-Vorbeiflug dar. Oft sind
mehrere
Schlangenlinien nebeneinander zu sehen. Zur Geschwindigkeitsbestimmung einer Vorbeifluges wartet man ab, bis ein Vorbeiflug-Spektrum vollständig aufgezeichnet ist. Dann drückt man am besten die Stopptaste (Stop) . Man wählt eine deutlich sichtbare Schlangenlinie in der rechten Bildhälfte (höhere Genauigkeit) aus, und klickt mit der linken Maustaste den linken Teil der Schlangenlinie und mit der rechten Maustaste den rechten Teil der selben Schlangenlinie an. Das Programm markiert die Punkte mit einer grünen und einer roten Linie und zeigt die Ton-Frequenzen der Punkte an. Links neben der Grafik wird dann die errechnete Vorbeifluggeschwindigkeit sowie die Genauigkeit der Berechnung angezeigt. |
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Zukunftspläne
Da Programm läuft weitestgehend fehlerfrei unter WinNT und
Win95/98
.
Gelegentlich setzt die grafische Ausgabe unter Win98 aus.
Verbesserte Filterfunktionen sollen die Schlangenlinien deutlicher
anzeigen.
Download
für Windows bis Win-XP (nicht Vista-kompatibel)
Verbesserungen
Die V1.60 (21.05.2008) beseitigt ein Kompatibilitätsproblem auf
einigen aktuellen PC-Systemen.
Die V1.56 (30.04.2004) ist kompatibler. PDF-Dokumentation
hinzugefügt.
Die V1.55 (01.10.2001) erreicht nun auch unter Win95/98 bei 'normaler' Hardware problemlos 21 Messungen pro Sekunde.
Die V1.52/1.53 (13.06.2001), die Darstellung der tiefsten Frequenzen wurde etwas verbessert. Leicht veränderte Programmoberfläche.
Die V1.51 kann auf doppelte Breite der grafischen Ausgabe umgeschaltet werden. Die Eingabe der realen Lufttemperatur verbessert die Messgenauigkeit.
Die V1.4a hat eine automatische Verstärkungsregelung für das Eingangssignal, modifizierte automatische Helligkeitsregelung der Grafikanzeige und etwas verbesserte "SW"-Darstellung im Vergleich zur Version V1.4.
V1.4: Urversion.
Autor: sprut
erstellt: 2000
letzte Änderung: 21.05.2008