Opciones de sensor para detectar pelota

Estoy trabajando en lo que espero sea un proyecto sencillo ya que estoy incursionando en este campo. Estoy tratando de crear un objetivo (en forma de caja) de aproximadamente 1 m por 0,5 metros en el que se lanzarán balones de fútbol (diámetro de entre 10 y 25 cm). Quiero poder detectar cualquier pelota que pase por la apertura de la portería. He mirado los sensores PIR, pero no estoy seguro de si podrán detectar un objeto que se mueve rápidamente (potencialmente hasta unos 3 cm por segundo). Otra preocupación que tengo es que es posible que una pelota permanezca en el campo del sensor si golpea el borde de la portería y no pasa limpiamente y sale del campo del sensor. Si esto sucede, me gustaría asegurarme de que los sensores puedan captar el movimiento de otra pelota que pasa a través de la portería por cualquiera de los lados o por encima de la pelota estacionaria.

La idea es conectar los sensores para que se detecte cada "gol" y que también se detecte cualquier falla (predeterminado si no se marca ningún gol dentro de un marco de tiempo establecido).

He leído algunas preguntas similares sobre balas en movimiento e incluso goles de fútbol, ​​pero estos problemas no se abordaron. Además, me gustaría que esto sea utilizable al aire libre, es decir, resistente a la intemperie. He mirado algunos telémetros ultrasónicos resistentes a la intemperie, aunque con cualquier sensor me preocupa que la suciedad y otros materiales obstruyan los sensores.

Cualquier ayuda sería muy apreciada.

¿Has considerado los sensores láser?
3cm/segundo? Si esto es para practicar al aire libre (por ejemplo, con niños) y usar balones de fútbol reales y tiros reales, fácilmente podría ser más como 700 a 1000 cm por segundo (tal vez 20 mph).
Triplebig: Sí, mis matemáticas estaban muy lejos. De hecho, estaba tratando de calcular en base a una velocidad de 100 km por hora, aunque eso está muy por encima de la velocidad probable. Creo que eso se traduciría en unos 2.777 cm por segundo.
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Respuestas (2)

¿Qué hay de los LED IR modulados y los receptores IR de control remoto? Monte los LED IR en tubos de plástico negros a lo largo de un lado corto y los receptores en el otro lado, también en tubos oscuros. Los tubos LED deben apuntar hacia abajo de los tubos detectores. Monte suficientes de ellos con un espacio uniforme para que cualquier bola que pase pase una sombra sobre al menos un sensor, preferiblemente al menos 2 sensores. Para una pelota de 25 cm en una abertura de 50 cm, 2 juegos deberían ser suficientes, separados 12 cm de cada lado. Si la bola pasa por el agujero, se garantiza que romperá al menos 1 viga.

Luego, modula los LED a la frecuencia que busca el detector. Creo que va a ser alrededor de 30 o 40 kHz. Puede usar un temporizador 555 con un transistor decente para controlar los LED. Luego, todo lo que necesita hacer es Y u O las salidas de los detectores juntas para obtener su señal de 'puntuación', dependiendo de la polaridad lógica de salida de los detectores.

La razón por la que sugiero los detectores de control remoto IR es porque tienen dos filtros muy útiles para eliminar las interferencias. En primer lugar, generalmente están encapsulados en plástico que bloquea todo excepto la longitud de onda IR de los LED, lo que elimina gran parte de la luz de fondo. En segundo lugar, tienen un filtro de paso de banda angosto y un detector de picos que solo es sensible a una banda estrecha de frecuencias de modulación, por lo que incluso si hay mucha, por ejemplo, luz solar brillando en el sensor, aún debería poder extraer la señal de los emisores. .

Editar: aquí están todos los sensores del receptor remoto IR de Digikey. Recomiendo encarecidamente usar un montón de estos en lugar de fotodiodos o fototransistores desnudos debido a sus filtros de paso de banda incorporados:

https://www.digikey.com/en/products/filter/optical-sensors-photo-detectors-remote-receiver/541

Editar: enlace actualizado

No estoy muy familiarizado con los LED IR, pero parece que la mayoría de las sugerencias que he recibido o investigado sugieren el uso de alguna rejilla de luz en lugar de ultrasónica o PIR. Cuando se refiere a los tubos de plástico negro, ¿está sugiriendo que bajan por el costado (altura) de la portería con tubos opuestos en el otro lado que contienen los receptores? Nuevamente, al no estar familiarizado con los LED IR, ¿son sensibles a la alineación con los receptores? Necesito asegurarme de que sea resistente, ya que es probable que las pelotas golpeen el marco de la portería con frecuencia, lo que podría cambiar la alineación. ¡Gracias por el gran aporte!
La idea sería usar los tubos para bloquear la mayor cantidad de luz posible para que el detector solo pueda ver la luz que proviene del emisor del otro lado. Si la alineación es un problema, puede usar tubos de mayor diámetro o más cortos. Además, asegúrese de que los LED IR que utilice emitan una longitud de onda que sea compatible con el receptor, ya que puede obtener LED IR en varias longitudes de onda diferentes.
Gracias, cosas interesantes. Me pregunto si las tiras de LED IR 850 nm 5050 LED disponibles comercialmente (disponibles a prueba de agua) podrían usarse para esta aplicación. Podrían estar empotrados o protegidos por la parte delantera y trasera para evitar que la luz del sol los afecte. No veo ninguna tira de receptor de LED IR, pero asumo que se podría usar una serie de receptores de una longitud de onda compatible en el otro lado.
Una tira de LED probablemente no sea una muy buena idea. Desea tener un sensor por detector, y realmente solo desea que cada detector reciba luz de un emisor. De lo contrario, podría obtener puntos ciegos donde una pelota que pasa no bloquea la luz por completo para al menos un detector.
Gracias alex Estoy tratando de obtener los componentes a los que hace referencia, el transmisor y receptor LED IR, así como el tipo de transistor que necesitaría usar. Francamente, estoy fuera de mi liga aquí, pero estoy tratando de salir del paso. Cualquier ayuda sobre componentes específicos sería apreciada. Además, ¿debo preocuparme por la posible velocidad de las bolas que pasan a través de la cortina? ¿Cómo haría que la cortina fuera lo suficientemente sensible para poder detectar una pelota que puede estar viajando a 100 km por hora?
Una bola de 10 cm de diámetro que viaja a 100 km/h tardará (10 cm x 3600 s)/(100 km x 1000 m x 100 cm x 1 h) = 0,0036 segundos en pasar por un punto dado. 3,6 milisegundos no es mucho, pero generalmente los receptores IR son buenos para unos pocos kbps, por lo que deberían estar bien si el pulso es al menos del orden de un milisegundo. Con una frecuencia de modulación de 30 kHz, serían 30 ciclos por milisegundo; eso debería ser suficiente para disparar el detector. Ahora, si necesita ir un par de órdenes de magnitud más rápido que esto, entonces tendrá que trabajar un poco más.
@alex.forencich ¿Podría tener el nombre del sensor recomendado, por favor? El siguiente enlace ya no funciona digikey.com/product-search/en/sensors-transducers/… Gracias, Brian
El enlace está arreglado. No estoy recomendando un producto específico, sino toda una categoría.

Si la parte posterior de la portería estaba abierta y permitía el paso de la pelota, podría ser atrapada por una red y esto significa que no hay duda de si la pelota ha cruzado la línea. Debido a que hay una red presente, no habría posibilidad de que la pelota tuviera suficiente impulso para desviarse.

Una vez que la pelota está en la red, podría ser detectada por una celda de carga sensible.

¿Quizás me estoy perdiendo algo aquí?

La portería estará abierta en ambos extremos, de hecho me gustaría que la estructura fuera lo más estrecha posible; como disparar a través de un marco. Las pelotas serán atrapadas por una red, sin embargo, este será un dispositivo de entrenamiento para que la red capture múltiples pelotas. Además, a algunos se les disparará más fuerte que a otros y golpearán las pelotas que ya están en la red, tal vez incluso haciendo que reboten, etc. Por esta razón, no pensé que tener un sensor detrás del marco de la portería funcionaría.
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