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Come misurare la velocità media dell'asta di un fucile subacqueo Nuovo

Per misurare la velocità di un'asta propulsa da un fucile subacqueo, altri autori hanno utilizzato una vasca con un lato trasparente ed una telecamera ad alta velocità per effettuare le misurazioni spazio/tempo e ricavare le varie velocità istantanee.

Altro sistema proposto è stato quello di un sensore ottico, in grado di trasformare impulsi ottici in onde grafiche poi analizzate da un computer (metodo Brummer).

Un ulteriore sistema utilizzzato è stato quello di collegare il grilletto ed il bersaglio rispettivamente ad uno starter ed uno stopper di un cronometro millesimale collegato in modo da avere il tempo (in millesimi di secondo) che intercorre tra il rilascio dell'asta ed il momento in cui questa colpisce il bersaglio .

Questi sistemi richiedono apparecchiature dedicate ed una certa spesa da affrontare che va da qualche centinaio di euro anche a qualche migliaio.

Sono partito dal presupposto che molti pescatori subacquei hanno a disposizione delle normali telecamare subacquee per effettuare riprese di caccia subacquea.

L'utilizzo di tali apparecchi ai fini della misura della velocità dell'asta è sempre stato considerato del tutto improprio a causa della bassa velocità di ripresa ( nella migliore delle ipotesi 30 frame/secondo).

Velocità così basse, comportano grossi errori di calcolo in relazione alle piccole distanze ( 4 - 5 metri massimo) su cui effettuare la misura della velocità.

La gittata di 4-5 metri viene "coperta" con soli 2-4 frames e per tale motivo la misurazione comporterebbe errori grossolani tali da rende del tutto inattendibile le misurazione effettuate.

Eppure penso che esiste un metodo semplicissimo ed affidabile ( fino al millesimo di secondo ed oltre ) per usare tali apparecchi ai fini della misurazione della velocità dell'asta.

Semplice ..... molto semplice : il così detto uovo di Colombo.

Quando noi riprendiamo un tiro subacqueo con una normale videocamera, acquisiamo due tipi di informazioni: il segnale Video ( inutilizzabile ai fini della misurazione, come dicevo poc'anzi) ed il segnale Audio.

I più perspicaci, penso, hanno già capito quello che voglio dire.

Mentre il segnale video viene ripreso ad un frequenza 30 frame/secondo, il segnale audio di un normale camcoder ha una frequenza di 32.000 Hz ( che può anche arrivare a 44.100 o 48.000 ), ossia viene "catturato" 32.000 volte in un secondo.

Il gioco è fatto !!!!!!! Anzichè usare il segnale video, basta usare quello audio.

Tutto ciò che occorre è sapere quando il fucile spara (che coincide con l'inizio del rumore di sparo) e quando l'asta colpisce il bersaglio ad una data distanza ( cioè quando il microfono della cam registra il "click" su un bersaglio.

Utilizzando dei banali software per audio/video editor ( ne esistono moltissimi anche freeware ) si analizza la curva audio, opportunamnte rallentata e /o zoomata si calcola il tempo intercoso tra i due rumori.

A questo punto, conoscendo la distanza di tiro il calcolo è automatico:

 

Velocità media = Spazio /Tempo

Ossia:

Velocità media = Distanza asta-bersaglio / tempo intercorso tra i due rumori

 

In alternativa al metodo che prevede l'impatto su un bersaglio ho usato anche un semplice metodo di tiri a libero in cui il secondo rumore di riferimento è rappresentato dal filo che viene strattonato dal mulinello a fine corsa.

 

Standard di misurazione proposto (Come ottenere la traccia audio)

L' unica cosa che serve per calcolare la velocità media di un'asta per una determinata distanza è una traccia audio del tiro contro un bersaglio.

Tecnicamente quindi servono :

  • Il fucile da testare
  • Un bersaglio
  • Una cam o registratore audio subacqueo

Il tiro sul bersaglio produrrà due suoni distinti: il primo corrisponde alla partenza dell'asta, il secondo all'arrivo dell'asta sul bersaglio.

La traccia audio può essere ottenuta, come divevo, con un registratore (tipo mp3) o può essere estratta dal filmato di un camcoder.

Per ottenere dei segnali facilmente analizzabili ed attendibili è opportuno seguire alcuni semplici accorgimenti tecnici.

Le traccie audio forniscono dati validi anche se non si seguono tali accorgirmenti (elencati di seguito), ma il rispetto di queste poche "regole" consente di ottenere dati pressocchè "universali".

 

Analizzziamo nel dettaglio questi accorgirmenti.

 

  1. Misurare con grande precisione la distanza di tiro che si vuole testare. "L'occhiometro" non serve a nulla. Serve un banale metro o un filo precedentemente misurato con esattezza. Pochi cm di differenza tra valore reale e valore presunto alterano in modo importante i dati. E' bene predisporre un segnale ( ad esempio un galleggiante ) nel punto esatto in cui posizionare la punta dell'asta rispetto al bersaglio.
  2. Usare un bersaglio che produca un buon rumore all'impatto con l'asta. Un bersaglio in legno di abete è un'ottima ed economica soluzione. Anche una bottiglia di plastica dura o un coperchio di plastica producono un buon rumore di impatto.
  3. La telecamera può essere posizionata ovunque. L'importante è non posizionarla sul fucile perchè i rumori (artefatti) del movimento del fucile nasconderebbero i segnali audio. Personalmente poggio la telecamera su uno scoglio o sul fondo della piscina a metà percorso tra fucile e bersaglio, inquadrando verso il bersaglio ( in tal modo ho anche una registrazione della penetrazione e precisione del tiro). Il posizionamento a metà percorso tra fucile e bersaglio annulla, altresì, i già trascurabili errori di misurazione dovuti alla velocità di propagazione del suono nell'acqua ( errore quantificabile in circa 3 msec sulla distanza di 4-5 metri .... ossia di per sè inferiore all'1% ) .
  4. Scegliere un posto senza grossi rumori di fondo. Un rumore di sottofondo come quello del motore di una barca non altera i segnali audio, ma se è assente avrete un segnale più pulito. Se fate le misurazioni in piscina durante sessioni di tirosub in cui ci sono altri tiratori in acqua, state attenti a non confondere il segnale degli altri fucili con il vostro.
  5. Cercate di tenere traccia della sequenza dei tiri effettuati, magari aiutandovi col video stesso. Se effettuate più tiri nello stesso video potreste alla fine confondere le traccie audio non sapendo più a quale tiro associarle 
  6. E' opportuno fare un filmato del tiro della durata globale di almeno 30 secondi. Sebbene le moderne apparecchiature siano molto precise è possibile che vi siano delle piccolissime alterazioni della traccia audio quando si fanno delle conversioni del formato del video ( come quando ad esempio si postano i video su youtube). Estrarre la traccia audio dal video originale è la soluzione migliore perchè non introduce nessun potenziale errore, ma se dovete procedere ad una conversione del video prima dell'estrazione è opportuno che il video sia di un'aseguata durata ( come dicevo almeno 30 secondi) 

Seguendo questi semplici consigli otterrete dei dati la cui precisione ed affidabilità vi meraviglierà.

Il tutto in pochi minuti di lavoro.

In questo mio video faccio vedere come è semplice effettuare le misurazioni:

https://www.youtube.com/watch?v=34hD0aZh6do

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