Av toppen av min noggin här är en idé. Bygg en liten tongenerator och liten högtalare på frisbeen med högtalaren runt kanten (balanserad massa på andra sidan förstås).

När du snurrar på frisbeen kan du spela in det ljud som görs och det kommer att har dopplerfunktioner beroende på hur snabbt den snurrar. Om du kan analysera de inspelade uppgifterna bör du kunna berätta rotationshastigheten.

Varvtalet för en frisbee är ungefär 10 rps, så du kan sprayfärga ett svartvitt mönster på frisbeen och filma det. En videokamera med 60 fps (120 fält per sekund) borde kunna fånga den ganska tillförlitligt.

Montera en liten superbright LED och mekaniskt balanserad litiumcell för nattetid.

Det finns en uppsats som beskriver en metod för att göra just detta här: Flight Dynamics Measurements on an Instrumented Frisbee. Teknikerna fungerade bra; Jag skulle använda detta som utgångspunkt.

I huvudsak var det en mikrokontroller (BS2IC) och en 2-axlig accelerometer (ADXL202), monterad i mitten av frisbeen med silikonlim och sedan balanserad av batterier (CR2032) som monterades med tejp. Maskinvaran valdes specifikt för sin låga strömförbrukning.

En liten brytare monterades nära kanten för att möjliggöra enkel aktivering nära kastmomentet, återigen för att minska strömförbrukningen, och också för att platsen för dataloggning är begränsad:

Min egen idé när jag läste din fråga var att montera en 1-axlig accelerometer / trycksensor nära kanten av frisbeen och mäta centrifugalkraften, även om montering nära kanten kan göra balanseringen mer utmanande. Den 2-axliga accelerometern är inte ett stort steg upp och du får mycket mer data ur den.

Du kan använda ett lågeffektsradiosystem med nära fält som Zigbee (eller Bluetooth; vilket är mindre bekvämt för den första installationen, och kräver åtminstone en knapp eller någon annan logik för att göra ihopparning användbar men stöds av många enheter, t.ex. din smarttelefon) för att strömma data till en närliggande enhet, eller så kan du logga data på mikrokontrollern och hämta den senare.

I vilket fall som helst fick det papperet intressanta data. Notera i synnerhet författarens observation att direkta data lättare kan extraheras under stadiga perioder med accelerometeravläsningar:

Den grafen ger en fin bild av den initiala wobblingen blir stadig under flygning, liksom centrifugalkraften.

Det verkar egentligen inte nödvändigt att överkomplicera det med ljussensorer; även om jag gör det skulle jag logga / överföra rådata och göra den faktiska behandlingen på den mottagande enheten för att begränsa strömförbrukningen och mikroprocessorns prestandakrav, på bekostnad av ökade minneskrav (för loggning).

Två små SMD IC: er, en en accelerometer, den andra ett gyroskop, i motsatta ändar av en FPC, med en mikrokontroller, EEPROM och myntcellbatteri lika balanserad i frisbees mitt. Minimal vikt och luftfriktion. Låt mikrokontrollern logga IC-utgången till EEPROM. Kombinationen av den grafiska accelerometern och gyroskoputmatningen ger dig en uppskattning av hastighet och varvtal.

FPC behövs inte; några tunna anpassade kretskort med en magnetkabel som ansluter dem skulle också fungera. Vi pratar gram och uns högst i alla fall.

För trådlös åtkomst skulle en mikrokontroller eller SoC med låg energiförbrukning vara bra. Titta på Texas Instruments Sensor Tag för ett komplett utvecklingssats som har en BTLE-aktiverad SoC och I²C accelerometer och gyroskop samt exempel på iPhone / Android-appar som drivs av en enda CR2032 myntcell Helvete, du kan ta sensortaggen, ta bort det röda höljet och tejpa det på frisbeen och resten hämtar data från gratisappen.

Att bara kasta en idé där ute, ingen aning om hur genomförbar den är: MEMS-gyroskop är små, kostnadseffektiva sensorer med låg effekt som kan mäta vinkelhastigheten. När det gäller att mäta hastighet, förutsatt att du menar linjär och inte vinkelhastighet, är det enda jag kan tänka mig som inte är extremt komplicerat att använda en GPS-modul som den här. Med två positioner i rad och att veta när varje mätning gjordes kan du enkelt beräkna linjär hastighet.

Du kan mäta rotationshastigheten med en accelerometer orienterad radiellt. Acceleration "utåt" från mitten av frisbeen indikerar rotation (eller att frisbeen är i en vinkel, men du kan jämföra det ut). Eftersom du vet avståndet från centrum till accelerometern är det en enkel rotationsaccelerationsberäkning.

Många av dessa ska kunna göras mycket lätta och små:

En accelerometer som pekar i någon vinkel mellan radiell och vertikal kommer att ha en varierande gravitationskomponent eftersom den snurrar. Även en radiell kommer att ha detta utom när flygningen är exakt horisontell.

En ljussensor kommer i de flesta fall också att göra detsamma. Eftersom den passerar mellan markfunktioner eller mark till himmel och tillbaka kommer den att se ljusförändringar och dessa kommer att ha en korrelerbar rotationshastighetskomponent.

En LED som sänder radiellt med en moduleringsfrekvens på kan detekteras på avsevärt avstånd elektroniskt. Du kan leta efter modulering eller kan filma den och leta efter LED-signaturen i ramar (utan tvekan hårdare).

Om du tillhandahåller en pappersmodulerad källa som lyser upp den kan du placera en detektor på frisbeen. Om det är acceptabelt för en annan person att hjälpa till med att spåra strålen kan den vara stramare och de kan placera för ögat för att spåra den. En enkel stolpe- och cirkelplats eller två ringar kommer troligen att tillåta en 30-graders stråle att hållas på frisbeen och därmed öka signalnivån.

RF dfing bör vara livskraftigt.

Lufttryckkrafter varierar troligen vid en punkt på periferin när frisbeen snurrar under transport. En tryckgivare med en port på fälgen bör se ett upprepat mönster.

Det svåraste, optiskt, är att rikta in sig på en frisbee under flygning. Bortsett från det kan du göra det hela optiskt.

• Eftersom frisbees rotationsmoment inte förändras under flygning kan vi säkert anta att den snabbaste rotationen kommer att ske precis efter att användaren startar frisbeen. Så för att rikta dig mot frisbeen kan du fokusera på användaren när han / hon lanserar leksaken.

• Gör experimentet på natten, med en mörk frisbee med en målad tunn remsa runt ytterkanten och en tjock vit blob på en del av ytterkanten. Skapa dig en stroblampa (massor av DIY görs online eller hyr en).

• Låna någons DSLR, ställ in den i Bulb-läge (eller 30 sekunders slutare). Använd en låg ISO och en mycket liten bländare eftersom du vill ha skärpedjup och låg förstärkning.

• Hitta en vän med en bra arm och villighet att kasta en frisbe hundra gånger för vetenskapens skull.

• Spela med strobefrekvensinställningarna och kamerainställningarna.

• Beräkna frekvensen. Kom ihåg att Nyquist-satsen sätter en övre gräns den maximala frekvensen du kan mäta.

En kamera med en korrekt målad frisbee är en bra lågteknologisk lösning. Men om du insisterar på en elektronisk lösning är en av de få saker som skulle fungera att använda en digital kompass.

Jag har tittat på det här problemet eftersom jag planerar att bygga en monokopter (se: http://www.youtube.com/watch?v=1n6ZmwzSL0Y) och jag har upptäckt att gyroer inte har tillräckligt snabb hastighet för att göra det. Det är inte problemet med datahastigheten utan en mer grundläggande av den maximala vinkelhastigheten som kan mätas av gyros som anges i datablad. De flesta gyros (faktiskt alla jag har tittat på) rapporterar helt enkelt något som 0xffff hela tiden när de är kopplade till något som en frisbee.

Digital kompass har dock inte detta problem eftersom det är mäter inte vinkelhastigheten utan absolut position / kurs. Faktum är att de framgångsrika monokoptrarna som MIT och Embry Riddle använder digital kompass för orientering.

En annan lösning som jag har övervägt är en ljusdetektor. Något liknande: https://www.sparkfun.com/products/9768. Leta bara efter den ljusaste platsen och anta att det är solen och tiden mellan ljuspunkterna för att få tiden för en enda rotation.

Sätt lite ljussensor med ett smalt synfält + chip som kan upptäcka mottagna ljuspulser och deras intervall. Filtrera det mottagna ljuset för en viss frekvens för att undvika falsk upptäckt och få ljuskällan att matcha den frekvensen.

Ladda ner data från skivan.

Sök efter "Frisbee Cam". De använde en skovel för att hålla kameran från att rotera. Samma idé kan användas för att hindra en optisk senor från att rotera så att den kan räkna märken som går för att mäta varvtal.

TI cc2541 Bluetooth-gyroskop kan användas för att göra detta. Bara $ 25 och det väger bara ett uns eller två. http://www.ti.com/tool/cc2541dk-sensor

Du kan använda en accelerometer som MMA8451 och lägga till en HC06 Bluetooth-modul och en liten mikrokontroller till den. Varvtalet är lätt att beräkna .. Du läser upp kraften längs Z-axeln! Nu har du din centrifugalkraft. Denna kraft ökar helt enkelt proportionellt mot RPM.

Jag skulle överväga att gå efter en ljussensor bakom en slits som en del av en oscillator som matas in i en enkel RF-bärare - du kan ta emot signalen och variationen i tonen skulle ge dig det antal gånger per sekund som den ljusaste ljus passerade springan. Du kan också överväga att använda en DF-antt för att kontrollera frisbeens position och ge dig rotations- och absolut hastighet.