Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Natuurkundestudenten bouwen eigen radarpistool

De gangen van de Leidse bètafaculteit zijn kalm wanneer er plotseling een jonge student voorbij flitst. Even later scheert hij langs een meisje dat een houten plank vasthoudt, beplakt met tinnen blikjes, koperen draden en duct tape. Het is een scène die prima zou passen in een science fiction film als Back to the Future, maar in werkelijkheid zien we twee natuurkundestudenten die hun eigen radarpistool aan het uittesten zijn voor het tweedejaars bachelorvak Practicum Natuurkunde-experimenten.

Plan opstellen

Bachelorstudenten Ellen Riefel en Mark Knigge moesten iets verzinnen om te bouwen voor hun practicumvak, toen ze stuitten op bouwinstructies voor een radarpistool van MIT. Het klinkt als een enorme opdracht, maar Ellen en Mark besloten om de uitdaging aan te gaan en begonnen een plan op te stellen om er daadwerkelijk één te bouwen.

‘Ik had niet verwacht dat het echt zou lukken,’ zegt Mark. ‘Maar uiteindelijk lukte het toch, en werkte ook nog boven verwachting goed.’ De twee studenten tapeten een reeks elektronica aan niets meer dan een houten plaat en transformeerden het tot een werkend radarpistool, met een foutmarge van slechte enkele km/h.

Snelheid berekenen

Natuurkundestudenten bouwen radarpistool
Ellen Riefel en Mark Knigge

Vanaf één zijde van de plaat zendt een tinnen blikje een 3 GHz radiosignaal uit, dat weerkaatst op een bewegend object en weer wordt opgevangen door een vergelijkbaar blikje aan de andere zijde van het apparaat. Een klein doosje vertaalt het analoge signaal naar digitale informatie en stuurt dat door naar een laptop. Ellen en Mark hebben een algoritme geschreven waarmee de laptop de snelheid kan berekenen uit de frequentieverandering van het radiosignaal als gevolg van het zogenoemde Dopplereffect.

Mark: ‘Eerst kregen we er allemaal gekke snelheden uit. We hebben er lang over gedaan om eindelijk te beseffen dat we een factor 2 waren vergeten, omdat het signaal heen en weer reist. In een project met zoveel elementen zijn dat typisch de dingen die je dan over het hoofd ziet.’ Ellen: ‘Het is frustrerend als het programma steeds maar niet werkt. Maar als het het dan uiteindelijk toch doet, is het heel bevredigend.’

Testen

Gewapend met een werkend radarpistool ging het duo naar buiten om het uit te testen op straat. Na drie seconden op een auto gericht blijkt het een betrouwbare meting te produceren. Het is voor sommige automobilisten een schrikwekkende aanblik. ‘We zagen auto’s remmen en wisselen van rijbaan,’ zegt Ellen. En terwijl het pistool niet gebruikt kan worden om daadwerkelijk boetes uit te delen, is het erg nuttig voor outreachdoeleinden.

Mark: ‘We gebruiken het nu als voorbeeld om te laten zien hoe spannend natuurkunde kan zijn. We hebben het bijvoorbeeld laatst nog gedemonstreerd op de  Ladies Physics Day en tijdens  Proefstuderen.’