Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Projekt Ultraschallentfernungsmessung
Angestiftet durch einen jungen Mann, welcher jemanden für die Erstellung eines brauchbaren Ultraschallempfängers sucht habe ich
mir ein paar Gedanken gemacht.
Die Eckdaten:
Das Original stammt von hier (http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Ultraschall_Interface) interpretiert aber allesmögliche als Echo.
Grundlegende Funktionen/Pflichten:
-Abstandsmessung: 10cm - 3m*
-Max. Abweichung: 1 cm*
-Aufstellung einer Tabelle Laufzeit/Weg
-Auslieferung eines Schaltplanes(aufgebaut;durchgetestet)
-Funktionserklärung des Schaltplanes (schriftlich)
*verhandelbar
Sender UST40-T (http://www.reichelt.de/?SID=15@3oH1dS4AQ8AAGeEQ1U4e7c7f3ebac7d8f554e5c3e4 34c5513c;ACTION=3;LA=2;GROUP=B6;GROUPID=3190;ARTIC LE=22188;START=16;SORT=artnr;OFFSET=16#)
Empfänger UST40-R (http://www.reichelt.de/?SID=15@3oH1dS4AQ8AAGeEQ1U4e7c7f3ebac7d8f554e5c3e4 34c5513c;ACTION=3;LA=2;GROUP=B6;GROUPID=3190;ARTIC LE=22187;START=16;SORT=artnr;OFFSET=16)
von Reichelt Datenblatt (http://www.reichelt.de/?SID=15@3oH1dS4AQ8AAGeEQ1U4e7c7f3ebac7d8f554e5c3e4 34c5513c;ACTION=6;LA=3;ARTICLE=22187;GROUPID=3190; GROUP=B6)
Ich habe mir jetzt folgendes ausgedacht um das rückkehrende Signal einzuordnen.
0. Der Sender sendet einen codierten Burst (3-8Bit mit ca. je 4 Perioden pro Bit)
1. Ein Rampenverstärker (mit Austastung während des Sendebursts) kompensiert die Laufzeitproprtionale Signalabschwächung.
2. Ein Fensterdiskriminator verwirft zu schwache und zu starke Amplituden und liefert am ausgang nur Signalflanken welche in der Signalstärke den Einzelimpulsen des Bursts entsprechen.
3. Zwischen der minimalen und der maximalen Laufzeit des Signales+ Signallänge werden alle einlaufenden Flanken mit Laufzeitstempel versehen in einem Datestream erfast und zur Auswertung gespeichert.
Anschliesend wird unabhängig von der Auswertung eine neue Messung initialisiert und deren Ergebnisse werden in einem weitern Stream erfasst. mehrere dieser Streams können dann flankenweise undiert werden. So können Einzelspikes vor der Auswertung ausgefiltert werden.
4. Zur Auswertung,
wird dieser Datenstream durchsucht und beginnend mit der 1 LH-Flanke (und so weiter) werden die (Tor)*zeiten für die Echoflanken entsprechend dem Bitmuster des Sendebursts festgelegt.* Torzeiten sind notwendig um Digitalisierungsfehler und Ein und Abschwingzeiten zu tollerieren. Ferner kann die Eigenbewegung des messenden Objektes berücksichtigt werden um dopplereffektbedingte Flankenkompressionen(expansion).
5. Ein Echo gilt als erkannt wenn zu den in Schritt 4 festgelegten Torzeiten phasenkorrekte Flanken eingegangen sind. Andernfalls wird die flanke gestrichen. und zu nächsten weiter gegangen.
6. Alle als gültig erkannten Objekte werden erfasst und
von Messung zu Messung aktuallisiert
7. Relativbewegungungen der Objekte sind mit der Flankenkompression(expansion) auf Schlüssigkeit zu prüfen.
Anhang Grundlagen:
bei 40Khz haben wir aber schon ca 8,5 mm Wellenlänge da ist 1cm Genauigkeit kaum darstellbar und 10cm minimaldistanz Grenzwertig
Was nicht heist, dass ich die Machbarkeit bezweifle. Jedoch versagen dort alle resonanzbasierten Filtermetoden schon der Ein und Nachschwingdauer wegen. Ein DSP muss minimal simuliert werden, oder gleich Einer her. (Hoffe das hält sich in Grenzen.)
Auch erwäge ich die Schallwandler auf der 3.-5. Harmonischen zu errregen um kürzere Wellenpakete höherer Intensität zu erzeugen. Als Sendetreiber denke ich an einen max232. Außerdem muss der Emfänger während t< Laufzeit(Distanz min) kurzgeschlossen werden, um ein Erregen durch den Sendepuls zu unterdrücken ... usw .. usv.
Der junge ist 17J. alt und tüfftelt schon ein halbes Jahr drann rum. Das verdient Unterstützung und ich werde meinen Spass haben:D.
Der Materialeinsatz hält sich bisher in Grenzen.
Temperaturkompensierte Kalibierung wird wohl auch noch so ein Thema werden.
Ich habe ihn eingeladen in unser Forum zu schauen. Es ist angenehmer als das "mikrocontroller.net"
1. Änderung
ersetzen des Datensteams durch ein Lineares Array.
- mit 290 Byte. Jedes byte representiert einen cm (gewüschte Entfernungs auflösung) zwischen 10cm und 300cm.
- Es werden 8 Durchgänge mit jeweils neuer Codierung gemessen (um Fehlmessungen zu vermeiden).
-Mit jeder Messung wird das bit welches dem Messdurchgang entspricht gesetzt oder gelöscht der 9. Durchgang überschreibt den 1.
-Mehr als 3 gesetzte bit im byte bedeuten ein Hindernis
-weniger als 3 werden als Messfehler interpretiert
so ist jederzeit eine Hinderniserkennung auswertbarE
2. ergänzt werden kann dies durch eine Montage der Sendeempfangseinheit auf einem Servo um ein Rundum/ziel"radar" zu erhalten. wie von Mirko bereits angeregt.
3. die Sende/Empfangseinheit bekommt einen parabollspiegel zu anpassung der Richtcharakteristik von Niere auf Keule
Hallo,
irgenwie verstehe ich es nicht warum du es so kompliziert machen willst.
Ich persönlich würde wenn es sicher sein sollte einfach zwei Töne mit z.B. 1mS abstand senden und nur die 2 Töne akzeptieren die auch den Abstand haben. Oder soll des Ultraschall Obejekt über mehere 100m mit einer Hohen geschwindigkeit anpeilen? Wäre dann nicht ein Optisches verfahren besser?
Gruß
Peter
PS. schonmal an Rückkopllung gedacht?
Hallo,
irgenwie verstehe ich es nicht warum du es so kompliziert machen willst.
Ich persönlich würde wenn es sicher sein sollte einfach zwei Töne mit z.B. 1mS abstand senden und nur die 2 Töne akzeptieren die auch den Abstand haben. Oder soll des Ultraschall Obejekt über mehere 100m mit einer Hohen geschwindigkeit anpeilen? Wäre dann nicht ein Optisches verfahren besser?
Gruß
Peter
PS. schonmal an Rückkopllung gedacht?
Ja an sowas dachte ich auch schon, leider zu kurz gesprungen. Siehe Grundlagen.
2 Ton-Technik wird schwer angesichts der geringen Pulslängen von 3-4 Wellenlängen. Da versagen alle resonanzbasierten Filter. und 2 mS sind eine Ewigkeit.
Eine Minimaldistanz von 10 cm bedeutet 20cm für Hin und Rückweg.
Bei minimal 8mm bis max 9mm Wellenlänge das eine maximale Burstlänge von 20 Perioden welche noch zu codieren sind.
Rückkoplung benötigt eine Signalschleife, diese wird es nicht geben.
Außerdem ist eine Signalunterdrückung während der Minimaldistanzlaufzeit vorgesehen.
Zu späte Echos fallen dem Fensterdiskriminator zum Opfer, Fremdgeräusche zum teil ebenfalls, spätestens aber der Codekontrolle und der Mehrfachmessung mit dem 8bit Ringpuffer.
Ich würde mir am Anfang erst mal Gedanken über die zur Verfügung stehenden Ultraschallgeber- Empfänger und deren Eigenschaften machen. Dann könnte man codieren. Ultschallsender- Empänger, auch Piezo's sind mechanische Gebilde die nachschwingen. Desweitern liegt deren Frequenz in engen Tolleranzen. Eigenbau der Kapseln... ich weis nicht, so teuer sind die Industriegeber nicht und ob man das mit deren Präzision hinbekommt?
73 Gerd H
Ich würde mir am Anfang erst mal Gedanken über die zur Verfügung stehenden Ultraschallgeber- Empfänger und deren Eigenschaften machen. Dann könnte man codieren. Ultschallsender- Empänger, auch Piezo's sind mechanische Gebilde die nachschwingen. Desweitern liegt deren Frequenz in engen Tolleranzen. Eigenbau der Kapseln... ich weis nicht, so teuer sind die Industriegeber nicht und ob man das mit deren Präzision hinbekommt?
73 Gerd H
Schon geschehen
sorry zum Datenblatt (http://www.reichelt.de/?SID=15@3oH1dS4AQ8AAGeEQ1U4e7c7f3ebac7d8f554e5c3e4 34c5513c;ACTION=7;LA=6;OPEN=0;INDEX=0;FILENAME=B40 0%252FUST%2523PRT.pdf)
aja ;) und sowas?
http://www.sander-electronic.de/gm00035.html Den Rest kann man ja dazu basteln..
73 Gerd H
aja ;) und sowas?
http://www.sander-electronic.de/gm00035.html Den Rest kann man ja dazu basteln..
73 Gerd H
Auch ganz interresant, aber ich wollte die selben Kapseln wie Michael verwenden um vergleichbare Ausgangssituationen zu schaffen. Und die Ergebnisse übertragbar zu halten. Außerdem glaube ich nicht, dass diese
Kapseln deutlich bessere Parameter aufweisen, werde das jedoch gewiss prüfen;) . Interessant ist das da wohl fertige Arbeit geliefert wird jedoch weiss ich nichts über das die Verwertbarkeit der Daten.
drumherumbauen :) gute Idee
Wie gesagt ich brüte schon 1 Woche darüber. Manches kann ich gar nicht so schnell niedertippen wie die Reflexionen eingehen. Ich hoffe das bleibt dann auch so, wenn ich die Kapseln hier habe(sind bereits auf der Post ) und die Versuche starte.
Ich bin noch in der phase der Vorbereitung und Konzeptionierung
Prämisse: HW minimalistisch + softwareoptimierung
Michael_Heidinger
05.05.2007, 15:26
Guten Tag zusammen;
kurz zu meiner Person. Ich bin Schüler, 17 Jahre, 11. Klasse Gymnasium. Ich habe kaum Kenntnisse in Analogtechnik(OPV sind die Grenze); kenne mich dafür relativ gut in C und Asm aus.
Ich wollte zuerst Winne für seine nette Unterstützung danken. Ich selbst habe an diesem Projekt sehr viele Arbeitsstunden frustrierenderweiße verbacht. Winne bot sich freundlicherweise in Mikrokontrollerforum an, mir dabei etwas unter die Arme zu greifen, da ich (wie gesagt) in diesem Fall relativ wenig Kenntnisse in Analogtechnik besitze.
Grundsätzlich denke ich dass alle technischen Informationen sehr gut von Winne vorgestellt wurden. Bei diesem Projekt werde ich versuchen die Digitaltechnik mit der Auswertung übernehmen.
So far
Michael
Hier (http://mikrocontroller.cco-ev.de/de/projekte.php#forscht) habe ich noch Einiges (http://www.mikrocontroller.com/jufo/kapitel1.htm) zum Thema Richtcharakteristik (http://www.mikrocontroller.com/jufo/kapitel3_5.htm#Der Parabolspiegel) gefunden und Impulsformung (http://www.mikrocontroller.com/jufo/kapitel3.htm#Der Ultraschall-Abstandmesser) gefunden.
So ich habe den Ursprugsschaltplan minimiert und modifiziert.
1. der Rampenverstärker wird jetzt über eine seperaten Port vom µC resetet bzw. freigegeben. Dies ist der erste Transistor.
2. der zweite und dritte transistor (hier wäre auch je ein schmittriger sinvoll) arbeiten jeweils als komperatoren
3.auf Resonanzabhängige Baugruppen habe ich ganz verzichtet.
Der Rest ist SW .
Dazu Später mehr
Aus dem An- und Nachschwingverhalten mit Lamdahalbepulsen
läst sich erkennen, das zum erziehlen von Impulsen konstanter Amplitude der Energieinhalt der erregenden Pulse korrigiert werden muss.
Um ein Nachschwingen zu unterdrücken muss während der letzten halbwelle eines Microbursts eine genau die Schwingunsenergie zeherenden aktive Dämpfung erfolgen.
wäre es möglich einen erste Reflektion in definierter Entfernung als Zeitbasis zu vermessen und wie die übrigen Ergebnisse fortan zu behandeln um zu einer ständig aktualisierten mittelwerbasierten Referenzlaufzeit zu gelangen.
notwendig Hw ein Hilfsreflektor mittig vor der Sendeempfangseinheit .
ansonsten SW
Hier sind neben dem Paraboll noch Schlitz und Hornstrahler denkbar. Ebenfalls ist der Vergleich mit Hohlleitern aus der Mikrowellentechnik heranzuziehen um die Sende, Emfang und Referenzwege zu definieren und auf einer gemeinsamen Akustischen "Antenne" zu arbeiten.
aja ;) und sowas?
http://www.sander-electronic.de/gm00035.html Den Rest kann man ja dazu basteln..
73 Gerd H
Ich habe mir das noch mal gründlich beschaut. Das Modul entspricht genau der ursprünglichen Zielsetzung und hat eine geeignete Charakteristik.
Es wird nur das erste Ziel ausgewertet. Kurze pause und es kann erneut gemessen werden. Über die Fehlerrate und Störempfindlichkeit habe ich noch nichts gefunden aber Mehrfachmessungen sind hier das Mittel der Wahl.
@ michael
hast Du Dir das mal angeschaut? Genügte Dir das Teil? Oder magst Du trotzdem es Deinen Wunsch für wenig Geld fertig zu kaufen gibt weiter daran arbeiten?
Michael_Heidinger
06.05.2007, 10:30
Hallo zusammen,
ich habe mir das Ultraschallmodul angeschaut. Sieht garnicht so schlecht aus, jedoch 30 E für 2 simple Sensoren.
Meine Zielsetzung war eigentlich ein LowCost-Modul (10 E) zu entwerfen,
dass jeder ganz einfach nachbauen kann.
Desshalb würde ich lieber weitermachen. (Obwohl die Arbeitszeit wesentlich mehr Nerven "kostet"). Ich hoffe Ihr versteht mich.
Ist in unserem Fall die Sender/Empfänger so schlecht?
Oder wo sit genau unser Manko?
Grüße
Michael
Hallo Winne ,Gerd und Michael,
meine erste Reaktion beim Lesen: warum so kompliziert
zweite Reaktion: das von Gerd angedeutete Modul waere ideal wenn es darum geht eher Abstaende zu messen als etwas selbst zu bauen.
meine Meinung: ich wuerde das Modul sofort als Referenz kaufen...und mit dem MC die Qualitaeten / Schwaechen herausfinden.
Da Michael einerseits grosse Leistungen von dem Spielzeug erwartet aber alles billig machen moechte kann er an einem ''abgestimmten Systemchen feststellen ob seine eigene Suppe gut genug ist...oder gar besser.
Sicher geht das ding nur gut wenn das Hindernis 'einfach' ist.
Reflexionen machen das Spiel schwierig.....da kann der Holger Buss ein Lied von singen (aber nur falls er eine schoene temprierte Stimme hat:D )
Also ein Modul als Vorbild...und der Eigenbau als Versuch es noch besser zu machen.
Ciao schoenen Sonn & Basteltag
Hallo zusammen,
ich habe mir das Ultraschallmodul angeschaut. Sieht garnicht so schlecht aus, jedoch 30 E für 2 simple Sensoren.
Meine Zielsetzung war eigentlich ein LowCost-Modul (10 E) zu entwerfen,
dass jeder ganz einfach nachbauen kann.
Desshalb würde ich lieber weitermachen. (Obwohl die Arbeitszeit wesentlich mehr Nerven "kostet"). Ich hoffe Ihr versteht mich.
Ist in unserem Fall die Sender/Empfänger so schlecht?
Oder wo sit genau unser Manko?
Grüße
Michael
@ Hallo Michael
unterschätze das nicht.
Da sind neben den gar nicht so "simplen Sensoren" noch analoge und und digitale HW sowie SW dabei. Und alles entspricht ziemlich genau deinem Pflichtenheft und ist sogar zum Teil noch besser.
Außerdem sind die "simplen Sensoren" wesentlich besser für diese Anwendung geignet als die von Dir gewählten preiswerten Kapseln, welche besser für eine Einparkhilfe passen würden.
Schau Dir mal die verschieden Richtcharakteristiken in den Datenblättern an.
Ansonsten sehe ich es wie Edgar. Zu lernen gibts da ne Menge und auch noch besser zu machen.
Guten Morgen Edgar
Meine Meinung, selber basteln fördert natürlich das Denken, allerdings, jedes Sensorsystem steht und fällt in erster Linie mit den verwendeten Sensoren. Diese müssen den Zweck für die ich sie einsetzen möchte erfüllen können. Als da wären zB. Genauigkeit, Betriebstromversorgung, Klima, Rüttelfestigkeit, Baugröße usw. All diese Faktoren ergeben ihr Preis.
Software kann bis zu einem gewissen Grad Unzulänglichkeiten der Sensoren kompensieren aber es wäre blödsinnig einen billigen Sensor mit einem teuren µC zu kompensieren. So etwas macht nur Sinn, wenn sich durch eine entsprechende Kombination neue Eigenschaften erschließen, die ein Bauteil allein nicht leisten kann.
Man sollte auch nicht vergessen, das die Hersteller solcher Komplettsysteme teilweise jahrelange Erfahrungen auf dem Gebiet haben und Bauteile verwenden, die dem "Heimwerker" teils nicht zu dem Preis zugänglich sind. Ich gehe da mit Edgar mit, testen, lernen und verbessern. Ein bestehendes System nachzubauen lohnt nur, wenn das Industrieprodukt überteuert ist oder Eigenschaften hat, die ich nicht brauche aber mitbezahlen müßte.
Ein Bespiel, ich hatte versucht, eine Reflexlichtschranke von Telemechanique nachzubauen, da mich ihr Preis gestört hat und ich sage euch, aussichtslos. Die verwenden Dioden, Optiken und einen Prozessor, die man so und in der Bauform einfach nicht hinbekommt. Für die Telemechanique Leute ist eine Optik aus polarisierender, organischer Plasik die genau zu den Dioden passt ein Preßmaschinen- Centartikel. Für den Homeworker ein unüberwindbares Hinderniss.
73 Gerd H
Ja, Gerd, da kann ich dir nur zustimmen. Und wenn ein unscheinbarer Artikel in der Herstellung auch nur ein paar cent kostet, dann schliesst das aber nicht aus, dass die Entwicklung und die Fabrik dafuer vllt. eine Milliarde gekostet hat - Beispiel: ein OP07 kostet in der Herstellung vllt. ca. 10cent...
Auch wenn ueppige Foerdergelder fliessen heisst das nicht, dass der Staat diese Milliarde finanziert hat. Andererseits hat beispielsweise der Staat Korea seine Elektronikindustrie ganz maechtig gepushed, sodass wir kaum noch eine Chance mit standard Elektronikgeraeten auf dem Sektor haben.
Zum Verstaendnis und zum Lernen kann man natuerlich alles mal untersuchen, aber 'mal eben' ein standard Geraet zu entwickeln zu auch noch einem konkurrenzfaehigen Preis ist nicht so einfach drin.
Hallo Michael,
jetzt habe ich Neuigkeiten.
Messbereich 1 :
von 2cm bis ca 1m
Messbereich 2:
von 40 cm - 3m
Zu senden ist ein Einzelpuls 5 V ohne inversion von 1µS bei Nahbereichsmessung,
bei Distanzmessung von 10 bis ca 25µS
Zum Umschalten ist auch ein Umschalten der Empfangsempfindlichkeit notwendig.
Hierzu muss die Bürde der Empfängerkapsel von 60 kOhm auf 30 kOhm umgeschaltet werden, um die unmittelbare Erregung der Empfängerkapsel durch den Sendepuls schnell genug zu dämpfen, damit die erste Flanke des Echos sicher erkannt werden kann.
Die Empfindlichkeit ist gut. Jedoch stellen das Nachschwingen sowie Mehrfachechos ein derartiges Problem dar, das an Codierung vorerst nicht zu denken ist, sondern nur die Auswertung der jeweils ersten Flanke eines Echobündels einen Sinn ergibt.
Ein Auswertbarer Einzelechopuls ist weg der Laufzeitverschiebungen, welche sich auf Grund der Charakteristik, zwischen benachbarten Signalwegen ergeben nicht möglich.
Vielmehr wird der Einzelpuls bei der Reflektion an einer Fläche in tausend kleine Pulse zerbröselt, welche unterschiedlich schnell zu ihrem Ursprungsort zurück finden. Es sieht eher aus wie ein Regenbogen durchs Prisma, als wie ein einzelner Strahl aus.
Ohne Verbesserung der Richtcharakteristik wenigstens des Senders werde ich das nicht Ändern Können.
Am Wochenende gibts nen Schaltplan und Fotos vom Oszi sowie nen ASM Schnipsel im Forum bis dahin bitte ich um Geduld.
Gruß Winne
Michael_Heidinger
25.05.2007, 17:25
Zuerst muss ich mich für meine verspätete Antwort Entschuldigen.
Ich muss sagen, dass die Charakteristika die Du angeheben hast, (Messbereich) völlig überzeugend ist.
Ich freue mich schon auf einen Schaltplan und die Asm-Schnippsel. Ich muss zugeben, was auch meine Verspätung verursacht hat, ist das ich meinen Programmer durchgeschossen habe. (Und einen neuen organisieren muss.).
Wie gesagt, ich freue mich schon auf einen Schaltplan und auch das damit verbundene durchtesten.
Winne, wenn alles funktioniert, können wir dann noch zusammen eine Dokumentation schreiben?
Grüße
Michael
Hier zunächst der aktuelle Empfängerschaltplan (http://www.deviltronic.de/jpgs/US1b.jpg) .
Erleuterungen folgen.
Michael_Heidinger
30.05.2007, 15:14
ok, danke... die werden für mich auch nötig sein... (die Erleuterungen)
dacht ich's mir.
Hier haben sich schon andere damit beschäftigt
http://www.roboterwelt.de/forum/messages/3650.html
wenn ich daran denke mit welchem speed unsere Fledermaeuschen abends durch unseren zerkluefteten Garten duesen, dann ist vllt. eine Alternative:
1 Semester 'Fledermausanatomie' belegen :D
feine Idee, Rudo !
ich habe mal etwas Schnecken studiert - sind ja eigentlich einfache Wesen - einfacher ist es - sie zu essen -.
Hallo Winne,
ein bisschen schwierig, weil das Thema jetzt auf 2 freds verteilt ist.
Ich vermute, dass die Probleme von deinen Einzelbrüllern kommen. Die weiten
den Sendewinkel auf. Üblich ist es kurze Bursts (5 bis 10 Brüller) zu senden,
den Empfang dann in die Begrenzung wie bei FM. Einzelne Echos lassen sich
leicht erzeugen, da reicht Klatschen oder Rasseln mit dem Schlüsselbund.
Daher beim Empfang immer nachzählen, ob einige Impulse des Bursts
zurückgekommen sind. Beim Senden ev. den Empfänger ausschalten um
Zustopfung zu vermeiden. 30 cm als Minimalentfernung sind dann zwar wenig,
könnten aber noch zu schaffen sein. Notfalls, wie du selbst schon überlegt hast,
mit Oberwellen arbeiten, Sendeoszillator notfalls (NE555) außerhalb des
Kontrollers wird von dem nur ein- und ausgeschaltet.
Gruß
guidob
wenn ich daran denke mit welchem speed unsere Fledermaeuschen abends durch unseren zerkluefteten Garten duesen, dann ist vllt. eine Alternative:
1 Semester 'Fledermausanatomie' belegen :D
Bei mir Düsen sie auch uns Haus. Das freut mich. Aber auf den Labortisch werd ich keine bekommen und strebe das auch nicht an. Aber vielleicht kann ich sie ja mal belauchen.
Im TV war übrigens kürzlich nen Wildbiologe ausm Harz mit Fotos vom Luchs am Riss nebst Nachwuchses zu bewundern. Bewegungsmelder mit Blitzkamera gekoppelt- hat gute fotos gemacht.
Michael_Heidinger
31.05.2007, 14:23
Hallo Winne,
leider she ich auf dieser Seite keine Erklärungen :(
Grüße
Michael
sorry,
ich bin, auch wenn es nicht so ausschaut einigermaßen bisy:
also kurz:
kurze Erleuterung des Schaltbildes (http://www.deviltronic.de/jpgs/US1b.jpg)
R13 ud R14 bilden eine schaltbare Bürde für die Reciverkapsel, welche zwischen Ground und der Basis von Q1 anzuschließen ist.
Q1 mit R1 und R2 bilden eine Hochohmige Eingangstufe. C1 koppelt die Eingangswechselspannung von der Gleichspannung am Arbeitspunkt von Q1 aus und übergibt diese an die baugleiche Stufe Q2, R3, R4.
Jetzt ist der Wechselspannungspegel hinter C2 hoch genug um ihn mittels D1 D2 gleichzurichten.
Q3 verstärkt nun den ausgekoppelten aber schwachen Gleichspannungsimpuls, bevor dieser dem Impedanzwandler IC1A zugeführt wird.
LED 1 und R11 bilden einen Spannungsteiler welcher die Referenzspannung für den Komperator IC1B gibt.
Dieser erzeugt an seinem Ausgang steile Flanken beim Eintreffen ausreichend starker Impulse(sende impuls wie echoimpulse) an der Reciverkapsel.
Weiter oben im Thread habe ich beschrieben, warum ich Schwierigkeiten habe Einzelimpulse vom Reciver zu erhalten, seine Empfindlichkeit beruht auf seiner starken Schwingungsneigung.
Da er hochempfindlich ist und die Laufzeiten im gewünschten Messberich gering sind genügt ein recht schwacher Einzelimpuls ihn zu erregen.
Längere Schwingungspakete (Wellenschnipsel) ließen ihn gar nicht mehr während der Messzeit zur Ruhe kommen.
Dämpfen ist eine Möglichkeit, verringert aber die Empfindlichkeit auf Distanz.
Interresant währe die Dämpfung vor dem Sendeimpuls stark zu erhöhen und proportional zur Laufzeit zurückzufahren.
Hierbei stoße ich jedoch auf die Schwieriegkeit, das die Dämpfung eine Arbeitspunktverlagerung an Q1 erzeugt und der Spannungshub zu einem Impuls führt welcher von der Analogschaltung nicht von einem Eingangsignal unterschieden wird.
Alternativ global zu dämpfen um anschließen ansteigend zu verstärken führte, wie zu erwarten, zu einer starken Erhöhung des Rauschens und somit zu Verringerung des Störabstandes. Ist also Mist :(.
Aber ich werde weiter mit der Einganschaltung experimentieren. Vielleicht geben die SMY52 noch etwas her. Mir kommt da gerade noch eine Idee.
zuvor jedoch muß ich Manfred noch mal bedienen
@ Manfred sorry
Ich habe mit dem Jobwechsel doch mehr um die Ohren als sonst da die Schweiz nicht in der EU ist und rechtlich Einges anders läuft, als in D. und A., erfordert das einiges an Zeit und Aufmerksamkeit.
Michael_Heidinger
31.05.2007, 22:01
Soweit habe ich es einigermaßen verstanden:
Fragen bestehen noch bei mir bei folgenden Punkten:
a) das gleichrichten mit den Dioden... sieht mir mysteriös aus...
b) die Diode(Led) für die Referenzspannung: Wieso in Sperrichtung?
Sonst ist mir alles klar...
Nochwas: Ich finde deinen BC garnicht bei reichelt. geht auch andere BCs? BC337?
Danke soweit für Deine Hilfe...
b) sorry verkehrt gezeichnet. Muss andersrum
a) mysteriös aber korrekt
Michael_Heidinger
14.06.2007, 15:12
Ich werde dann nächste Woche die Schaltung aufbauen, da ich z.Z. zeitlich eng begrenzt bin.
Mein neuer Avr-Programmer ist heute angekommen, (NACH 2 WOCHEN WARTEZEIT!!!) sodass es jetzt vorwärtsgehen sollte.
Eine Signallaufzeittabelle werde ich dann hier veröffentlichen.
Grüße
Michael
Hi,
das ist relativ einfach:
Erst mal feststellen ob Ultraschall anwesend ist. Wenn nicht, kann die Messung beginnen. Sender einschalten und warten, bis der richtig eingeschwungen ist. Dann Sender aus und Zeit messen bis der Empfänger nichts mehr hört. Achtung: Der sender schaltet nicht sofort ab! Sehr kurze Distanzen funktionieren also nicht!
Die Zeitdifferenz zwischen abschalten und ausbleiben des Echos ist linear und proportional zur Distanz, nur mit einem Offset, der expermimental zu ermitteln ist und abgezogen werden muß. <30cm minimum sind aber durchaus drin.
Kodierung usw. braucht man nicht, wenn man die Messung einfach wiederholt und vergleicht.
Gruß
Elmar
Hallo Elmar,
leider geht das so nicht, da sowohl Transmitter als auch Reciverkapsel
elend lange nachschwingen.
Ein Ping von (5 - 10µs ) am Transmitter schwingt am Reciver 0,05-0,3 ms nach erst danach ist ein Echo von einem Reflektor in ca 30mm Entfernung ca 60mm Signalweg vom Nachschwingen zu unterscheiden.
siehe OT_Anfrage (http://www.progforum.com/showpost.php?p=70249&postcount=8) und OT_Antwort (http://www.progforum.com/showpost.php?p=70250&postcount=9)
Sorry deswegen.
Michael_Heidinger
16.07.2007, 16:29
Hallo,
ich habe nach einer Zwangsläufig langen Pause(ich hatte 6 Wochen je 4 Arbeiten in der Schule) habe ich endlich mal Zeit gehabt.
Ich habe die Schaltung nachgebaut. Die Transistorverstärkung klappt perfekt. Aber: Irgendwie verschwindet bei mir das Signal wenn die Distanz >1 Meter wird. Was mache ich falsch?
Vielen Dank für eure Hilfe
Michael
Edit: Ich sende immer 20 Bursts. Liegts eventuell daran?
Hallo,
wenn du einen Tischtennisball gegen eine Metallwand schmetterst,dann kommt der Ball schoen zurueck.....du hast Empfang
Wenn du dagegen gegen einen Stoffvorhang schmetterst,dann faellt der Ball gen Boden..... nix kommt zurueck.
Wie hast du die Sendeleistung bestimmt ? Vielleicht ist sie zu gering....was steht im Datenblatt ?
schoen waere Funktion von 0 -> 1000m aber das gibt es leider nicht:eek:
Nur guten Mut...
Michael_Heidinger
16.07.2007, 17:21
Hallö.
Das Signal "knallt" gegen eine Wand (fest),
Sendeleistung: Maximal 5 V auf 0 V nicht invertiert. Wie Winne.
Wahrlich wäre 0-1km fantastisch, aber das ist ja klar, das es nicht geht.
Ich hoffe Ihr könnt mir helfen.
Grüße
Michael
Hallo,
einen Tipp: nimm eine zusaetzliche USKapsel und schaue dir das Signal im Reflexionspunkt an.....
1. bei korrekter Funktion ...Abstand <1m
2. bei fehlender Antwort....Abstand =1m
Wie sieht es mit der Amplitude des im Reflexionspunkt empfangenen Signales aus?
Ich vermute deine '''Sendekeule''' hat einen 'zu' grossen Winkel....und das Signal verliert sich...du muesstest praktisch das Sendesignal buendeln.
Im Net findest du viele Anwendungen fuer kleine Roboterchen.....da wird ein Reflektor bestrahlt der dann das Signal weiterleitet....
suchen & ausprobieren
ciao
ciao
Michael_Heidinger
18.07.2007, 15:02
Hallo,
ich glaube das Problem ist folgendes: Der Empfänger schwingt zu lange nach, desswegen wird er von den Widerständen gedämft. Dadurch ist aber auch die Signalreichweite begrenzt. Mehr wird technisch einfach technisch nicht machbar sein.
Eventuell könnte man längere Sendepausen einlegen und die Sendezeiten verlängern um den Abstand zu vergrößern.
Ich setzt mich jetzt an die Auswertung der Lauftzeit. Ich werde bald nähere Informationen hier posten.
Viele Grüße
Michael
Hi,
Pulslängenmessung kann man hier vergessen! Wie ich bereits sagte, kann man nur senden, abstellen und messen wie lange es dauert bis sich der Empfänger beruhight hat. Die gemessene Zeit setzt sich durch die Entfernung und durch die Ausschwingzeiten zusammen. Da die Ausschwingzeiten weitgehend konstant sind kann man die leicht abziehen. Problematisch ist, dass der Empfänger abhängig von der Signalstärke nachschwingt. Diesen leichten Fehler kann man durch eine Anpasskurve reduzieren unter der Annahme, dass bei gleicher entfernung die Ausschwingzeit auch immer gleich ist.
Dazu die Zeiten bei verschiedenen Abständen messen und in ein Diagramm eintragen. Daraus dann eine Funktion bilden die aus der Zeit (Laufzeit + Fehler) die Entfernung berechnet. Nur so kann man alle entstehenden systematischen Fehler eliminieren.
Wenn Du HF magst kannst Du auch einen Laser mit HF moduliert benutzen, die Phasenlage zum Empfänger gibt die Entfernung an. Frequenzunterschiede geben hier auch die Geschwindigkeit an. Moderne Industrieabstandssensoren mit Laser können 10cm bis zig Kilometer messen.
Gruß
Elmar
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