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Thema: Ultraschall

  1. #1
    Gast

    Ultraschall

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    Hallo,

    ich arbeite an einem Roboter der mittels Ultraschall und Infrarotsignalen seine Position bestimmen kann.
    Ich sende infrarot und ultraschall gleichzeitig ab und am empfaenger am Roboter kommt das ultraschall signal mit Zeitversatz an. Das funktioniert auch soweit. Leider habe ich Probleme mit der Genauigkeit des Ultraschallsignals. Am Sender starte ich den Impuls in Form von 40KHz Schwingungen sehr exakt. Am Empfaenger kommt das Signal aber mit einer Anstiegszeit von ca. 300us an, was fuer meine Anwendung einfach zu ungenau ist.
    Hatte jemand schon mal ein aehnliches Problem? Kann mir jemand die Ursache beschreiben oder bessere Sender/Empfaenger empfehlen?
    Ich benutze diese Sender/Empfaenger: 400SR160

    Danke!

    mfg Thomas

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Es kommt bei der Impulslaufzeitmessng auf den Detektor an. Mit einer einfachen Schaltschwelle hat man die Probleme wie hier beschrieben:
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/zei...?p=23402#23402
    Manfred


  3. #3
    Gast
    Gibt es denn keine Sender/Empfaenger die auch die ersten Schwingungen des Pulses ungedaempft uebertragen?

  4. #4
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Die wären dann sehr breitbandig und unempfindlich.

    Man kann auch versuchen den ganzen Anschwingvorgang durch ein Filter zu erkennen, oder ein genaueres Meßverfaren für die Ultraschall-Laufzeitmessung zu verwenden.
    Manfred

  5. #5
    Gast
    Aber wo liegt ueberhaupt der Fehler?
    Werden die ersten mechanischen Schwingungen an der Sendermembran gedaempft? Waurm?
    Werden die ersten Schwingungen waehrend der Laufzeit in der Luft gedaempft? Auch kaum vorstellbar.
    Oder nimmt der Empfaenger die ersten Schwingungen nur gedaempft auf? Was auch komisch erscheint wenn die Schwingungen in der Luft unmittelbar vor der Membran in voller Amplitute vorhanden sind.

    Danke

    Thomas

  6. #6
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    In jedem schwingfähigen System hängt es von der "Güte" ab, wie schnell die Schwingung auf den Endwert ansteigt. Ein System mit geringer Güte kann schon in der ersten Schwingung die volle Amplitude erreichen. Ein System höherer Güte wird demgegenüber nach dem Anschwingen eine höhere Amplitude erreichen.

    Die Ultraschallwandler sind so gebaut, daß sie für 40kHz recht empfindlich sind und auch nicht so anfällig für Störungen auf anderen Frequenzen. Sie haben eine Güte von etwa >10 bis 20 oder eine Bandbreite von etwa 2-3 kHz. Für viele Anwendungen sind sie damit ganz brauchbar oder sogar vorteilhaft.

    Es muß ja vielleicht auch bei der Laufzeitmessung das Ergebnis nicht in der ersten Peiode nach dem Eintreffen des Signals schon bekannt sein. Andere Verfahren können die Güte vorteilhaft einsetzen und die Laufzeit genauer messen.

    Manfred
    Abbildung A1,2 zeigt für verschiedene Werte der Güte die Amplitude und die Bandbreite, (auch wenn die Darstellung im übrigen auf den ersten Blick ein wenig trocken erscheint ).

    http://pi.physik.uni-bonn.de/~aprakt/AP-PN-A1.pdf

  7. #7
    Gast
    Jetzt trotzdem nochmal konkret:

    Kennt jemand ein solches Sender/Empfaengersystem das derartige Eigenschaften besitzt.

    Bitte mit Hersteller, Nr, und Lieferant.

    Danke Thomas

  8. #8
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    Du kannst Dir ja auch diese Lösung noch ansehen.:
    (Und dann wenn nötig die Phasenlaufzeitmessung)
    Manfred

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  9. #9
    Gast
    Habe hierzu kein Datenblatt oder Schaltplan gefunden.

    Eine andere Idee meinerseits ist am Sender dauerhaft 40Khz zu uebertragen aber mit stark veraenderter Amplitude. So erhoffe ich mir einen Grossteil der 300us Anschwingzeit durch die schon stattfindenden Schwingungen mit kleiner Amplitude zu elimimieren.

    Ist diese Variante erfolgversprechend oder liegen die 300us groesstenteils am Receiver und koennen also nicht per Sender vermindert werden.

    Danke

  10. #10
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Eine andere Idee
    Es ist weitgehend ein lineares System, damit verhält sich eine Amplitudenänderng unabhängig vom Pegel.
    Sender und Empfänger verhalten sich auch etwa gleich.

    Du willst ja den Zeitvergleich mit IR machen. Überlege doch mal, welche Phase Du messen wirst, wenn Du die Frequenz des Ultraschallsignals leicht änderst.
    Manfred

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