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Pollux · Anmeldungsdatum: 25.04.2005 Beiträge: 35

Hallo!
Ich hab gesehen, dass es bei euch im Forum auch ein paar U-Boot-Bauer gibt. Ich hab mit einem Freund ebenfalls vor eines mit einer Tauchtiefe von 30m zu bauen. jetzt ist natürlich die Frage, wie man das Ding steuert. 50m Kabel durchs Wasser schleppen ist etwas mühsam und Funk geht auch nur über ein paar Meter. Ich hab an Ultraschall gedacht um eine RS232 verbindung zum U-Boot aufzubauen. Leider ist es das erste mal, dass ich mit sowas arbeite.
Könnt Ihr mir bitte bei diesem Projekt unter die Arme greifen? (Nur was die Übertragung anbelangt, das U-Boot kommt später)
erstmal vorweg, damit ihr euch nicht unnötig abmüht: Über welche Distanzen ist eigentlich eine Übertragung mit Ultraschll durchs Wasser realistisch?
Danke,
Pollux

UlliC · Verfasst am: 25.04.2005, 21:42

Zitat:

Könnt Ihr mir bitte bei diesem Projekt unter die Arme greifen? (Nur was die Übertragung anbelangt, das U-Boot kommt später)
erstmal vorweg, damit ihr euch nicht unnötig abmüht: Über welche Distanzen ist eigentlich eine Übertragung mit Ultraschll durchs Wasser realistisch?

Die Wale können über mehrere Kilometer hinweg miteinander kommunizieren. -Nur Wale sind schwer zu fangen... Zwinkern

Spaß beiseite. Einige 100m müßte mit keramischen US Sensoren schon machbar sein. Das Problem wird in der Richtcharakteristik der Schallkeule liegen. Ist diese scharf, kommt man weit, trifft aber möglicherweise den Empfänger nicht.

teslanikola · Verfasst am: 25.04.2005, 22:00

Sorry UlliC, aber ich muss die korrigieren,
Unterwasser ist der Schalkegel vun US wesentlich weiter als überwasse ( Wahle müssen sich ja auch nich in die richtung des anderen drehen )

UlliC · Verfasst am: 25.04.2005, 22:22

Zitat:

Unterwasser ist der Schalkegel vun US wesentlich weiter als überwasse ( Wahle müssen sich ja auch nich in die richtung des anderen drehen )

Stimmt, da habe ich mich wohl etwas unklar ausgedrückt.
Um Reichweite zu erzielen, sollte man den Sensor mit der schmalsten Keule nehmen (Bei gleicher Leistung).

Minifriese · Verfasst am: 26.04.2005, 09:01

Moin!

Ein kleines Problem gibt es bei der Abgabe des Schalls an das Wasser: Die meisten Schwinger sind für Luft-Anwendungen gedacht. Selbst wenn die Wasserdicht sind, werden sie unter Wasser deutlich weniger Leistung an die Umgebung abgeben, weil die Schall-Energie das Gehäuse bzw. die Grenzschicht zwischen der Luft im Gehäuse und dem Wasser außen nur schwer durchdringen kann. Das Piezo-Element müßte also besser direkt im Wasser sitzen...

Übrigens ist die Reichweite von Schallwellen mit kleineren Frequenzen auch unter Wasser deutlich höher als die hoher Frequenzen. Vielleicht wäre also "normaler" Schall sogar besser als Ultraschall. Ist natürlich die Frage, wieviel Information man damit in einer gegebenen Zeit noch übertragen kann.
Auch die Richtungsempfindlichkeit nimmt bei kleineren Frequenzen (also größeren Wellenlänge) ab. Vielleicht brauchen sich die Wale deswegen nicht einander zudrehen. Die "reden" nämlich durchaus auch mit normalem Schall, nicht (nur?) mit Ultraschall, soweit ich weiß. Bin allerdings kein Biologe...

Nils

Manf · Verfasst am: 26.04.2005, 09:39

Was ein Wal selbst wohl dazu sagen würde Angel

http://scicom.ucsc.edu/SciNotes/9601/OceanNoise/00Intro.html
http://scicom.ucsc.edu/SciNotes/9601/OceanNoise/Hear.html
Manfred

RG · Verfasst am: 26.04.2005, 11:40

eine wichtige Frage scheint mir für eine derartige Anwendung zus ein, wie sich Echos auswirken. Oder soll das Manover außerhalb der 3-Meilen-Zone stattfinden...
RG

Pollux · Anmeldungsdatum: 25.04.2005 Beiträge: 35

An Daten sollten so in etwa 40 Bytes/sec. ausreichen. Später soll nochmal eine kamera dazukommen, was vielleicht mit den Datenmengen ein Problem geben wird, aber das steht noch in den Sternen. Wenn ich aber die die RS232 benutzen will und ich slebst den langstamsten Modus mit 2400 Baud wähle, komm ich schon mit 1 Startbit, 2 Stopbits, 1 Paritybit auf eine frequenz von 28,8kHz. Daher werden geringere Frequenzen bei der Datenmenge kaum zu realisieren sein.
Gruß,
Pollux

teslanikola · Verfasst am: 26.04.2005, 18:01

Unterwasser ist schall auch 20mal schneller!!!!!!!!!!!!!!!

Goblin · Verfasst am: 26.04.2005, 18:12

die kleinste mögliche baudrate ist 100baud. aber mit den heutigen progs gehen die nicht mehr. meins macht noch 300...

Spurius · Verfasst am: 26.04.2005, 19:34

Mich interessiert das Themas Unterwasserdatenübertragung auch, also falls du neue Erkenntnisse hast, immer her damit.

Pollux · Anmeldungsdatum: 25.04.2005 Beiträge: 35

Zitat:

Unterwasser ist schall auch 20mal schneller!!!!!!!!!!!!!!!

Das ist nicht ganz korrekt. laut Wikipedia liegt die schalgeschwindigkeit um den Faktor 4 höher und das würde sich dann auch nur auf die Wellenlänge auswiken, nicht aberr auf die Frequenz, die aber das eigentliche Problem darstellt.
Ich hab uach grad eben im Datenblatt für die AVRs von Atmel nachgeschaut, leider unterstuützen die wiklich nur 2400 baud.
Gruß,
Pollux

Manf · Verfasst am: 28.04.2005, 09:22

Zitat:

ich slebst den langstamsten Modus mit 2400 Baud wähle, komm ich schon mit 1 Startbit, 2 Stopbits, 1 Paritybit auf eine frequenz von 28,8kHz.

Die Baud beschreiben die elektischen Zustandswechsel pro Sekunde auf der Leitung (die Zeichen die dabei angesprochen werden sind keine Ascii Zeichen oder Bytes) Die Baud sind damit näher an der Frequenz dran als die Bit, die den irgendwie codierten Informationsgehalt beschreiben.

Manfred

http://www.computerbase.de/lexikon/Baudrate
http://www.at-mix.de/baudrate.htm
http://www.geoinformatik.uni-rostock.de/einzel.asp?ID=174

pebisoft · Verfasst am: 28.04.2005, 13:59

pass auf das du bei diesem experiement kein ärger in öffentlichen gewässern mit dem naturschutz bekommst.
mfg pebisoft

teslanikola · Verfasst am: 28.04.2005, 14:49

Also DER UART unterstützt wirklich nur 2400 baud, wenn du aber Software emulation machst kannste auf bis zu auf 250 baud runter, dann haste bei einem 1Mhz Quart die abweichung 0.00%

Pollux · Anmeldungsdatum: 25.04.2005 Beiträge: 35

Ich hab gedacht die Baudrate würde die Anzahl an Bytes angeben, die pro Sekunde übertragen werden. Oder bezieht sich das auf die Bits pro Sekunde?
Wie sieht's jetzt eigentlich aus? Soll ich mich mal an einen Prototypen setzen, oder kann ich's von Haus aus vergessen?
Gruß,
Pollux

Minifriese · Verfasst am: 30.04.2005, 12:15

Moin moin,

Ich wuerde sagen, auf jeden Fall versuchen. Und natuerlich gleich posten, was dabei rausgekommen ist Freudig

Muss es unbedingt RS232 sein? Ich versuche mal, ein pdf dazu anzuhaengen, das ich im Internet gefunden habe. Da es offen rumlag, nehme ich an, dass kein Copyright drauf liegt...

Nils

Pollux · Anmeldungsdatum: 25.04.2005 Beiträge: 35

Das Tutorial sieht ja echt gut aus. Wo hast denn das her? (Vielleicht gibt's davon noch mehr) Bei "nur" 200Bytes/sec. könnt's später Probleme geben, wenn ich eine Kamera in's U-Boot einbauen will, aber alles zu seiner Zeit...
Wie sieht denn das auf der Seite des Empfängers aus? Im Tuti steht was von 2 OPs, aber ich denk, einen müsste man als Filter gegen Störsignale und den anderen als Verstärker benutzen. Oder was meint ihr?
Gruß,
Pollux

Minifriese · Verfasst am: 03.05.2005, 20:06

Moin!
Ich glaub das Teil ist mir beim Googeln ueber den Bildschirm gehuscht.
Wie die Empfangshardware aussieht, hab ich da drin auch vermisst. Meine Version hab ich mal angehaengt. Das Teil mit den 12V hab ich getestet, es kommt definitiv ein Signal an, allerdings konnte ich wegen des Testaufbaus nur Distanzen von etwa 40cm testen...
Der naechste Versuch waere bei mir die andere Schaltung mit den 5V, um das ganze AVR-kompatibel zu machen. Eigentlich gehts mir ja nur darum, saubere Flanken zu erzeugen, so dass der AVR die Frequenz messen kann (ueber ICP). Bin allerdings noch nicht dazu gekommen. Kannst ja mal loslegen und mir sagen, ob's geht Freudig

Nils

Ich hoffe, die Bilder zerschiessen nicht das Format...

Pollux · Anmeldungsdatum: 25.04.2005 Beiträge: 35

Ok, der empfänger sieht ja echt gut aus. T1 und T2 sind schon npn-Transistoren? Soll das bei C1 22nF, oder 22pF heißen? Was für eine Ultraschallkapsel hast du verwendet?
leider kann ich die schaltung noch nicht nachbeuen, da die Bauteile erst ma Mittwoch bestellt werden, aber vielleicht können wir schon über den Sender sprechen. Ich hab schonmal einen Schaltplan gezeichnet. Ist der soweit ok?
Gruß,
Pollux

Minifriese · Verfasst am: 05.05.2005, 10:02

Jo, das soll 22nF heissen. Auf meinen Kapseln steht R292 (Empfaenger) und O252 (Sender) hinten drauf. Die hab ich aus einem alten Conrad-Bausatz ausgebaut, war mal ne Einparkhilfe. In Anbetracht des schlechten Wetters hab ich auch gerade meine Bastelkiste ausgepackt. Vielleicht krieg ich ja heute noch die 5V-Schaltung zum Laufen...
Senderschaltung kommt gleich, muss die noch mit meinem tollen MagicPen in den PC malen Freudig

Nils

Archi · Verfasst am: 05.05.2005, 13:55

Also wenn ihr eine piezokeramische (also kapazitive) Ultraschallkapsel verwendet, werdet ihr mit dieser Ansteuerschaltung nur ein kurzes Knacken erzeugen.
Schon mal an eine Gegentakt-Endstufe gedacht?

CU, Robin