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:-k
Hallo,
hat jemand eine Ahnung, wie man die minimale Reichweite eine US-Transmitters möglichst klein halten kann, ich benutze einen Standardsensor, aber die minimale Nachschwingzeit beträgt ca. 1,5ms.
Vielleicht könnte man das Nachschwingen durch ein phasenverschobenes
Sendesignal verkürzen ?
Ernstl
1,5 ms sind schon recht lang, wie ist das denn gemessen?
Geht es um getrennte Wandler oder um einen gemeinsamen für Senden und Empfangen?
Ein paar Ansätze in der Richtung hätte ich schon, es kommt auf die Technik an mit der es umgesetzt werden soll.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=5599
Manfred
Hallo,
mit einem Transceiver (Sender + Empfänger in einem Gehäuse), es verhält sich so, wenn sich ein Gegenstand nähert wird das Signal bis
1,5 ms extrem stark und ab 1,5 ms quasi direkt abgeblockt und schlagartig kleiner.
Ernst
Das habe ich nicht ganz verstanden, ist da schon eine Ansteuerschaltung dabei, ... welche?Zitat:
Zitat von ernesti001
oder geht es um den elektroakustischen Wandler?
Manfred
Nein, die Schaltung habe ich selbst entwickelt, es handelt sich um eine Kapsel wie die 400ST typen (von Conrad etc.) - nur dass es eine Kombination aus beiden ist, d.h. 400ST und 400SR in einem Gehäuse.
Ernst
Getestet habe ich die Anordnung mit zwei Gehäusen nebeneinander und den Betrieb mit einem Kristall der nacheinander als Sender und Empfänger verwendet wird.
Beim Duplex Wandler (mit einem Kristall) ging es mir um die Generierung eines Sendesignals, das die rasche Umschaltung auf Empfangsbetrieb ermöglicht. siehe Bild
Oder geht es Dir um zwei Kristalle in einem Gehäuse?, wozu soll das gut sein?
Manfred
Nein,
ganz einfach um einen Kristall, der sowohl zum Senden als auch zum Empfangen geeignet ist.
Ernst
Hier mal ein Bild, damit man sich was vorstellen kann, rechts die Sende-/Empfangskapsel, auf der Platine die Auswerteelektronik.
Ernst
Ich habe erst mal die Schamlbandigkeit angesprochen, mit der verhindert werden soll, dass Resonanzstellen ohne Abstrahlung und damit geringerer Dämpfung eine Anregung erhalten, die sie nicht mehr so schnell abgeben können.
Gibt es Beobachtungen dazu? Wie ist denn die Nachschwingzeit von 1,5ms gemessen?
Manfred
Hallo,
habe einfach mal das Ultraschallsignal gemessen, der Aufbau ist wie folgt: 8 Sendebursts, deutlich zu erkennen, dann fast fließender Übergang zum Empfangssignal für ca. 0,5 ms. Das Problem ist jetzt nur, wenn ich ein Objekt annähere habe ich bis ca. 25 cm Entfernung vollen Ausschlag und dann wird das Signla trotz weitere Annäherung immer schwächer, bis es bei ca. 1,5ms total verschwindet. also gehe ich davon aus, dass dies nur durch das Nachschwingen kommen kann oder liege ich da falsch ?
Ernst
Hallo Manf,
habe noch vergessen wie in deiner vorherigen Antwort "Energieentzug durch schmalbandige gegenphasige Impulse gemeint ist, sollen das 180 Grad versetzte kurze Impulse mit 40 KHz sein, würde ich mir jedenfalls darunter vorstellen ?
Ernst
Hallo ernesti001,
vielen Dank für die Erläuterung, ich fürchte allerdings wir habe noch nicht eine gemeinsame Sicht auf die Aufgabenstellung.
Du stellst ein Verhalten mit Ansteuerschaltung dar. Die Ansteuerschaltung ist aber nicht beschrieben und ihr Verhalten ist durch den Wandler selbst nicht zu erklären.
Meine eigenen Messungen haben ergeben, dass ein geeigneter Sendeburst für Duplex-Betrieb von aktiver Dämpfung begleitet werden soll. Es sind unterschiedliche Realisierungstechniken dafür möglich.
Ich würde aber doch auch gerne verstehen, was das von Dir beschriebene Interface macht.
Manfred
Hallo,
was verstehst du unter "geeigneter Sendeburst" ? Könntest Du mir nur in kurzen Ansätzen die verschiedenen Realisierungtechniken erläutern, das Interface besteht aus einem ASIC, der in der Lage ist lediglich mit drei Leitungen (+, -, Puls) einen US Transceiver zu bedienen (Erzeugung der 40 KHz, Frequenz und Temperaturkomensation, regelbarer Verstärker, Filter etc., damit kann man mit einem kleinen Microcontroller ganz leicht einen Entfernungsmesser aufbauen - Ablauf: Kurzen Takt ausgeben, der ASIC sendet den Burst, regelt den Verstärker hoch und man bekommnt einen Puls zurück, alles was der micro machen muss ist die Zeit zu stoppen, das Teil funktioniert mehr als perfekt, ich habe jedenfalls in dieser Baugröße mit ein par RCs nichts vergleibares gesehen.
Ernstl
Zitat:
habe einfach mal das Ultraschallsignal gemessen, der Aufbau ist wie folgt: 8 Sendebursts, deutlich zu erkennen,
So wie ich das sehe ist der ASIC nicht von Dir und ich frage mich, welche Eingriffsmöglichkeit Du hast. Ist der ASIC verfügbar? Hat der Sende-Burst erhöhte Spannung?Zitat:
Ablauf: Kurzen Takt ausgeben, der ASIC sendet den Burst,
Ich könnte mir vorstellen, dass man die Generierung des Sendebursts, auch außerhalb des ASICs durchführen kann am besten abgeleitet vom Originalsignal. Dazu kommen wir dann auch. Dazu wäre es interessant, ob der ASIC getrennte pins für Eingang und Ausgang hat damit man die Signale splitten kann.
Die Kurvenform der Ansteuerungsamplitude ist schon sehr hilfreich für eine minimale Meßdistanz. Man sollte sich hierzu noch einmal verdeutlichen, welchen zeitlichen Verlauf die Amplituden von Ansteuerung, Sender und bezogen auf den gleichen Anfangszeitpunkt, auch Empfänger haben. Im Bild ist dies unter Berücksichtigung der Wandler-Bandbreite und vereinfachend nur in Bezug auf eine Resonanzstelle bei 40kHz aufgetragen. Es ist ein Anschwingen eines gedämpften Schwingers. Um die Ergebniskurve an eine möglichst kurze (rechteckige) Form anzunähern ist ein Überschwingen in der Ansteuerung nötig.
Ein Sprung in der Ansteuerungsfunktion bringt allerdings auch Oberwellen ein, über deren Verteilung und Tolerierbarkeit man sich klar werden muss.
Manfred
Hallo,
Ich generierte im Moment das Sendesignal selbst, mit einem 4093 und 9V Spannung, d.h. ca. 16V RMS, habe auch schon probiert die Spannung zu senken, der Effekt bleibt aber dergeiche. Bei diesem ASIC hat man Zugriff auf jede einzelne Stufe, d.h.
PIN 1 -> Eingang
PIN 2 -> Ausgang 1.Vorverstärker
PIN 3 -> Eingang 2. Verstärker (regelbar 32 Stufen)
PIN 4- 6 -> Filterstufen
etc...
Man kann sich eine dirkret aufgebaute Schaltung vorstellen, nur auf diesem Chip integriert. Die gleiche Reaktion des US-Transceivers erhält man auch wenn man ihn in eine normale Schaltung einbaut.
Werde heute mal ein paar OSZI-Bilder posten.
mfg
Ernst
Zunächst einmal die Resonanzen des 40kHz Wandlers. Sie sind mit einem Sinusgenerator mit Sweep Funktion aufgenommen. Die charakteristischen Frequenz-Werte sind bezeichnet.
Zur Beurteilung der Abstrahlung ist der Wandler ist über einen hohen Vorwiderstand angeschlossen und sehr dicht vor einer reflektierenden Wand aufgestellt. Wird Energie abgestrahlt dann ändert sich das Resonanzverhalten beim Verschieben der Wand.
Die Abstrahlung bei 40kHz ist im Datenblatt beschrieben und zeigt in den beiden Kurven mit unterschiedlicher Position vor der Wand einen erkennbaren Unterschied. Die Resonanz bei 50kHz zeigt keine Änderung und zeigt auch bei einer Messung mit getrenntem Empfänger keine nennenswerte Abstrahlung.
Die anderen Resonanzen bei 170kHz und 250kHz zeigen auch keine Abstrahlung und machen sich auch sonst nicht störend bemerkbar. Sie sind nur zur Vollständigkeit erwähnt.
Die 50kHz Resonanz darf beim Betrieb mit getrennten Wandlern noch vernachlässigt werden. Bei gemeinsamen Wandler darf speziell auf dieser Frequenz nicht viel Energie in den Wandler gegeben werden. Einerseits schwingt der Wandler auf dieser Frequen ohne Abstrahlung länger nach und andererseits soll sich die aktive Dämpfung auf das 40kHz Signal konzentrieren.
Manfred