Ultraschall - Entfernunsmessung mit Ultraschall Interface aus RN

[Searcher]

Hallo,
wenigstens schon etwas gefunden.

Mich interessiert die Schaltung auch. Hast Du die aus dem Wiki http://www.rn-wissen.de/index.php/Ultraschall-Interface 1:1 nachgebaut?

In Deinem Programm stört mich noch das Print in der ISR. Ablaufzeit in einer ISR sollte ja so kurz wie möglich sein. Wenn nur der erste Wert intressiert, wäre es egal...?

Ich habe vor so ein Meßprogramm zu schreiben. Dazu nehme ich mangels Bauteilen einen Atiny25 als Simulator, der mir entsprechende Anschlüsse und Signale des US-Interfaces zur Verfügung stellt. Ich denke zunächst mal an ein Eintreffen des Echos nach 3ms, daß einer Entfernung von ca 50cm entspricht. (Schallgeschwindigkeit 343m/s - 1s/343m = 0,0029s/m - Hin und zurück - Distanz 50cm)?

Gemessen wird dann mit einem Attiny45.

Mal sehen, ob es am Programm oder Platine liegt und ob ich überhaupt was hinkrieg.

Gruß
Searcher

[Thegon]

Ja, die habe ich fast 1:1 nachgebaut, nur der schwingkreis hat eine andere Spule, da ich die passende mit 4,7mH nicht habe, aber ich habe den Kondensator angepasst und somit hat er eine Resonanzfreq. von 40,1 kHz.
Bin schon gespannt, was bei dir rauskommt
Mfg Thegon

[Thegon]

Ich habe das Oszi in gang gebracht, jetzt muss ich von traurigen Erkenntnissen berichten: ;-(
als erstes hat einmal die Freqenz des Bursts nicht gestimmt, war mit etwa 30 kHz zu klein, die habe ich aber gleich ausgebessert.
dann habe ich am ausgang (pulse out) gemessen, es kommt gar nichts raus
Ich habe am transistor des Teiles "Amplifier" gemessen, (Kollektor): nichts was größer ist als 10 mV, das könnte gut auch rauschen sein.
Ich habe am transistor des Teiles "Swich & Comperator" gemessen (auch Kollektor): (Jetzt kommts...) Normaler weise 5V, dan sinkt der pegel im 40 kHz Takt ab und schießt rechteckartig wieder hoch, also so etwas wie eine verkehrte (nach unten gedrehte) Sätezahnspannung.
Dann habe ich den Emfangswander abgeschlossen: das gleiche Resultat. ;-( Es hat also nichts mit dem Ultraschall zu tun...
Ich habe dann den Gatterbaustein 4011 verdächtigt, den aber später durchgemessen und ausprobiert, der funktioniert jedoch wunderbar.
Die sendekapsel bekommt, was sie bekommen soll: eine Rechteckspannung mit einer Amplitude von 5 V gegen masse gemessen, es wären dann 10 V, wenn ich zwischen den beiden Pins des Wandlers messen würde, denke ich.
Jetzt weiß ich beim besten Willen nicht mehr, was falsch sein könnte. Hätte jemand eine Idee?
Falls noch irgenteine messung oder andere angaben benötigt werden, ich versuche, so schnell als möglich zu antworten.
Danke für die Antworten, die mir schon gegeben wurden und schon im voraus für die, die noch kommen
Mfg Thegon

[Besserwessi]

In dem Schaltplan fehlt der Kondensator an der Versorgungsspannung dadurch ist es möglich das Störungen über die Versorgungsspannung von der Sendeseite zur Empfangsseite kommen.

Der Eingangsteil kann auch Störungen einfach kapazitiv einfangen. Da sollte man ggf. etwas Abschirmung haben und ggf. den Test ohne Eingangssignal mit einem Kurzschluss über den Empfänger machen. Wenn man einfach die Empfangskapsel abklemmt, steigt die Empfindlichkeit gegen Störungen deutlich an.

[Searcher]

Hallo Thegon,
leider noch eine nicht so gute Nachricht.

Hab meinen Testaufbau fertig und das Meßprogramm ist in etwa so wie bei Dir aufgebaut:

Systemtakt ist bei mir 8Mhz interner Oszillator; Timer0 läuft mit 1MHz (Prescaler = 8 ). Der schnellere Systemtakt soll vor allem die ISRs schneller machen.

Gestartet wird über ein Taster

Nach Senden des Bursts, den ich nach Deiner Methode erzeuge (mit waitus 11 komme ich auf 41kHz), wird mit dem Timer die Zeitmessung gestartet. Bursts sind bei mir eigentlich egal, da der Tiny25 Simulator einfach nur auf ein low wartet und dann sofort einen Pin als Echo für 3ms nach low zieht. Hoffe, hab das richtig simuliert. Soll eine Distanz von ca 50cm darstellen.

Overflows werden im Timer0 OVF-Interrupt gezählt.

Trifft das Meßende nach ca 3000µs (mit Oszi kontrolliert) ein, wird in der INT0 ISR die Zeit gesichert und später im Hauptprogramm ausgegeben.

Bei meinem Glück/Pech trifft das Meßende in der Nähe eines Timer0 Überlaufs ein und damit geht ab und zu ein Überlauf verloren. Bedeutet eine Ungenauigkeit/Abweichúng von mindestens 256µs. Sieht aus, als wenn der Timerüberlauf gerade kommt, wenn der INT0 abgearbeitet wird.

Ansonsten ist die Abweichung der einzelnen Meßwerte untereinander zwischen 0 und 25µs.

Werde noch ein bißchen probieren, denke aber, das man da anders rangehen muß.

Besser wäre auf jeden Fall ein 16 Bit Timer. Du müßtest doch auf dem ATMega48 noch einen frei haben? Ohne die Overflow ISR sind die Abweichungen nur noch sehr gering.

Viel Glück bei der HW. Es kann nur noch bessser werden Der Oszi geht ja schon wieder.


Gruß
Searcher

[Besserwessi]

Mit etwas Umstand kann man den fehlenden Overflow Interrupt erkennen. Das geht so ähnlich wie bei der Erweiterung der ICP Funktion auf mehr als 16 Bit.

In der ISR zu INT0 prüft man ob der Timer-wert klein ist (z.B. kleiner als 128 ) und das Flag für den Overflow Interrupt gesetzt ist. In diesem Fall müsste der Overflow Interrupt erst vor den Signal kommen - man zählt also einfach einen Überlauf dazu.

[Thegon]

Hallo,
hat jetzt etwas gedauert, aber ich habe nun 2 Kondensatoren eingelötet, einen direkt an die versorgungsspannungsanschlüssen (220uF) und noch einen an die versorgungsspannungspins des 4011. Man kan wohl von einer veränderung sprechen: jetzt kommt überhaupt kein Interrupt mehr herein.
Naja, immerhin schon mal besser als 16, die nicht sollten.

Ich habe noch einmal die Frequenz des ausgangsbursts gemessen, sie beträgt wunderschöne 40,1 kHz, tastverhältnis 63 % (ich hoffe, das macht nichts ). diese kommen auch beim Sendewandler an. Die Veff zwischen den Sendewandlerpolen ist mit V~ einstellung des Multimeters nicht wirklich zu messen, kurz zeigt er ca. 11V an, dann nur mehr 0,6. Ich denke aber, dass die Freq. ein bisschen zu schnell für das messgerät ist. Ich nehme an, das Senden darf als Problemquelle erst einmal außer Acht gelassen werden. Ich komzentriere mich derzeit auf die Eingangsverstärkungund den Schwingkreis.

Ich habe dann noch einen interessanten test durchgeführt: mit einer Batterie (ca. 1V) an den Pins des Empfangswanlers "kitzeln" Dies löst Interrupts aus, was heißt, dass zumindest etwas durch die Schaltung durchkommt, wenn auch nur notdürftig.

Zu den obrigen beiträgen: wegen 25 us ungenauigkeit (die auch bei meinen simulations - tests auftraten) will ich mir nicht den Kopf zerbrechen, das wäre ja umgerechnet eine ungenauigkeit von weniger als 0,5 cm, so genau muss das ganze nicht sein, mir würde eine genauigkeit von 1-2 cm völlig genügen, was dan eine max. ungenauigkeit von 120 us wären.
EDIT: Ah, das mit dem Interupt habe ich erst nicht ganz genau gelesen, ich denke, daran lässt sich ja noch feilen, wie Besserwessi geschrieben hat.


Freut mich übrigens sehr, dass du (Searcher) dich auch tatkräftig mit meinem Problem beschäftigst
Mfg Thegon