entfernung zum sender über signalstärke messen

[julius12345]

hallo
ich brauche einen technisch sehr einfache entfernungsmessung zu einem objekt.
ich dachte mir, dass die einfachste lösung, ein kleiner funksender ist, der ein kontinuirliches signal aussendet. wenn ich jetzt die signalstärke am empfänger messe, kann ich ungefähr abschäzen wie weit der sender weg ist.

das ganze soll ungefähr so genau sein, wie die fähigkeit des menschen die entfernung zu einer schallquelle abzuschätzen.

ist das möglich?
was würdet ihr mir als sender empfehlen? ultraschall oder funk? wenn funk, dann welche frequenz?
wie kann ich die signalstärke am einfachsten messen?

ich hoffe ihr könnt mir helfen,

gruß julius

[dieta]

Da hier noch keiner geantwortet hat...
Mich würde das Thema auch interessieren, ich bräuchte eine Messung von 10cm bis 3 meter.

Ich dachte an Mikrowellen, da diese ja so weit ich wei mit zunehmender Entfernung stark abnehmen... aber wie genau kann man die Messen, denn je nach Leistung sind die ja auch für Menschen gefährlich?

[1hdsquad]

Nur mal so mein Gedanke dazu:
Abstand 10 Meter, freie Sicht. Signalstärke 75 %. Dann geht die Signalstärke auf einmal auf 10 % runter. Weitere Entfernung? Nein, Verbindung gestört...
MFG

[julius12345]

das ist natürlich das problem bei diesem verfahren, aber für meinen anforderung ein hinnnehmbares problem.

ich habe eine fläche, 50 mal 50 metern. auf dieser fläche sind ein paar sender verteilt, die alle ein unterschiedliches signal senden.
ich will jetzt einfach über die signalstärke ermitteln welcher der sänder am nächsten ist.
Hierbei geht es mir nicht um die entfernung in metern sonderen eher um eine praktische entferung. das heist wenn eine wand zwischen sender und empfänger ist, dann messe ich geringe signalstärke und damit einen weite entfernung, was aber auch ok ist, da man ja nicht durch wände gehen kann und sich damit der sender praktisch gesehehn weit weg befindet.

das ganze soll einen subjektive navigierung im raum simulieren, wie sie ein blinder über das gehör hat.

ich brache nachwievor dringen technische tips, zur umsezung des projekts

gruß julius

[ranke]

Ich dachte an Mikrowellen, da diese ja so weit ich wei mit zunehmender Entfernung stark abnehmen...


Die Empfangsintensität ist ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen Sender und Empfänger - ungestörte kugelförmige Ausbreitung vorausgesetzt (Also keine Reflektionen, Abschattungen, Richtantennen). Das gilt für Funkwellen (gleich welcher Frequenz), Licht, Schall usw. Weiteres siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Abstandsgesetz

An diesem Punkt kann man sich schon überlegen, ob die technische Umsetzung mit Licht oder Schall für die Anwendung nicht einfacher ist, zumal der Aufbau einer Sendeanlage immer die Auseinandersetzung mit gesetzlichen Regelungen bedingt.

Bei kommerziellen Funkempfängern interessiert im Allgemeinen nicht die empfangene Leistung, sondern das der Trägerwelle aufmodulierte Signal. Es wird deshalb ein hoher technischer Aufwand getrieben, damit die Schwankungen der Signalfeldstärke nicht am Empfängerausgang bemerkbar werden (Schwundregelung).

Man wird deshalb - zumindest auf der Empfängerseite - möglicherweise auf eine Eigenkonstruktion angewiesen sein. Man sollte sich also überlegen, was für einen Empfänger man bauen kann (Mikrowellen sind da möglicherweise eher schwieriger als ein Empfänger für Infrarotlicht oder (Ultra)schall). Zudem muss man auch verschiedene Sender simultan empfangen und auswerten.

[shaun]

Aber auch nur im Fernfeld, in der Antennennähe sind die Verhältnisse im wahrsten Sinne des Wortes etwas komplexer. Für den angegebenen Zweck, nämlich den nächsten bzw. stärksten Sender zu identifizieren sollte eine einfache Feldstärkenmessung aber reichen, zusätzliche müsste natürlich jeder Sender noch eine Kennung senden, und wenn sie das alle gleichzeitig tun, kommen wir in die Nähe des Korrelationsempfängers. Mahlzeit.

[julius12345]

vielen dank für die antworten!

Ultraschall erscheint mir aufgrund der genanten argumente als guter kanidat für einen ersten versuch.

ertsmal reicht es mir irgendeine abhängikeit zwischen der entferung zum ultraschall lautsprecher und mir zu messen.

ich hab nur begrenzte elektrotechnische fehigkeiten, wehre deshalb sehr dankbar über ein paar einschäzungen, wie ich das hinbekommen könnte:
Welche beuteile brache ich?
reicht ein microkontroler und ein ultraschall enfernungsesor aus?
was brach ich für hard / software um die amplitude des ultraschall signals zu messen, und was brache ich um das signal zu erzeugen?

[1hdsquad]

Schau da: http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/index.php?cPath=71&sort=2a&page=2
Da sind Ultraschallentfernungssensoren. Ich glaub aber, dass das komplexer ist, denn dein System ist ja kein reflektives (vom sender zum Objekt zum Empfänger neben dem Sender), sondern nur Omnidirektional...
Hab aber keine Erfahrungen mit US
MFG

[ranke]

Ultraschall erscheint mir aufgrund der genanten argumente als guter kanidat für einen ersten versuch.

ertsmal reicht es mir irgendeine abhängikeit zwischen der entferung zum ultraschall lautsprecher und mir zu messen.


Solche Messungen wurden bereits gemacht und sind auch veröffentlicht. Das ist gut, dann kann man einen Anhalt, ob die eigenen Meßergebnisse plausibel sind. Ein Beispiel ist hier zu sehen (Diagramm, 1. Seite unten rechts):
http://www.robot-electronics.co.uk/datasheets/t400s16.pdf

Man sieht, daß der Sender eine starke Richtwirkung hat. Für die spätere Realisation des Projekts ist das eher ungünstig. Möglicherweise kann man den Schall aber auch so lenken, daß er gleichmäßig über eine Ebene abstrahlt.



Schau da: http://www.shop.robotikhardware.de/.....p?cPath=71&sort=2a&page=2
Da sind Ultraschallentfernungssensoren.


Das Arbeitsprinzip dieser Sensoren ist folgendermaßen: Der Sender strahlt einen kurzen Schallimpuls ab. Der Empfänger (der ist neben dem Sender angeordnet, bei manchen Konstruktionen wird sogar der selbe Schallwandler zum Senden und Empfangen verwendet) empfängt das Echo des vom Gegenstand zurückgeworfenen Schallimpulses. Aus der Laufzeit zwischen Schallausstrahlung und Schallempfangen wird (bekannte Schallgeschwindigkeit vorausgesetzt) der Abstand zum Gegenstand ausgerechnet. Es handelt sich hier also um eine Zeitmessung, nicht um eine Intensitätsmessung.



Welche beuteile brache ich?


Mindestens eine US Sendekapsel (die im obigen Datenblatt ist für 40 kHz). Zum Sender braucht man auch noch die Erzeugung der Schallfrequenz. Ein sehr einfaches Beispiel dazu (mit nur einem logischen Gatter) wird im Wissensbereich gezeigt. Häufig wird auch das IC NE 555 für solche Schwinger verwendet.
Empfangsseitig braucht man einen US Empfänger, einen geeigneten Verstärker (z.B. eine Operationsverstärkerschaltung) und ein Anzeigeinstrument für die verstärkte Wechselspannung (ein Oszilloskop wäre ideal).
Das ist also schon ziemlich viel auf einmal, für eine einfache Messung.

[pongi]

Vielleicht eine schlechte Idee, aber trotzdem:
Wie wäre es die Sender mit unterschiedlicher Frequenzen zu betreiben? Also zB 30-35-40-45kHz. Der Empfänger hat dann nur die Aufgabe, zwischen diesen Frequenzen zu schalten, und die Intensität von den unterschiedlichen Frequenzen messen. Und weil anhand der Frequenz die Sender identifiziert werden, muss kein wirklicher Datenaustausch zwischen Sender und Empfänger erfolgen.

[ranke]

Wie wäre es die Sender mit unterschiedlicher Frequenzen zu betreiben?


Was die Ultraschall Sender und Empfänger betrifft: diese funktionieren nur in enem sehr schmalen Frequenzbereich. Das sind quasi keramische Schwinger mit einer ausgeprägten Resonanzfrequenz.
Also müßte man sehr nahe bei einander liegende Frequenzen verwenden was empfängerseitig wahrscheinlich Probleme mit der Trennschärfe, eventuell auch mit Dopplereffekt macht.
Einfacher scheint es zu sein, den Ultraschall mit verschiedenen Tonfrequenzen zu (Amplituden-)modulieren. Man wertet dann nicht die Intensität des US Signals aus, sondern die Intensität der Tonfrequenz nach der Demodulation. Ist aber schwierig genug, man muß ja auch mit Interferenzen der Sender rechnen.

[Tie-fighter]

Wie wärs mit einem Ansatz über die Laufzeit?
ähnlich dem GPS

[dieta]

Die ist aber in so kleinen Bereichen winzig... wie mißt man so was?

[Tie-fighter]

Wenns bei Ultraschall Entfernungsmessern auch funktioniert....
Aber eigentlich läufts dann eh wieder auf Ultraschall hinaus.
Außer man macht ungefähr das selbe mit funk...
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Ultraschall_Interface