Position unter Wasser emitteln

[andras]

hi!
ich wollte nur einmal fragen, wie ich am besten die psoition unter wasser bestimme.
die z- achse ist klar: drucksensor
nur der rest?
ich möchte ermitteln in welcher neigung (längsachs/querachse), in welche reichtung ich fahre (kompass-modul??) und ob ich fahre/drifte...
kann mir da jemand weiterhelfen??
danke schon im voraus

[uwed]

Hi,
ich geh mal davon aus dass dien Gerät unter Wasser nicht sehr schnell sein wird, kann mich aber auch irren. Wenn dem aber so ist solltest du dich mal
nach dem ADXL202E Beschleunigungssensor umsehen, auch hier im Forum es giebt ein Paar Beiträge dazu. Du hast ja immer die Erdbeschleunigung die ja immer nach unten Wirkt, wenn dein Gerät nun um eine Achse geneigt ist wirkt die Beschleunigung auch auf die X bzw Y Achse.

Ob es sich bewegt würd ich mit einem kleinen Impeller zu lösen versuchen.
ein kleiner freilaufender Metallpropeller in einem Kunststoffrohr 2cm oder so und mit einem Hallsensor detektieren wenn ein Blatt vorbeikommt.
ist aber sicher nicht sehr genau und auch nur für die Geschwindigkeit relativ zum umgebenden Wasser gut. also drift erkennst du nicht.


mfg
Uwe

[andras]

nein, das ding soll sich eig nicht übermäßig schnell bewegen...
ok, das mit dem beschleunigungssenosr leutchtet mir ein, werd mich mit dem einmal ein bisschen eingehender beschäftigen...

zum bewegen:
mir geht es eignetlich ahuptsächlich darum die drift zu kennen, die andere geschwindigkeit kann ich mir halbwegs mit der motorleistung errechnen...
moment.... gegenströmung/rückenströmung könnte man so erkennen: wenn das gerät schneller als aus der motorleistung errechnet ist, dann kommt die strömung von hinten sonst von vorne...
belibt noch das problem von seitlicher drift und von drift im stillstand....

[womb@t]

Wo wird "es" Unterwasser betrieben? In nem Teich, See, Bach oder Fluss?
Möchtest du messen, wie sich "es" mit der Strömung bewegt, oder ob es sich relativ zur Erde bewegt?

[andras]

ok, hab eig vor dass das ganze dann in einem teich/see oder sonstigem "stillen"gewässer herumfährt... aber i.b.ch kann leite strömungen nicht ausschließen, zb in der nähe des abflusses wird ein gewisser sog herschen...
ich will eig wenn ich den einstiegspunkt ins wasser kenne dann den ganzen fahrtweg auzeichnen können, und den ev auf einer karte einzeichnen, d.h. eigentlich realtiv zur erde...
gps wär da halt am besten, aber das geht ja unterwasser bekanntlich nicht

[geronet]

Ne rote Boje mit Kabel und GPS Empfänger drauf.
Die Boje schwimmend und das Kabel aufrollbar mit Feder, damit die Boje immer genau über dem U-Boot bleibt.

Brauchste sowieso damit dich kein Schiff versenkt :D

[Christian H]

Hi,

wenn GPS nicht funktioniert, baust Du halt Dein eigenes Sonar-GPS. Drei US-Sender am Rand des Sees senden zu bestimmten Zeitpunkten US-Impulse aus. Ein US-Empfänger im U-Boot misst die Ankunftszeit der Impulse. Da US ja längere Laufzeiten hat als elektromagnetische Wellen brauchst Du auch keine Atomuhren, um die Aussendung der US-Impulse zu timen. Aus den Laufzeiten kannst Du die Position bestimmen. Aufgrund der schnelleren Ausbreitung der US-Wellen im Wasser als in Luft sollte auch die Reichweite der US-Impulse höher sein als in Luft.

Vielleicht ließe sich soetwas mit modifizierten US-Sensoren auch tatsächlich realisieren.


mfg

Christian

[avion23]

Reichen nicht 2 Ultraschallsender aus? Dann gäbe es nur eine "tote" Linie, aber Kreuzpeilung wäre schon ausreichend IMHO.

@Christian H
Kennst du da Sensoren/Sender? Ich habe es mit denen von diesen Einparkwarnern ausprobiert, das funktioniert nicht. Conrad hat nur spritzwassergeschützte.

[Christian H]

Einfach ist die Sache sicherlich nicht. Erfordert viel Einsatz, googlen und experimentieren. Orientieren kann man sich an Sonar. Hierzu gab´s u.a. bereits einen Beitrag:

mini-Echolot mit Ultraschallsensoren
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=29702&highlight=sonar.

Wer es schafft ein Echolot zu bauen, sollte auch ein Sonar - GPS bauen können. Wichtigster Bestandteil ist natürlich ein Piezo Ultraschall-Sender - Empfänger. Z.b. wie sie zum Angeln verwendet werden http://www.angeln.de/praxis/echolote/tutorium/geber.php :

Fischfinder-Echolot bei ebay z.B. für 24€ mit einer Reichweite von 100m.


Geeigent als Empfänder und Sender sollten auch Selbstbau - Hydrophone sein, mit Materialkosten von wenigen Euronen.
http://www.gantschnigg.net/articles/ArtikelHydrophonRAW.html.


Patentieren kann man sich die Sache allerdings nicht mehr. Das haben bereits Wissenschaftler des Office of Naval Research vor uns getan:http://www.pressetext.de/pte.mc?pte=070316023


Viel Erfolg !


mfg

[avion23]

Danke Christian!!!
Ich habe die Sache schon aufgegben. In dem von dir verlinkten Thread tut sich auch nicht wirklich mehr etwas :(

24€ sind nicht die Welt. Wenn ich unter 50€ ein halbwegs funktionierendes Songar aufgebaut bekomme, dann bin ich total happy. Die Preise die ich gefunden habe, reichen von 1k€ bis unendlich ;)

Sobald etwas funktioniert poste ich es im Forum.

[andras]

ok, ich werd mir wohl so ein mikrofn selber bauen....
hab gerade bei konrad (http://www.conrad.at/goto.php?artikel=191304 ) das hier gefunden....
lässt sich das in irgendeiner weise verarbeiten, wenn ich da nen wasserdichten lautsprecher dfür verwende?
achja noch was, bei dem mikrofon, wie filtere ich da heraus, welche frequenz da angekommen ist? geht das mit so einer frequenzweiche (mit kondensatoren) (hab davon in physik einmal gehört)...

[Excalibur]

Reichen nicht 2 Ultraschallsender aus? Dann gäbe es nur eine "tote" Linie, aber Kreuzpeilung wäre schon ausreichend IMHO.


Nein, wenn Du die Position vom Land aus bestimmen willst, reichen ein Sender am Boot und zwei Empfänger mit Richtcharakteristik und Mechanik aus. Da Du aber die Position vom Boot aus bestimmen willst, braucht Du 3 Sender. Bei nur zwei Sendern und einem Empfänger gibt es zuviele Interpretationsmöglichkeiten der Ergebnisse. Man kann sie zwar mit Hilfe des Drucksensors, der die Z-Achse bestimmt, bis auf 2 reduzieren. Eine weitere Reduzierung auf nur ein Ergebnis, ist zwar möglich aber nicht praxistauglich, da der Einsatzbereich des Bootes auf ein gleichschenkliges Dreieck beschränkt ist. Die Seitenlänge entspricht der Entfernung von Sender 1 zu Sender 2.

MfG

Michael

P.S. Was bedeutet "eig". Ich kann mit diesem Wort nichts anfangen.

[avion23]

Ich habe mich dabei auf http://de.wikipedia.org/wiki/Terrestrische_Navigation bezogen. Auf dem ersten Bild kann man sehr schön erkennen, was ich meine.
Damit kann man die Position in der Ebene feststellen.
Man erhält den Abstand zwischen Boot und Sender 1, dann zieht man einen Kreis um Sensor1 mit dem Abstand. Das selbe für Sender2. Dann hat man zwei Kreise, die sich schneiden. Durch geeignete Wahl der Sensorenstandorte kann man ungültige Standorte ausschließen.
Wie du siehst habe ich noch nicht verstanden was du meinst :(
Die Höhe wird man nicht feststellen können, aber das ist auch mit 3 Sensoren sehr schwierig bis unrealistisch.

Wegen dem "eig": Ich vermute, dass es eine Abkürzung für "eigentlich" darstellen soll. Man hat sich selbst ein paar Buchstaben gespart und dafür darf jeder, der den Text liest, erstmal beweisen, dass er dessen auch würdig ist *fg*.

[Excalibur]

Viel anschaulicher erklärt, als ich das konnte.
Bei einem U-Boot hilft uns eine 2-D Navigation wenig, es sei denn es soll nie tauchen.Bei einer 3-D Navigation verändert sich der Kreis zu einer Kugel. In diesem Fall, da das U-Boot kaum fliegen wird zu einer Halbkugel. Zwei Halbkugeln, die sich schneiden haben sehr viele Schnittpunkte. Erst die einbeziehung des Drucksensors, reduziert es wieder auf 2. Punkte, da die Höhe dadurch bekannt ist.

Durch geeignete Wahl der Sensorenstandorte kann man ungültige Standorte ausschließen.

Wie willst Du das machen?
Stellen wir uns mal vor der See hätte die Form eines Quadrates.
1. Möglichkeit. Die Sender liegen in den gegenüberliegenden Ecken. Wir können die Position nur auf der Verbindungslinie zwischen beiden Sendern genau bestimmen. In allen anderen Fällen wissen wir nicht, ob sich das Boot rechts oder links davon befindet.

2. Möglichkeit. Die Sender liegen in den nebeneinander liegenen Ecken. In dem Fall läßt sich die Position nur in einem in das Quadrat hineinragenden gleichschenkligen Dreieck bestimmen.

Bei nochmaligen Nachdenken komm ich zu der Erkenntnis, das meine Schlußfolgerung aus Möglichkeit 2 Unsinn ist, und funktionieren würde.


MFG

Michael

[avion23]

Mit anderen Worten, Möglichkeit zwei funktioniert, oder? Das ist bei mir nämlich schon fest eingeplant :)

Mit dem 3-dimensionalen hast du auf jeden Fall recht. Da braucht man 3 Peilpunkte. Aber die Höhenachse müsste sehr genau sein. Je nach dem wie groß das Gewässer ist braucht man eine extrem genaue Winkelauflösung für z.B. 10cm Höhenunterschied. Das würde ich mit Bastelmethoden nicht hinbekommen ;) Außerdem: Wo den dritten Sensore befestigen? Am Grund?

Ich hatte mich nur auf das zweidimensionale bezogen.

Ach ja zur Realisierung: Das "Boot" hat mehrere Ultraschallsensoren. Am Rand gibt es zwei Sender. Diese Sender senden zur gleichen Zeit ein "ping" aus, welches wahrscheinlich von einem ne555 ~40kHz erzeugt wird. Zur Synchronisation der Sender muss ich mir noch etwas einfallen lassen, vielleicht ein lautes "knack" per Funk?

[Excalibur]

Mit anderen Worten, Möglichkeit zwei funktioniert, oder? Das ist bei mir nämlich schon fest eingeplant :)
So war das gemeint gewesen. Es muß aber sicher gestellt sein, das sich das Boot nur auf einer Seite von den Sendern befindet. Also links EXOR rechts.



Mit dem 3-dimensionalen hast du auf jeden Fall recht. Da braucht man 3 Peilpunkte. Aber die Höhenachse müsste sehr genau sein. Je nach dem wie groß das Gewässer ist braucht man eine extrem genaue Winkelauflösung für z.B. 10cm Höhenunterschied. Das würde ich mit Bastelmethoden nicht hinbekommen ;) Außerdem: Wo den dritten Sensore befestigen? Am Grund?

Den dritten Wert liefert Dir der Drucksensor! Einen 3. Peilpunkt brauchst Du nur, wenn Du nicht sicherstellen kannst, daß das Boot im zulässigen Bereich bleibt. Also links EXOR rechts von der Verbindslinie der beiden Sender.




Ach ja zur Realisierung: Das "Boot" hat mehrere Ultraschallsensoren.
Moment mal. Ich hatte es bisher so verstanden, daß das Boot einen Empfänger hat und die Position über die Laufzeiten der Signale ermitteln soll. Das obige klingt jetzt fast so, als wäre ein Array von Empfängern zur Winkelbestimmung geplant.



Am Rand gibt es zwei Sender. Diese Sender senden zur gleichen Zeit ein "ping" aus, welches wahrscheinlich von einem ne555 ~40kHz erzeugt wird. Zur Synchronisation der Sender muss ich mir noch etwas einfallen lassen, vielleicht ein lautes "knack" per Funk?
Ist das nicht etwas umständlich? Warum nicht einen Sender am Boot, der die beiden Sender triggert. Eventuell sogar selektiv.

MfG

Michael

[avion23]

Du hast nichts falsch verstanden :)
MEIN Boot wird mehrere ultraschallsensoren haben, um sich zu orientieren. Da kann man dann natürlich noch mit spielen, und z.b. Winkel auflösen, also die Ausrichtung relativ zu den Ultraschallsendern. Aber im Kern ist eine Absolutposition schon etwas feines.

Das mit dem per US triggern ist eigentlich die beste Idee. Dann hätte ich sogar die doppelte laufzeit und damit mehr zeit zum meßen. Also

Boot sendet ping
Sender1 empfängt ping
Sender1 sendet ping
Sender2 empfängt ping
Sender2 sendet ping
Boot empfängt ping Sender1
Boot empfängt ping Sender2

Woher weiß ich dann, von welchem Sender die Antwort stammt? Eigentlich garnicht, oder?
Mir fällt nur ein "Muster" ein, z.b. leicht andere Frequenz oder der eine zwei, der andere 3 pings. Kannst du das Problem auch noch lösen :D ?

Ach ja, sorry an den Threadersteller Andras für das Thread-Kappern :D

[Excalibur]

Wie wäre es damit.

Boot sendet ping
Sender1 empfängt ping
Sender1 sendet ping
Boot empfängt ping Sender1
Boot sendet ping ping
Sender2 empfängt ping ping
Sender2 sendet ping
Boot empfängt ping Sender2

MFG
Michael