Ultraschall

[tom23]

Guten Tag,

ich bin neu hier und ich hoffe ihr könnt mir helfen.

Ich möchte eine Sender und Empfänger Platine mit Ultraschall bauen.
Also genauer gesagt möchte ich es so machen, das irgendwo die Senderplatine liegt und ich mit der Empfängerplatine die Sendeplatine suche und wenn Sender und Empfänger übereinander liegen, also z.B. 10cm Abstand von einander haben, möchte das dann eine LED leuchtet und einen Summer angeht.

Jetzt weiß ich nur nicht wie ich das umsetzten kann. Habe schon viele Schaltpläne mir angeschaut, nur weiß ich nicht wie ich das umsetzten kann.

Ich hoffe ihr könnt mir helfen, z.B. mit Schaltpläne oder sonstigen nützlichen Informationen.


Gruß Tom

[ranke]

Üblicherweise wird bei Schaltungen für die Entfernungsmessung mit Ultraschall die Laufzeit des Schallimpulses gemessen. Der Sender strahlt einen kurzen Schallimpuls aus und setzt gleichzeitig eine elektronische Stoppuhr in Gang. Nachdem der Empfänger das Signal empfangen hat, stoppt dieser die Uhr. Die verstrichene Zeit ist ein Maß für die Entfernung des echogebenden Gegenstands.
Die Technik funktioniert nicht mehr einwandfrei, wenn Sender und Empfänger getrennt aufgebaut werden, weil die Stoppuhr dann nicht mehr gleichzeitig von beiden bedient werden kann. Es gibt zwar verschiedene Ansätze, das Problem zu umgehen (z.B. man überträgt das Stoppuhrsignal praktisch verzögerungsfrei per Funk oder Licht oder man setzt in S und E jeweils genaue Uhren ein, die man zusätzlich synchronisieren muss). Das macht die Sache aber schon ziemlich kompliziert.
Ein anderer Ansatz wäre, wenn man nur die Intensität des Schalls vom Empfänger auswertet. Das wäre relativ einfach machbar, allerdings ist die Abhängigkeit der Intensität vom Abstand ziemlich variabel, weil sowohl Sender als auch Empfänger eine deutliche Richtcharakteristik haben.

[tom23]

danke für die schnelle Antwort, also wenn ich das richtig verstehe ist es kaum machbar mit Ultraschall.

Hat vielleicht jemand eine andere Idee, wie man das umsetzen kann?

Gruß Tom

[Besserwessi]

Das suchen des Senders ist schon möglich. Man kann z.B. durch drehen des Empfängers grob die Richtung finden. Über die Amplitude kreigt man auch eine ungefähre Information über den Abstand. Für die genaue Abstandsmessung über die Laufzeit müßte man zusätzlich das Startsignal z.B. per IR übertragen.

Bei Hindernissen ist das alles aber nicht wirklich zuverlässig - zum Ziel könnte das Fahrzeug damit aber trotzdem oft finden. Im freien Feld spricht aber nicht viel dagegen.

Für die Richtungserkennung könnte man ggf auch 2 Sensoren einsetzen und dann über Laufzeitunterschiede die Richtung besser finden.

[tom23]

Danke, also der Roboter sollte im freien Gelände fahren und dann einen Gegenstand suchen und diesen möchte ich mit einem Sender versehen, also muss er ziemlich klein sein.

Mit was für einen Sensor könnte ich das realisieren?

Gruß Tom

[Richard]

Das geht bedeutend besser und kleiner leichter mit einer Bake.
Also einer IR LED welche mit einer bestimmten schnellen Frequenz blinkt. Das kann der Roboter mit einem IR Sensor sehen und wenn die Frequenz passt reagieren. US reflektiert auch gerne an Wänden und Bäumen und verwirrt dann den Roboter so das er dann die Wand oder den Baum "Findet".

Das passiert auch bei IR, aber dort ist die Sende LED immer am hellsten. Suche einmal nach Fußball Roboter, dort ist im Ball eine (mehrere) IR LED'S damit die Fußball Bots den Ball finden.

Gruß Richard

[RedBaron]

Hi,

du kannst das Problem auch komplett mit Ultraschall lösen. Allerdings nicht so einfach. Du brauchst 2 Sender/Empfänger.

Sender 1 (stationär) sendet in kurzen Abständen einen Peilton. Empfänger 2 (mobil) kann dardurch die Richtung feststellen (Richtung mit höchster Intensität).
Sender 2 (mobil) sendet nach Empfang des Peilsignals ein Signal in Richtung des Sender 1. Dort befindet sich Empfänger 1 (stationär). Empfänger 1 veranlasst Sender 1 ein Echo des Signals zu senden. Dieses Echo wird wieder von Empfänger 2 empfangen. Die Zeit zwischen Aussenden durch Sender 2 und Empfang durch Empfänger 2 ist die doppelte Schalllaufzeit + (konstante) Verarbeitungszeit bei Sender 1 /Emfänger 1.

Die Peilsignale von 1 müssen einen so großen zeitlichen Abstand haben, dass das Echo einmal hineinpasst (>> 3-fache max. Schalllaufzeit + Verarbeitungszeit).

Zusätzlich kann man für das Echo auch einen Doppelpuls nutzen. Dann kann man das Peilsignal nicht mit dem Echosignal verwechseln.