Problem mit Induktionsschleife von RN-Wissen

[damfino]

Habe bei meinem Rasenroboter seit Jahren die Induktionsschleife von RN-Wissen (http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Begrenzungsschleife_-_Induktionsschleife) im Einsatz, nur ging es von einem Tag auf den anderen nicht mehr.
Erst Totalausfall, dann mit kleinen Änderungen an der Verstärkung am Empfänger unzuverlässig. Sender hat neuen Elko und neuen Mosfet um Defekte auszuschließen.
Schleife überprüft, eventuelle Schwachstellen (Verbindungsstellen) ausgebessert.
Verbaut ist der Sender mit NE555, im Roboter Empfänger Version 1.

Jetzt habe ich für Tests den Sender erweitert um das Signal wahlweise mit einem µC zu erzeugen, und die Auswertung mit Empfänger Variante 2 um mit einem digitalen Filter die Auswertung zu verbessern.
Empfänger für den Testaufbau ist eine meiner alten Steuerplatinen für den Rasenmäher, Abblockkondensatoren vorhanden, Atmega32 mit 8Mhz intern, Stromversorgung über ISP Programmer (USB). LM358 auf die Platine gelötet, Spule über Kabel angeschlossen.

Wenn man wie beschrieben die Empfängerspule direkt mit Kopfhörer verbindet hört man es leise knattern.
Hauptproblem für Tests: kein Oszi. Umgehe das indem ich im Empfänger 500 ADC Werte einlese (alle 100µs oder ms), nachher ins EEPROM schreibe, als hex exportiere und im Excel auswerte.
Zweites Hauptproblem: ich und meine Kenntnisse so einer Schaltung ;)


Sehe da immer nur ein mehr oder weniger schönes Sinussignal (alle 20ms), mit eingeschaltetem Sender mit höheren Werten als ohne Sender.
Ohne Sender hätte ich schon mal nur ein Rauschen erwartet.
Mit Sender zumindest ein paar Ausschläge erwartet wenn die Schleife ein oder ausgeschaltet wird, aber nichts auch wenn es zB 2ms ein und 18ms aus ist.

Da das Ausgangssignal bei den Peaks etwas zu hoch für den ADC ist, versuchte ich die Verstärkung zu reduzieren, dh den R2 halbiert. Keine Änderung.
Um auszuschließen das sich zwischen Spule und Kondensator ein Schwingkreis bildet, einfach den Kondensator entfernt. Damit sollte lt Beschreibung der Schaltung gar kein Signal mehr kommen.
Trotzdem sehe ich weiter dieses Sinussignal.

Hab jetzt keine Ideen mehr...

[shedepe]

Hey,
welche Frequenz hat der Sinus denn ? 50 Hz ? Das wäre nicht so ungewöhnlich (Netzfrequenz). Auf welcher Frequenz soll der Sender denn schwingen ? Wenn du alle 100uS abtastest kannst du auch nur zuverlässig Signale bis 5 kHz messen.

PS. Es würde uns und auch dir helfen, wenn du mal deinen konkreten Aufbau + wie du den Mikrocontroller daran angeschlossen hast als Schaltplan aufmalst oder zumindest skizzierst.

[damfino]

Der Sender schaltet mit > 1ms das Rechtecksignal.
Als Test ist 2ms ein und 18ms aus, oder 4ms ein und 16ms aus, oder 5:25ms. Kann alle möglichen Zeitwerte eingeben, nur gehe ich nicht unter 1ms, und für die Detektion innerhalb/außerhalb soll das Signal unsymetrisch sein. Energiesparender ist es die Einschaltzeit kürzer zu halten als die Auszeit. Also kommt man man diesen Bedingungen auf max 1khz.
Der NE555 ist bei ca 100Hz.

Schaltung ist genau nach RN-Wissen, Ausgang OP geht auf ADC0, interne 5V Referenz. Standardbeschaltung, belegt ist nur ADC0 und am Port D 2 LEDs.

[shedepe]

Die Grounds des Mikrocontrollers und der anderen Schaltung sind auch verbunden ?
Du könntest mal das Sendesignal direkt messen. Also am Ausgang dort wo die Spule dran hängt messen. Dann könntest du feststellen ob der Sender sauber arbeitet. (Aber die Spule davor abhängen und auf die Spannungspegel achten!)

[Peter(TOO)]

Der NE555 ist bei ca 100Hz.

Da kann aber etwas nicht stimmen!

Dein Signal sollte also schon einige ganze Sinusschwingungen lang sein.
100Hz hat eine Periodendauer von 10ms. Jetzt pulst du den Sinus aber mit 2ms und 4ms, das funktioniert so nicht!

Das RN-Dinges sendet mit 5kHz und wird mit einigen ms gepulst.

Also, was hast du jetzt?

MfG Peter(TOO)

[damfino]

Die Grounds des Mikrocontrollers und der anderen Schaltung sind auch verbunden ?

Da lag der Wurm! Ground verbunden, aber nur "optisch", durch eine schlechte Lötstelle fehlte der Kontakt.
Hab mich schon 2 Wochen mit dem Ding herumgeärgert, am C direkt daneben herumgelötet, und diese Stelle immer übersehen....
Der NE555 schickt sicher keine 5khz raus, das wäre nahe am Tinnitus, aber man hört die leisen Knackser mit Minipausen.
Mein Mulitmeter zeigt auch gerade 0.1khz an.
Aber jetzt soll das Sendersignal über den µC gesteuert werden damit man es mit digitalen Filter störungssicher erkennen kann.


So sah der Empfänger das Signal ohne diese Verbindung:
32500
Eine Periode immer 20ms, oben abgeschnitten da der Eingangspegel zu hoch wurde, immer gleich egal was ich am Sender verstellte...


So mit richtiger Lötstelle:
32501
Sendersignal 1-0-1-0-0, Sample alle 100µs.

Jetzt muss ich noch mit dem Korrelationsfilter herumspielen um das Signal sicher zu erkennen

[Peter(TOO)]

Der NE555 schickt sicher keine 5khz raus, das wäre nahe am Tinnitus, aber man hört die leisen Knackser mit Minipausen.
Scheinbar weisst du nichts über Tinnitus.
Übrigens ist die Bandbreite beim Telefon mindestens 300Hz bis 3.4kHz. Ein normales Gespräch hat Frequenzen bis 8kHz. Im Alter hört man noch so bis etwa 14kHz und in Jungen Jahren über 20kHz.

Wenn in deinem Diagramm, alle 100µs ein senkrechter Strich ist, hat das Signal etwas zwischen 3.5-5kHz!

MfG Peter(TOO)

[damfino]

Fürs untere Diagramm ja.
falls das nicht deutlich rüber gekommen ist: NE555 war die originale Schaltung, hier ist der Aufbau mit einem µC zur Ansteuerung um ein digital kodierbares Signal rauszuschicken und dieses dann eindeutig auswerten zu können.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Entweder reden wir aneinander vorbei oder du hast das Prinzip nicht verstanden.

Eigentlich hat man eine Trägerfrequenz von um die 5kHz, welche dann mit den Daten moduliert wird.

5kHz hat den Vorteil, dass man entsprechend genug Abstand zu den 50Hz Netzfrequenz hat, welche überall vorhanden sind. Das andere Problem ist, dass Filter andere Frequenzen nur abschwächen können.

So ganz klar ist es mir noch nicht, was du da zusammengestrickt hast?

MfG Peter(TOO)

[damfino]

In RN-Wissen steht das die NE555 Schaltung eine Frequenz von 5-200Hz hat. Ich habs mal nachgerechnet und bin auf 100Hz gekommen. Dort werden auch keine Daten moduliert, das schaltet nur mit dieser Frequenz für eine bestimmte Zeit ein und aus.

Der µC schaltet alle 1ms entweder ein oder aus, das wären dann 1khz.
Der Empfänger sieht nur die Peaks beim ein- oder ausschalten, da durch die Induktion das Signal keine 1ms anliegt. Dh könnte man in weiterer Entwicklung die Einschaltdauer auch verkürzen.
Die großen negativen Ausschläge sind genau diese Peaks. Dazwischen kommen wohl die Resonanzen und Induktivität des Sendedrahtes als Spule mit 1 Windung.

[Klebwax]

In RN-Wissen steht das die NE555 Schaltung eine Frequenz von 5-200Hz hat. Ich habs mal nachgerechnet und bin auf 100Hz gekommen. Dort werden auch keine Daten moduliert, das schaltet nur mit dieser Frequenz für eine bestimmte Zeit ein und aus.

Der µC schaltet alle 1ms entweder ein oder aus, das wären dann 1khz.

Eigentlich geht es nur um einen Puls. Die Wiederholfrequenz dieses Pulses hier zu erwähnen verwirrt nur. Ein Rechteckpuls an einen Trafo, und nichts anderes sind die beiden Spulen, liefert in der Sekundärwicklung am Anfang und am Ende eine Nadel, einmal positiv und einmal negativ. Das muß erstmal so funktionieren. Mit einem DSO kann man das auch als Einzelereigniss aufzeichnen, bei einem analogen muß man das halt wiederholen um ein stehendes Bild zu bekommen.

Auf dem Bild oben sehe ich ein Signal daß oben und unten massiv geclippt ist. Da kann man garnichts erkennen insbesondere nicht, was denn nun das Nutzsignal sein soll. Also an den einen Kanal des Scopes den Sender an den anderen den Empfänger. Dann kann man sehen, was wirklich ankommt.

Wie schnell man diese Pulse dann im Endeffekt auslösen kann, hängt an der Kombination von R5 und C3. Am Anfang des Pulses sollte C3 voll aufgeladen sein, sonst wird der Strom zu niedrig. Wie schnell man sie macht, hängt davon ab, wie oft man ein Signal im Roboter braucht, wie schnell er ist. Da könnte es reichen, alle 100ms einen Puls zu generieren. Da muß man mal ein wenig messen, vielleicht bekommt man dann auch den 1000µF Kondensator kleiner hin.

Achtung:

Eine Freilaufdiode ist nicht erforderlich, um nach dem Abschalten der Spannung die Induktion von Spannungsspitzen am Netzteil und dem MOSFET zu verhindern. Hierfür reicht in der Regel die im MOSFET bereits eingebaute Diode.

Dieser Satz ist Unsinn. Mal abgesehen davon, daß die Diode nicht extra eingebaut ist, sie entsteht zwangsläufig bei der Herstellung des FETs, liegt diese parasitäre Bodydiode an der falschen Stelle der Schaltung. In Wirklichkeit ist die Induktivität einer Windung einer Luftspule zu gering, als daß sie dem FET schaden könnte.

MfG Klebwax