Audio anstatt US ? (beantwortet)

Hallo!

Ich habe eine "verrückte" Idee und möchte um Sinn fragen. Weil ich bei einem von meinen geplannten künstlichen Tieren (genauer beim Kartanel) kein "virtuellen" Bumper anwenden kann, keine Stossstangen mit "normalen" Bumper anbringen wollte und eine US Hindernisserkennung mir zu groß ist, möchte ich versuchen ein Schall im akustischem Bereich, z.B. 5 kHz anzuwenden.

In algemeinem möchte ich nur eine Periode per Piezo senden und das Echo mit einem mikrigen Elektretmikrophon empfangen.

Was meint Ihr darüber ?

Ich bedanke mich herzlich für jeden Euren Beitrag, der mir die Entscheidung über sinvolle Anwendung der Idee erleichtert ! :)

MfG

kann halt recht nervig sein
die genauig keit wird geringer

aber eine periode wird nicht gehen schon weil der piezo nachschwingt

Hallo Thomas$!

Vielen Dank für deine rasche Antwort !

Ich habe es nocht nicht praktisch ausprobiert, aber bei nur einer Periode bei ein paar kHz sollte kaum hörbar sein (denke ich). Es wird eine Periode vom µC generiert und was der Piezo damit weiter macht ist mir egal, da es bei einem Hinderniss schon die erste Periode vom Echo an Hindernis deuten wird, oder ?

MfG

die eine perioden hört man als knacken
wenn man es nocht hört weil die eine periode sauberes sinus ist wird auch das mikro nicht reagieren ich tipp mal auch mindestens 10 perioden das es überhaupt was wird bei humanen schallpegeln
du hast doch sicher ein oszi mit etwas probiern wird das sicher was.
erst herausfinden was die resonanz frequens der mikros ist wegen der besten empfindlichkeit danach einen verstärker stufe und das probieren kann losgehen
oder du nutzt dafür die soundkarte eine computers
entweder du nutzt dein elektronik wissen oder die programierkenntnisse

um es so zusagen hören wirst du jede messung
genau das ist das beste für den anfang das erste echo als hindernis deuten
ist natürlich leicht störbar durch fremdgeräuche
einfach ist es nicht

Genau so, wie du oben geschrieben hast, möchte ich es probieren. Aber nach deinen bisherigen Antworten nehme ich an, dass die Ideee nicht ganz sinnlos ist und verlangt vor der praktischen Anwendung selbstverständlich noch Experimentieren.

Zumindest aber scheint es mir nicht ganz verrückt zu sein. Danke ! :)

Übrigens, der Antrieb ist auch nicht ganz leise, was die Suche optimaler Frequenz sicher erschwert. Vielleicht lassen sich schon existierende Geräusche zum Hindernisserkennung nur mit einem Richtmikrophon und selektiven Filter ausnutzen, da das "lärmende" Getriebe ganz vorne ist ?

Weil das Anfahren eines Hindernisses zulässig ist, hoffentlich lässt sich es einfach durch Vibrationen beim Kontakt mit Hindernis feststellen (Stetoskop ?).

MfG

Um Störgeräusche weniger störend zu machen, solltest du das ganze modulieren. Das heißt du sendest jeweils in einem bestimmten Abstand 10 Signale (1 oder 2 Perioden, sollte aber glaube ich lieber etwas mehr sein) und nimmst ein empfangenes Signal erst dann als Signal auf, wenn es 10 (oder nur 7) mal im richtigen Abstand zueinander auftrifft.

So machen das die industriellen US-Module. Auch kann so z.B. Linienfolgen gegen Umgebungslicht unempfindlich gemacht werden.
So machen das auch die IS471F

Gruß, Yaro

Hallo yaro!

Danke sehr für dein Erfahrungsbericht ! :)

Mir ist gerade eingefallen, dass wenn ich dem Verstärker von Richtmikrophon Umgebungsgeräusche aus gleichem Mikropfon, der sich direkt beim Richtmicrophon befindet, in Gegenphase mit entsprechender Amplitude zuführe, dann rein theoretisch soll er nur Echos empfangen.

Das wäre, glaube ich, viel einfacher, oder ?

MfG

Nicht unbedingt einfacher, aber theoretisch auch machbar, wäre folgende Variante:

Man sendet ein pseudozufälliges Signal (z.B. eine Gold-Folge), was dann in etwa so klingt wie weißes Rauschen. Da die Sequenz bekannt ist, kann man sie mit etwas Signalverarbeitung eindeutig identifizieren, und z.B. die Phase vergleichen um den Abstand zu bestimmen.

Mit diesem Ansatz kann man prinzipiell auch mehrere akustische Abstandssensoren bauen, die alle simultan messen könnten ohne sich gegenseitig zu beeinflussen (man muss einfach nur unterschiedliche Codes verwenden).

Hallo Felix G!

Vielen Dank für tolle Idee ! :)

So wie du selber erkannt hast, ist das für mich zu kompliziert, weil ich nicht Abstand messen, sondern bloß Hidernisse direkt vor meinem sich langsam geradeaus vorwärts bewegendem kleinem Spielzeug erkennen will.

Deswegen suche ich, wie immer, die einfachste Lösung.

MfG

Ich hab mal im Netz irgendwo so ein Morse-Schloss gesehen. Man klopft irgend ein Code an der Tür. Die messen ja auch mit Mikro die Impulse und die Zeitabstände von Impulsen. Durch diese Zeitabstände filtern die die "falsche Klopferei" aus.

Hallo Sheff!

Danke sehr für Deine Antwort ! :)

Das Empfangen von Geräuschen beim Anstossen eines Hindernisses gefällt mir, weil sehr einfach ist. Praktisch gibt es keine Hindernisse, die Morse-Code erzeugen, was die Sache vereinfacht. :)

MfG

:lol: ich meinte nicht, dass dein Tierchen den Aufprall regestrieren soll. Mit einem Piezo Morse senden und mit Mikro den reflektierten Schall empfangen.
Wenn Morse-Code-IST= Morse-Code-SOLL, dann gibts vorne halt ein Hindernis. So habe ich es gemeint :oops:

Ich habe es schon richtig verstanden, bloß nicht ganz verständlich sondern mit Spass kommentiert. Mein Tierchen sollte natürlich nur auf den Anstoss reagieren. Sorry, wegen meiner unseriöser Antwort !

Dank Dir ist mir "akustischer" Bumper eingefallen, der keine Kraft zum auslösen braucht. Es gibt doch s.g. Klatschschalter, aber selber würde ich nie draufgekommen ...

Wenn das Testen positiv ausfällt, kann ich das sogar bei meinem sehr schwachen Pumpi (BEAM-er) anwenden, der kein "normalen" Bumper auslösen kann.

Noch mal vieeelen Dank ! :)

MfG

Naja, die US-Kapseln sind ja auch nur Piezos, nur eben mit der Resonanzfrequenz um 40kHz, damit man es nicht hören kann.
Prinzipiell sollte es also genauso funktionieren, wie mit der US-Technik.
Da kann ich Dir diese Links ans Herz legen, die helfen mir auch gerade bei meinen US-Experimenten:
http://www.mikrocontroller.net/wikis...it_Ultraschall
http://www.micro-examples.com/public...ic-ranger.html

Gruß

rockin_santa

Ou Sorry, war wohl ein Mißverständnis. :lol:
Was mir grad noch eingefallen ist... Eigentlich kannst du vorne nur ein Piezo anbringen. Die Dinger sind so Empfindilch, dass du da nicht viel Kraft brauchst. Einmal mit dem Finger antippen und schon wird eine Spannung erzeugt. Wenn der ordentlichen Durchmesser hat, eben noch ein Gummi-Nippel anbringen.

Naja du kennst dich damit besser aus :mrgreen:
Finde deine Idee interessant und werde diesen Thread weiter mit INteresse verfolgen.

Hallo!

@ rockin_santa!

Danke sehr für deine hilfsreiche Links! :)

Momentan weiß ich noch nicht was am einfachsten wäre und muss erst experimentieren ...

@ Sheff

Ich fange dann mit Piezo als Mikrophon experimentieren an. Um Umgebungsgeräusche zu eliminieren, sollte einfacher Schmitt-Trigger am Ausgang des Mikrophonverstärkers ausreichen.

MfG

Wieso nimmst du eigentlich keine IR-Hindernisserkennung?
Mit einem IS471F kann man das ganz einfach realisieren und die Größe des Aufbaus hält sich auch in Grenzen.
Obwohl natürlich auch ich auf ein paar Versuchsanordnungen und Auswertungen deiner Idee gespannt bin =)

Gruß, Yaro

Sorry, aber für ein Spielzeug lohnt sich für mich der ganze Aufwand mit IR einfach nicht ... :(

MfG

diese Hinderniserkennung ist eigentlich auch ganz simple.

http://www.elexs.de/robo1.htm

Hast du das mit dem IS471F denngelesen?
Ehrlich gesagt, daran finde ich nichts aufwändiges.
Etwas in der Art werd ich meiner Biene irgendwann an den Hintern bauen, damit sie hinten raus auch was sieht.

Im Grunde kannst du das doch mit einer einfachen IR-Diode und nem Fototransistor lösen, schau dir mal die "primitiven" Linienfolger an, die ohne Rechner auskommen.

Einfacher dürfte es berührungslos kaum gehen.
Das Modulieren erhöht lediglich die Präzision, aber die brauchst du ja gar nicht, es dürfte nicht wichtig sein, ob dein Tier nun auf ein Hindernis, was noch 10cm weg ist, schon reagiert oder erst auf 3 cm.

Hallo!

@ Sheff

Danke schön für deine Mühe, aber für das Tierchen ohne µC habe ich kein Platz dafür und beim µC gesteuertem versuche ich es einfacher zu lösen, da ich fremde Schaltungen nicht mag, weil mir das Nachbauen kein Spass macht . O:)

@ Rabenauge

Das kleinste Pumpi (BEAM-er ohne Akku) wird sich sowieso nur im Käfig bewegen, deswegen darf er die Wände berühren, was sicher einfacher ist. Wielleicht mache ich für ihm nur zwei Kontakte und rum um den Käfig innen eine Alufolie. :)

MfG

Ich überleg' grad', ob ein Knacken alleine nicht eh' schon reicht. Also einfach ein Impuls auf einen LS. Wenn nicht grad in der Umgebung gleichzeitig mehrere "Knacker" unterwegs sind, sollte das erste Echo genau genug zu empfangen sein.
Könnte man sogar recht einfach mit einer PC-Soundkarte testen können.
Ein "Knack" daneben, definierte positionen Micro, LS und hindernis, dann sollten in der aufgenommenen Wave-Datei das primäre Signal und die Echos zu erkennen sein.

PS: oder eben nicht *g*

Ich hab da eine Frage:

Die hörbaren Schallwellen sind ja recht groß. Wie ist denn das mit der Beugung z.b. Türen oder ähnlches?

Hallo!

@ PickNick!

Leider mag ich nicht viel denken, sondern Spass haben. Ich habe schon im Leben genug komplizierten Sachen gemacht (ohne viel zu denken u.a. geheiratet). :)

@ oratus sum

Deine Frage kann ich leider nicht beantworten. Für mir ist ein Schall nur sich in allen Richtungen von der Quelle mit von Medium abhängiger Geschwindigkeit verbreitende Druckänderungen.

MfG

@Picture: Beugung ist der Effekt, der bei Wellen bewirkt, dass sie sich in den Raum ausbreiten, der von einem Strahl nicht getroffen werden könnte. So kann man, hinter einer Wand, die absolut schallisoliert ist trotzdem was hören, wenn in der wand ein Loch ist, man aber nicht direkt vor dem Loch steht. Hoffe das ist verständlich erklärt =)
Der Effekt wird mit zunehmender Wellenlänge stärker. So ist es bei einem Subwoofer z.b. egal, in welche Richtug man ihn aufstellt, man hört ihn überall gleich, einen Hochtöner muss man dagegen gerichtet aufstellen.

Das mit der Beugung sollte aber kein Problem werden, da sowieso nur auf kurzen Distanzen gemessen werden soll. Probleme könnte es erst dann geben, wenn man z.B. Mehrfachechos auslesen will, dann kann man geringfügig abweichende Ergebnisse bekommen, außerdem kriegt man dann keine wirklich gerichtete Messung hin.

Aber nochmal zum Infrarot...
Das ist wirklich die aller einfachste Lösung! Da braucht man fast nix machen! Man baut einfach den IS471F nach Datenblatt zusammen und fertig! Er übernimmt die Modulation und Demudolation. Man muss ihm Lediglich einen Elko und eine IR-Diode (+Widerstand) anschließen. Er hat einen Ausgang, der High wird, wenn ein Hindernis erkannt wird und Low wird, wenn keins erkannt wurde (oder andersrum, weiß das nicht mehr so genau). Außerdem ist er, wenn man es geschickt lötet total klein, kleiner bekommt man es kaum hin.
Wenn es wirklich nur um Hindernisserkennung geht, dann ist das wirklich die aller aller einfachste Veriante... Er verhält sich sozusagen wie ein Taster....wenn du die Hand vorhälst ist er High, wenn nicht, dann Low (oder andersrum)

Gruß, Yaro

Naja Beugung...
Bei der Beugung kommt es auf die Wellenlänge und den Spalt an. Bei Licht (Welle Telle Dualismus) ist die Wellenlänge viel kleiner, daher kommt es bei Licht nur bei sehr kleinen Spalten zur Beugung (lambda/2 Plättchen). Bei Schall.

Mit der Formel lambda = c/f kommt dann raus:
8.575cm

Wenn jz der Spalt kleiner ist als 8cm kommt es zur Beugung und der Schall gelankt in den geometrischen Schatten raum. ALso z.b. unter einer Tür.

So ich geh jz schlafen ich hab morgen mündliche Matura (bei euch Deutschen nennt man das ja Abitur, lustiger Name) der gleiche Nenner ist so viel ich weiß Reifeprüfung.

MfG

Hallo!

@ yaro

Du hast mich für den IS471F fast überzeugt, aber leider wegen Versogung mit nur zwei NiMH Akkus (2,4 V) bzw. einem LiPo (3,7 V) kann ich ihn nicht anwenden. Trotzdem vielen Dank für deine Mühe. :)

MfG

Zum speisen einen kleinen step-up Wandler (ein Spannungsverdoppler reicht auch schon aus) und zum einlesen einen Spannungsteiler, schon ist es fertig =)

Gruß, Yaro

Ja, aber die Richtung der Änderungen, komplizieren anstatt vereinfachen, ist leider gegen meiner Natur ... :(

Dann lieber spiele ich mit Piezos... :)

MfG

Na gut =)
Aber ich glaube trotzdem, dass es mit Piezos echt nicht einfacher wird.
aber ich bin gespannt auf die ersten Ergebnisse!

Gruß, Yaro

Zuerst möchte ich mit normalen Bumper probieren, da der Kartanel ziemlich stark ist. Erst beim Mißerfolg werde ich mit Audio spielen.

Weil das Verhalten des Fahrgestells mit Gummiketten beim Fahren mir bisher unbekannt ist, kann es leider ziemlich lange dauern. :(

MfG