Ultraschallkommuniaktion im Wasser

[Tilman H.]

Hallo,
wir basteln momentan in der Schule an einem U-Boot, das ferngesteuert werden kann. Die Idee ist, eine akustische Kommunikation mit einer Enfernung von bis zu 10m zu realisieren, die auf 30m erweiterbar sein soll (Im großen Maßstab soll das System auf viel größere Entfernungen mit entsprechender Dimensionierung einsetzbar bleiben). Die Algorithmen sind DSSS zur Übertragunssicherheit und FFS zum erkennen der Frequenzen im "Rauschen", welches vom Schallwandler kommt. Wahrscheinlich muss auch ständig die Trägerfrequenz geändert werden, um Echos vorzubeugen.
Hardwaremäßig wird wahrscheinlich ein Piezo verwendet, um die Töne zu senden und zu empfangen, da die angestrebte Frequenz bei so 20-100kHz liegt. Meine Frage betrifft hauptsächlich die folgenden Bereiche:
1. Kann man solch hohe Töne über einen Piiezolautsprecher gut ausgeben? Wie weit kann man dort um die Resonanzfrequenz "herumrauschen", also die anderen Signale, die von DSSS erzeugt werden auch übertragen?
2. Wie wird es wahrscheinlich mit der Entfernung stehen?
3. Wie steuert man so einen Piezolautsprecher an und wie erfasst man die Daten auf einem Mikrocontroller möglichst genau? Ein vorheriger (am besten modularer) Bandpassfilter wäre wahrscheinlich hilfreich.
Vielen Dank im Voraus und mfG,
Tilman H.

[PICture]

Hallo!

Zwar ohne eigener Erfahrung, aber wegen unversehbaren Echos und Hindernisse würde ich keine direkte Übertragung per Wasser, sondern gleich per Funk mit 9-fach kürzerer Antenne unterm Wasser probieren.

[Tilman H.]

Aber Funk hat im Wasser keine nennenswerte Ausbreitung. Moderne U-Boote verwenden zwar 100-150m lange Schleppantennen für den LF Bereich. Das kommt bei meinem Maßstab nicht in Frage.

[PICture]

Sie komunizieren aber meistens etwas weiter und die meiste Strecke per Luft geht, deshalb LW.

Möglicherweise wäre es auch hilfreich: https://www.roboternetz.de/community...-MHz-Funkmodul .

[Tilman H.]

Nunja, aber das hier klingt nicht so prickelnd:
http://www.vfo-magazin.de/2005/06/ei...len-in-wasser/
Desweiteren soll das U-Boot ja ferngesteuiert werden, folglich ist eine Schleppboje die IMHO einzige Möglichkeit, jedoch wird das bei 30m Tiefe ein ordentlicher Aufwand für den Motor.

[PICture]

Ich habe mich damit bisher nicht beschäftigt, also vieeel Erfolg !

Das mit der Boje auf der Wasseroberfläche als "Vermittler" (wegen Hindernissen auf dem Boden), ist eine sehr gute Idee. Vielleicht muss sie nicht bewegt werden ?

Es wäre u.a. z.B. Erdmodul <- Funk -> Boje und Boje <- Schall -> U-Boot möglich.

[Tilman H.]

Vllt, aber ich strebe eher eine richtig drahtlose Kommunikation an , um möglichst mobil zu bleiben.

EDIT: Hatte dich erst falsch verstanden. Der Kontrollstationpiezo muss sowieso unter Wasser, da die Dämpfung beim Mediumwechsel sehr hoch ist.

[Tilman H.]

Beim Conrad oder Reichelt finde ich keine Piezos mit einer Resonanzfrequenz von 20kHz oä. Weißjemand andere Hops, die so etwas haben? Habe nämlich nur eines für 89.99$ gefunden, allerdings brauche ich das reine Piezoelement oder es in wasserdichter Verpackung.

[Thomas$]

http://www.uniklinik-duesseldorf.de/...einfuhrung.pdf ganz interessant zum thema dämpfung und co
nicht wasserdicht http://www.pollin.de/shop/dt/ODQ5OTA...RTUAL_INK.html
in eine richtung wasserdicht http://www.pollin.de/shop/dt/OTU0OTg..._Reiniger.html benötigen aber relativ hohe spannung am piezzo

[Tilman H.]

Aber ich will ja keine fertigen Module, sondern nur das piezokeramische Element.