Mikrocontroller mit puck.js

[Peter(TOO)]

Hallo Jonathan,

Das mit der Taste, blinken und tuten ist von der Programmlogik her, kein Problem.

Bluetooth kannst du schon einmal vergessen. Normales Bluetooth funktioniert nur im Bereich von ein paar Metern.

Die Distanzmessung über die Signalstärke funktioniert auch nur, wenn du genau weisst, was sich alles zwischen den beiden Geräten befindet. Du wirst im Wald eine ganz andere Distanz berechnen als auf freiem Feld und wenn da eine Betonwand mit genug Eisen dazwischen ist, hast du gar keinen Empfang.
40m bekommst du auf freiem Feld mir WLAN hin, aber wie jeder weiss kann es schon Probleme geben vernünftigen Empfang im Stockwerk über dir hin zu bekommen.

Für die Funkverbindung müsste man also zuerst noch mehr über die Umgebung in welcher die Geräte verwendet werden sollen, wissen.

Die Entfernungsmessung wird vermutlich nur über GPS möglich sein. Für eine absolute Messung der Positionen ist GPS aber zu ungenau. Allerdings müsste es über eine Art Differential-GPS funktionieren: Jedes Gerät sendet seine aktuellen GPS-Daten über die Funkverbindung. Der Empfänger vergleicht dann die Empfangene Position mit der aktuell selber gemessenen. Da der absolute Fehler bei beiden Geräten gleich ist, funktioniert dann aber die Differenz-Berechnung der beiden Werte trotzdem sehr genau.

Allerdings funktioniert GPS in Gebäuden oft nicht!

Ich vermute deine Anwendung geht in Richtung Spiel, so in der Art wie Paintball?

MfG Peter(TOO)

[Jonathan Boerster]

danke für die schnelle Antwort.

Das klingt jetzt alles nicht so vielversprechend...

das neuere Bluetooth 5.0 hat mir irgendwie Hoffnung gemacht, dort wird mit einer Reichweite von 80 m geworben, das das optimalwerte sind ist mir klar aber das die Realität nicht über 20m kommt ist unpraktisch.

Auch das mit der Abstandsmessung hab ich mir das schon fast gedacht. Aber kenn mich zu wenig mit der Materie aus um alle Möglichkeiten einzubeziehen.

Es sind bis jetzt nur überlegungen aber wäre es nicht möglich mit irgendeiner Art "Strahlung" oder "wellenlängen" zu arbeiten die verschiedene Distanzen zurücklegen. Und somit drei kreisfelder um sich zu erzeugen das erste bei ca 10 m das zweite bei 20m.

mir geht es in erster Linie nicht um eine genaue abstandsmessung, daswäre das optimale. Mir würde es in erster linie Reichen wenn beide Geräte zur gleichen zeit aufeinen gleichen Abstand zueinender kommen und wenn der unter einem grenzwert von 20 +- 5m kommt etwas damit ausgelöst wird.

ja du hast Recht es soll eine Erweiterung eines Outdoor Spieles werden. Es wird immer im wald gespielt. ohne Betonwände oder Lichtungen.

[Ceos]

20m ist nicht viel und das aufbauen der verbindung dauert auch einen moment, je nachdem wie "schnell" das spiel abgeht wird das wahrscheinlich kaum reichen ...
stell doch besser mal ein paar detaisl zu spiel vor dann lässt sich auch besser zur verwendbaren technik beraten

mir schwirrt im moment eher vor ein ESP Modul mit einem GPS Modul zu verbinden und eine permanente WLAN AdHoc Verbindung offen zu halten und dann die GPS koordinaten für die abstandsrechnung zu verwenden

[i_make_it]

Je nach Wellenlänge ist Wasser auch eine Funksenke und dämpft den Empfang.
Sofern Outdoor also nicht Trockenwüste heist sondern mehr oder weniger dichte Vegitation, braucht es gar keinen Beton sondern Baumstämme und Blätter können auch eine Dämpfung verursachen.
Je kleiner dabei die Antennenleistung ist, um so größer wirkt sich eine Dämpfung aus.

Da man bei bekanntem Abstand und Position von Sender und Empfänger über die Signaldämpfung durchaus auf die Beschaffenheit des Raums dazwichen schließen kann. (Dämpfungsprofil über das spektrum) ist es nicht möglich bei unbekannter Dämpfung die Entfernung rein über die Signalstärke zu ermitteln.
Mit Richtantennen kann man den Seiten- und Höhenwinkel der Signalquelle ermitteln.
Durch stufenweise Verringern der Verstärkung auch ziemlich genau, aber anders wie bei Sonden (Metallsuchgeräte) die magnetisch und im Nahfeld arbeiten, kann man mit Funk im Fernfeld keine Enfernung übr die Dämpfung ermitteln wenn die Dämpfung des Raumes (und sich darin befindender Objekte) zum Zeitpunkt der Messung nicht bekannt ist.
In der Funkortung werden deshalb auch Laufzeitmessungen genutzt.
Wenn jedes Gerät also Sender und Empfänger ist, kann man die Entfernung feststellen.

A Sendet ein Signal, startet einen (sehr schnellen) Timer und wartet auf eine Antwort.
B empfängt das Signal von A und sendet eine Antwort.
A Empfängt die Antwort von B, stoppt den Timer, zieht die Laufzeitverzögerung die bei der Verarbeitung in B stattfand ab (dafür muß diese ermittel werden und in A gespeichert sein) teilt das Ergebniss dann noch durch 2 und fertig.

Soweit ganz gut, dummerweise breiten sich Funkwellen in der Atmosphäre immer noch mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus.
Für 20m ist ca. der 15 millionste Teil einer Sekunde nötig.
Das wird dann ein recht sportliches unterfangen das auszuwerten.
Man könnte noch mit Interferenz eines FM-Signals arbeiten, wenn der Empfänger einfach Analog das Signal aufnimmt, das Nutzsignal vom Träger auf eine andere Trägerfrequenz modeliert, verstärkt, und wieder abstrahlt.
Am Sender könnte man dann mit einem Ringmischer Sendesignal und Empfangssignal mischen (die beiden aufmodulierten Signale mit gleicher Frequenz nicht die Träger) und über die Phasenverschiebung im Verhältniss zur Wellenlänge die Gesamtlaufzeit ermitteln.
Auch hier muß dann die Durchlaufverzögerung in B abgezogen werden und der rest durch 2 geteilt.
Nachteil bei dieser Methode ist, das bei einem Abstand x und einem Abstand x+n mal Wellenlenge jeweils die selbe Phasenverschiebung rauskommt.
Bei einer Annäherung von A an B könnte man also das Ergebniss 0 bekommen obwohl man noch das nfache der Wellenlänge entfernt ist.

Übrigens ein Uhrenabgleich mit einem DCF Signal ist auch keine Lösung, da sich das DCF Signal ja auch als Funk ausbreitet und somit genauso Schnell ist wie das zu messende Signal. Der Unterschied der Uhren von A und B hängt dann nur davon ab wie ihre Entfernung vom DCF Sender ist.
Liegen beide genau auf der selben Kugelschale bekommt man ein exaktes Ergebniss, sind sie Radial auf einer Linie bekommt man null oder den doppelten Wert. Also zwichen null und der doppletne Entfernung liegt die Fehlerspanne für alle möglichen Anordnungen von A, B und dem DCF Sender.

Man merkt also Funkortung ist nicht ganz trivial wenn Es um die Entferungsmessung geht (und dabei um kleine Entfernungen).

[Jonathan Boerster]

"stell doch besser mal ein paar Details zu spiel vor dann lässt sich auch besser zur verwendbaren Technik beraten"

@ Ceos
Funktionsweise haben ich oben beschrieben, das ganze findet Nachts statt und wird einfach gesagt wie Verfangen gespielt, nur das jeder Sucher und Fänger zugleich ist. Ich möchte aber gerne eine Entfernung einstellen in der man sich gegenseitig "Abklatschen" kann und deshalb muss ich irgendwie die Entfernung messen. (Einstellbar zwischen 10 bis 40 m ist meine Vorstellung) Der Tastendruck soll das Abklatschen darstellen.


"Man könnte noch mit Interferenz eines FM-Signals arbeiten, wenn der Empfänger einfach Analog das Signal aufnimmt, das Nutzsignal vom Träger auf eine andere Trägerfrequenz modeliert, verstärkt, und wieder abstrahlt."

@ i_make_it
Angenommen ich würde es so machen, was wären so meine Eckdaten ( Reichweite, Akkulaufzeit, Anschaffungskosten, Messgenauigkeit)

[Ceos]

ehrlich gesagt hab ich gerade ein breites grinsen im gesicht, das schreit ja fast nach laser tagging XD einfach ein paar IR receiver und zum taggen halt fokusierte IR dioden so muss man auch noch zielen können
ich bleib dennoch bei meinem vorschlag mit vernetzung und GPS, damit bekommt man denke ich die präzisesten informationen

am besten modulierte sender und empfänger, dann kann man jedem tagger sogar eine ID geben

[Jonathan Boerster]

Ja das war mein erster plan, aber das gibt Probleme mit dem Waffenrecht als Anscheinwaffe und auch das Problem das ein Blatt das Signal stört finde ich nicht gut. Deshalb bin ich auf die Idee gekommen einfach in einen bestimmten Abstand Gegner "außer Gefecht" zu setzen.

ok das mit dem GPS ist schon mal ein Ansatz aber das geht doch auch nur maximal auf 6 m genau, und wenn beide geräte +- 6 m haben ist es doch auch extrem ungenau. Ich gehe immer davon aus das es Bewölkt ist und im Wald gespielt wird.

könnte man Bluetooth Signalstärke und GPS zusammen verwenden um einen Mittelwert draus zu ziehen?


Kann man damit was anfangen?
https://www.marotronics.de/DWM1000-v...UWB-kompatibel

[i_make_it]

Angenommen ich würde es so machen, was wären so meine Eckdaten ( Reichweite, Akkulaufzeit, Anschaffungskosten, Messgenauigkeit)

Dadurch das Du die Frage stellst, kann ich schon sagen zu teuer für Dich.
Einfache FM Transmitter und Receiver gibt es als Bausätze und auch Anleitungen gibt es genug.
Auch ein Ringmischer ist nicht so komplex (mit steigender Anforderung wirds wie so oft halt teuerer).
Nur in Deutschland ist der Selbstbau von Sendeanlagen nur Amateurfunkern erlaubt.
Also etwa 170€ rein für die Prüfung und Lizenz, dann pro Jahr knapp 30€.
Wenn Du dich nicht selbst auf die Prüfung vorbereitst, halt noch Bücher, Kurse etc.
Und die Zeit das alles zu lernen.
https://www.bundesnetzagentur.de/DE/...funk_node.html
http://www.dl9hcg.a36.de/loesungenE.html

So bliebe für Dich nur nach erlaubnisfreien, analogen, Sende- und Empfangsmodulen/Bausätzen zu suchen und diese zu benutzen.
Da auch die Bausätze und Module die man nur als Amateurfunker betreiben darf, frei erhältlich sind, muß man da selbst drauf achten ob man das auch betreiben darf was man da kauft.
Im ungünstigsten Fall gilt:
https://www.gesetze-im-internet.de/stgb/__317.html
Kann je nach Gusto auch für den Betrieb von Störsendern herangezogen werden.

[Ceos]

das teure Marktprodukt "differential GPS" oder kurz dGPS benutzt eine SIM Karte und synchronisiert sich mit Messtationen die für diesen Zweck betrieben werden.

Das was man selber machen kann ist dann das umgrangssprachlich genannte poor-man-dGPS und benutzt einfach eine eigene "Referenzstation", da du mehrere bewegliche Ziele hast und dich die Abstände zwischen den Zielen interessieren, reicht das aus und du brauchst keinen zusätzlichen fixpunkt!

Zur Funktechnik hatten wir erst vor kurzem ein Thema BT vs WLAN wegen Reichweite. Der einfachheit der ESP WLAN Module wegen würde ich aber dringend zu WLAN raten, damit lassen sich auch mit nur wenig Code schnell Meshing Netzwerke aufbauen, bei der man keine Basisstation benötigt.

Mit Bluetooth hingegen könnte man z.B. (sofern von der Hardware unterstützt) dieses neue Beacon Protokoll einsetzen was kein Handshake benötigt und einfach seine Koordinaten Broadcasten