Goedenavond,
Met mijn werkgroep werk ik aan een project waar een zogenaamde Boe-bot een leader moet volgen. Deze leader zendt infraroodsignalen met een frequentie van 20Hz uit (gemeten met een scope). De Boe-bot moet deze leader herkennen aan de infraroodsignalen van 20Hz.
Ook is er een laser opgesteld, deze knippert met een frequentie van 15Hz (gemeten met een scope). Wanneer de laser wordt gedetecteerd moet de Boe-bot een bepaalde opdracht uitvoeren.
Wij detecteren deze signalen met een fototransistor. Deze geeft een hoog signaal af bij detectie en een laag signaal bij geen detectie. De Boe-bot werkt met 1-en en 0-en. Doordat het geen constant signaal is wat de fototransistor ontvangt is het uitgangssignaal wisselend hoog en laag.
De Boe-bot kan - voor zover wij weten - deze frequenties niet onderscheiden.
Onze vraag is of er een schakeling bestaat, een soort filter, die bij alleen bij een bepaalde frequentie een signaal doorlaat. bijvoorbeeld 14-16Hz en 19-21Hz. Het zou mooi zijn als dat een constant signaal is, maar met flipflops is dat ook gemakkelijk te maken.
Is dit mogelijk? En zo ja, aan wat voor schakeling moeten dan denken. Met informatie die we op internet hebben gevonden komen we nog niet veel verder.
Ik hoop dat ik genoeg informatie heb gegeven. Zo niet, vraag gerust naar extra details.
Groeten,
Henk-Jan
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Het kan met een klein microcontrollertje, of simpel met wat logicapoortjes en RC combinaties.
Als er 15 en 20Hz tegelijk wordt uitgezonden, kun je ook nog mengproducten krijgen...
Het wordt tegelijk uitgezonden. We gebruiken daarom meerdere fototransistors voor de verschillende frequenties. Lost dat het probleem op?
We zijn net met de opleiding begonnen. Kun je wat meer uitleg geven over de logicapoortjes en RC combinaties om een filter te maken?
Op 22 januari 2013 20:20:24 schreef Henk-JanU:
Het wordt tegelijk uitgezonden. We gebruiken daarom meerdere fototransistors voor de verschillende frequenties. Lost dat het probleem op?
Hoe gaat meerdere fototransistors helpen om het verschil te zien? Een (normale) fototor reageert op 15Hz hetzelfde als op 20Hz
nog een vraag: Welke kleur heeft het licht van die laser?
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Juist vanwege de mengproducten, en omdat de frequenties dicht bij elkaar liggen en ook nog eens erg laag zijn, lijkt het me lastig om dit met RC filters e.d. op te lossen, ik zie in ieder geval niet direct een mogelijkheid die me betrouwbaar en snel genoeg lijkt.
@TS: eigenlijk zou het wel handig zijn als je ook vertelt wat voor opleiding je precies doet.
Ik zou je in ieder geval aanraden om de wikipedia artikelen over low-pass/high-pass/band-pass filters e.d. te lezen.
Ik snap je opmerking over de meerdere fototransistors eigenlijk niet; valt het licht van de laser altijd op een andere fototransistor dan dat van de andere voertuig? Dus heb je nu een of meerdere fototransistors die beide signalen tegelijk kunnen ontvangen? Als dat niet het geval is, hoef je je eigenlijk helemaal niet druk te maken over die frequenties.
Weet je zeker dat de frequenties alleen 15 en 20Hz zijn? Bij infrarood communicatie e.d. is het gebruikelijk om een draaggolf (meestal 36-40kHz) te gebruiken, en die te moduleren met de data, wat in dit geval een 15 of 20Hz blokgolf lijkt te zijn.
Wat voor type "fototransistor" heb je gebruikt voor die metingen? Een typenummer zou handig zijn. Heeft dat ding aansluitingen voor ground, 5V, en data uit, of een collector, emitter, en eventueel basis?
Persoonlijk zou ik het eerder in software oplossen. Als je nu eerst kunt bepalen wanneer het signaal van laag naar hoog gaat (opgaande flank), en een bepaalde tijd later nog eens naar dat signaal kijkt, zou je dan het verschil kunnen zien tussen een signaal van 15Hz en een van 20Hz? Zo ja, wat zou er dan gebeuren als je die 2 signalen tegelijk zou ontvangen? Het lastige in dat geval is natuurlijk dat de blokken niet tegelijk beginnen, en je er zelfs niet op kunt rekenen dat je voor 3 blokken van de ene golf (15Hz) exact 4 blokken van de andere (20Hz) zou ontvangen.
Een klein voorbeeldje om het wellicht iets duidelijker te maken: als we een weddenschap afsluiten over de sluitingstijd van de plaatselijke supermarkt, en ik denk dat die om 6 uur sluit, en jij denkt om 8 uur, hoe laat gaan we dan naar de winkel om te bepalen wie er gelijk had?
(nee, bellen, er heen gaan en vragen, opzoeken op internet en het plaatje met de openingstijden op de deur zijn geen geldige oplossingen)
[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op (10%)]
Dan weet ik een heel simpele oplossing om het verschil tussen een signaal van de RODE laser en het signaal van de INFRARODE led te zien. Of mag dat niet van school?
We studeren elektrotechniek.
@Blurp: we mogen zelf weten hoe we het doen. Wellicht is jouw oplossing goed.
@Sparky: ik heb al redelijk veel wikipediapagina's en andere sites bekeken, maar ik kwam er niet helemaal uit. Ik zal morgen de typenummers opzoeken, die heb ik nu helaas niet bij de hand.
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Blurp: de meeste lasers (of in ieder geval laser pointers) stralen flink in het IR gebied, ongeacht de kleur die wij kunnen zien. Daarbij vraag ik me af hoe "stijl" optische filters eigenlijk zijn.
Misschien is het gemakkelijker om het verschil in intensiteit te detecteren; een of meerdere IR LEDs die onder een grote hoek stralen geven waarschijnlijk een veel lagere intensiteit dan een laser die direct op een fototransistor schijnt.
Even m'n laptop erbij gepakt, zo kan ik wat meer informatie geven.
Ik denk niet dat er een draagfrequentie is. De infraroodleds zijn met een camere van een mobiele telefoon ook duidelijk knipperend te zien met de frequentie van 20 Hz.
Voor de duidelijkheid nog een scopebeeld van de meting:
Helaas kunnen de fototransistors de signalen wel tegelijkertijd ontvangen.
Ik zal even de opstelling van de infraroodleds en de laser verduidelijken. Er zijn meerdere infraroodleds die elk op 15 graden infraroodlicht (820nm) uitzenden. Er zijn meerdere infraroodleds die in een halve cirkel in totaal 180 graden beslaan.
[Bericht gewijzigd door Henk-JanU op (23%)]
Op 22 januari 2013 21:17:26 schreef SparkyGSX:
Blurp: de meeste lasers (of in ieder geval laser pointers) stralen flink in het IR gebied, ongeacht de kleur die wij kunnen zien. Daarbij vraag ik me af hoe "stijl" optische filters eigenlijk zijn.
De pietje precies in mij zegt dan: Dan is het geen rode laser. En ik vraag me dan ook af hoe groot de coherentie is tussen het rode en infrarode licht. Zonder die coherentie is het gewoon geen laser.
Maar misschien heb ik teveel met echte (welliswaar infrarode) lasers gewerkt. Laserpointers heb ik nooit iets serieus mee gedaan.
Stijl genoeg zijn die optische filters wel; het frequentieverschil tussen blauw en groen is maar 60 op de 600THz; das relatief minder dan 5 op de 20 Hz 
@rbeckers: Wordt dat lijk nog gemaakt? Ongelooflijk..
(Antwoord: Ja, zelfs in SMD: http://nl.farnell.com/national-semiconductor/lm567cm-nopb/ic-tone-deco…)
[Bericht gewijzigd door blurp op (10%)]
Ik weet nu welke fototransistor we hebben. Hier de datasheet met de gegevens die jullie waarschijnlijk nodig hebben.
De ontvangsthoek ik groot genoeg om het infraroodlicht te kunnen ontvangen, de gevoeligheid is voor 820nm is ook prima.
Als we hier met de infraroodleds op schijnen komt er een signaal met de frequentie van 20Hz op de uitgang te staan. Deze kunnen wij dan ook uitlezen op ons scherm.
Voor ons is het belangrijk om te weten hoe wij deze frequentie gaan filteren. Softwarematig (we programmeren in Pbasic) lijkt ons erg lastig, maar we weten niet precies hoe we het hardwarematig aan moeten pakken.
Laten we het eerst op alleen de infraroodleds houden. Dan zoek ik later wel uit hoe ik het met de laser ga doen. Ik ben vooral op zoek naar duidelijkheid over het filteren.
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Softwarematig kan het met een Goerzel algoritme.
Hardwarematig kun je twee stuks LM567 proberen. Werken van 0,01Hz tot 500kHz...
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
@arco: dat kan natuurlijk wel, maar ik denk dat het in dit geval ook een stuk eenvoudiger kan.
@TS: Ok, die fototransistor is in ieder geval geen complete ontvanger met demodulator e.d.
Je krijgt wel een tik op je vingers voor het gebruik van de autoset van de scope, want nu heb je alsnog een onbruikbaar plaatje. De ingang lijkt me AC gekoppeld staan, wat het beeld flink vertekend. Bovendien ga je op deze tijdschaal geen draaggolf zien als de scope op peak sampling mode staat. Kijk eens op een veel kortere tijdschaal, 10us per divisie of zo.
RES
RES
Er komen willekeurige flanken voorbij, maar er moet herhalingspatroon ontstaan als de twee signalen op de fototransistor blijven vallen. Je zou eens een kleine log kunnen maken van het schakelen van de fototransistor. Dus een paar seconden meten (flankverandering naar bit), dan kijken of je een herhalingspatroon in die bit-reeksen ziet.
Hieruit kan je 15 Hz en 20 Hz filteren, want je kan de meettijden tussen de flankveranderingen opslaan. Dit lijkt op NRZ?
http://en.wikipedia.org/wiki/Non-return-to-zero
Op 22 januari 2013 22:09:33 schreef Arco:
Softwarematig kan het met een Goerzel algoritme.
Hardwarematig kun je twee stuks LM567 proberen. Werken van 0,01Hz tot 500kHz...
De LM567 lijkt ons een goede oplossing. Door middel van een invertor zouden wij ervoor kunnen zorgen dat het uitgangssignaal hoog wordt bij de juiste frequentie.
Het is voor ons onduidelijk of wij met dit ding een frequentie van 19-21 Hz kunnen filteren. En vooral de aansluitingen zijn ons onduidelijk.
De V+, GND en output zijn ons bekend. Maar wat moeten we op de rest aansluiten?
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Heb je de datasheet al eens bekeken? Daar staan diverse voorbeelden in, ook hoe je de bandbreedte instelt.
Op 23 januari 2013 10:59:36 schreef Arco:
Heb je de datasheet al eens bekeken? Daar staan diverse voorbeelden in, ook hoe je de bandbreedte instelt.
Jazeker, die heb ik bekeken. Ik ga me er vandaag nog verder in verdiepen. Ik vond net zelfs een voorbeeld van een volledig aangesloten schakeling. Als ik vanavond nog onduidelijkheden heb zal ik het melden.
pros
Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)
Erg duidelijk heb ik die xx567-datasheets nooit gevonden.
Hier heb je alvast een handige calculator.
We denken dat we de juiste oplossing hebben gevonden. We hebben een fototransistor met IR-filter gevonden die ervoor zorgt dat alleen de laser wordt gedetecteerd.
De fototransistor die wel beide soorten licht kan ontvangen voorzien we van een comparator die de piekspanningen vergelijkt zodat alleen de 20Hz van de IR-leds wordt doorgelaten.
Dit een goede oplossing?
Op 22 januari 2013 21:10:52 schreef SparkyGSX:Een klein voorbeeldje om het wellicht iets duidelijker te maken: als we een weddenschap afsluiten over de sluitingstijd van de plaatselijke supermarkt, en ik denk dat die om 6 uur sluit, en jij denkt om 8 uur, hoe laat gaan we dan naar de winkel om te bepalen wie er gelijk had?
Offtopic: om 7 uur
Op 22 januari 2013 21:48:46 schreef Henk-JanU:
Voor ons is het belangrijk om te weten hoe wij deze frequentie gaan filteren. Softwarematig (we programmeren in Pbasic) lijkt ons erg lastig, maar we weten niet precies hoe we het hardwarematig aan moeten pakken.
Als je in picbasic programmeerd, waarom gebruik je het commando PULSIN dan niet.
Als daar een bepaalde frequentie op staat komt er een vaste waarde uit, (die waarde ligt aan de frequentie natuurlijk) en met die waarde kan je van alles doen in je programma.
Arco
Special Member
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
PULSIN is niet geschikt om 2 frequenties (en hun mengproducten) uit elkaar te houden... 