Dat ligt er een beetje aan, en zou je moeten testen bij jou situatie. Het klopt idd dat je last gaat krijgen van reflecties e.d. deze kan je wegfilteren, of zorgen dat je ze niet krijgt. Hierover is vast een hoop te vinden op internet.
Op 12 februari 2007 10:24:23 schreef Mr GAmba:
Dat ligt er een beetje aan, en zou je moeten testen bij jou situatie. Het klopt idd dat je last gaat krijgen van reflecties e.d. deze kan je wegfilteren, of zorgen dat je ze niet krijgt. Hierover is vast een hoop te vinden op internet.
Je bedoelt de hoek van de sensoren? Voor RF heb ik daar waarschijnlijk niet zoveel last van, maar voor ultrasoon vormt dat waaschijnlijk wel een probleem! Plus: kunnen de ultrasone signalen zo'n vrij grote afstand overbruggen?
Beste mensen,
Ik heb uiteindelijk gekozen om ultrasoon te gebruiken zonder RF. Met een berekening kan ik terugrekenen wanneer het signaal is verzonden. Dus is het wat simpeler geworden.
Het idee is nu om de presentator een zender te geven en 3 ultrasoon ontvangers in een driehoekopstelling te plaatsen.
Enfin de simulatiesoftware hiervoor werkt prima qua berekeningen enzo. Ik ben nu aan het experimenteren met de zender en ontvanger alleen valt het bereik me tegen.
De zender krijgt zn 40kHz puls van een 555 timer via een BD135 tor. Omdat de zender een vrij hoge spanning nodig heeft heb ik parallel over de zender een spoel geplaatst.
Dit werkt maar niet echt netjes. De spanning stijgt en valt dan weer hard terug. Wat kan ik hier aan doen?
Of zouden jullie het totaal anders oplossen om van een 5V puls een bijvoorbeeld 30V puls te maken?
We moeten er wel rekening mee houden dat het zendergedeelte batterijgevoed moet gaan worden.
Het tweede probleem waar ik tegenaan loop is dat de zender en ontvanger behoorlijk op elkaar gericht moeten worden. Of komt dit doordat er te weinig spanning aanwezig is? Misschien is dat over als er een nette 30V puls loopt?
Volgens mij is de eigenschap van geluid dat het zich voortplant in cirkels en dat het dus niet erg uitmaakt hoe de zender is gepositioneerd.
Alvast bedankt.
stecj366
Sonar is meer dan Ping...
Hallo,
Ultrasoon is heel goed geschikt voor zulke toepassingen maar je gaat het allemaal toch wat verder moeten uitwerken.
Wat ik begrepen heb is dat je je zend transducer nu aanstuurt met een 40kHz blokgolf. Hierin zitten gigantisch veel harmonischen waarmee je eventueel rekening moet houden, daarover later meer. Het zou mooier zijn moest je dat met een monotone sinus doen, 30kHz ofzo (hangt er van af wat je zender kan uitstralen)
Het feit dat je je zender en ontvanger op elkaar moet richten heeft te maken met het directiviteitspatroon van je ontvanger en zender. Hoogst waarschijnlijk zijn deze niet omnidirectioneel en het je dus een gericht patroon. daardoor moet je ze op elkaar richten zodat de hoofdlobes naar elkaar staan. Het zou dus interessant zijn om eens wat datasheets te zien van de transducers die je gebruikt om die directiviteitspatronen te zien.
Verder is het ook zo dat een directiviteitspatroon frequentieafhankelijk is. Bij de ene transducer al wat minder dan bij de andere, maar het is altijd zo (ok, bij een echte puntbron niet, maar dat bestaat niet). Dit komt door het huyghensprinciepe. Daarom raadde ik je aan om een monotone puls te gebruiken, dat je bijvoorbeeld 3ms lang een 40kHz sinus uitzend. Het liefst van al window je deze sinus nog met een Hamming window ofzo, omdat je daardoor weer hogere frequentiecomponenten verminderd.
Stel je stuurt een blok van 40kHz, dan zit daar ook 80kHz, 120kHz, etc in. Normaal zal alles boven 120kHz al niet zo dominant doorkomen, door je transducers die ze wegfilteren, en dat de lucht de hogere frequenties absorbeert. Maar je hebt dus 40 en 80kHz erin zitten, en deze hebben elks een eigen stralingspatroon, waardoor je dus verkeerde metingen en interpretaties kan krijgen...
Je zou ook met een array van transducers kunnen werken welk een sturing van het stralingspatroon toelaat... Je kan dit zo doen:
Je neemt drie bronnen, de ene op 30, een op 40 en een op 50kHz. Je laat de drie bronnen simultaan uitzenden. Aan de ontvanger maak je een array van ontvangers welke de halve golflengte van 50kHz uit elkaar staan. Zo vermijd je zijlobes in je uiteindelijk directiviteitspatroon. Met 4 transducers kan je al behoorlijk wat doen.
Dan sample je de vier kanalen tegelijk en sla je de data op in een geheugen. Dan maak je 3 fir filters, bandpass, bv 29-31, 39-41, 49-51kHz. Dan heb je de data van de drie zenders appart (HEEL belangrijk is dat je niet 30 40 60 gebruikt, want 60 is 1e harmonische van 30!)
en dan kan je voor elke frequentie de afstand (tijd tussen uitzenden en ontvangen) en de hoek (dmv delay and sum de signalen optellen en de hoek daaruit destilleren) de positie van elke zender weten. Als je dan de positie van de zenders kent ken je ook je eigen positie.
Nu ik er zo over nadenk, mssh toch is iets maken in matlab omdat te realiseren, zou wel show zijn 
Sorry dat ik wat laat antwoord. Ik was even niet thuis.
Op 11 mei 2007 09:34:58 schreef stecj366:Wat ik begrepen heb is dat je je zend transducer nu aanstuurt met een 40kHz blokgolf. Hierin zitten gigantisch veel harmonischen waarmee je eventueel rekening moet houden, daarover later meer. Het zou mooier zijn moest je dat met een monotone sinus doen, 30kHz ofzo (hangt er van af wat je zender kan uitstralen)
Ja dat denk ik ook maar een sinus vindt ik wat moeilijker te maken dan een blokgolf.
Het feit dat je je zender en ontvanger op elkaar moet richten heeft te maken met het directiviteitspatroon van je ontvanger en zender. Hoogst waarschijnlijk zijn deze niet omnidirectioneel en het je dus een gericht patroon. daardoor moet je ze op elkaar richten zodat de hoofdlobes naar elkaar staan. Het zou dus interessant zijn om eens wat datasheets te zien van de transducers die je gebruikt om die directiviteitspatronen te zien.
http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/182273-…
Verder is het ook zo dat een directiviteitspatroon frequentieafhankelijk is. Bij de ene transducer al wat minder dan bij de andere, maar het is altijd zo (ok, bij een echte puntbron niet, maar dat bestaat niet). Dit komt door het huyghensprinciepe. Daarom raadde ik je aan om een monotone puls te gebruiken, dat je bijvoorbeeld 3ms lang een 40kHz sinus uitzend. Het liefst van al window je deze sinus nog met een Hamming window ofzo, omdat je daardoor weer hogere frequentiecomponenten verminderd.
Dit was ook van plan, hetzij om een andere reden. Die 40 kHz is ook een beetje te snel om de tijdvertraging tussen 3 sensoren te meten. Dus dat soort langere pulsen wilde ik al wel gebruiken.
Stel je stuurt een blok van 40kHz, dan zit daar ook 80kHz, 120kHz, etc in. Normaal zal alles boven 120kHz al niet zo dominant doorkomen, door je transducers die ze wegfilteren, en dat de lucht de hogere frequenties absorbeert. Maar je hebt dus 40 en 80kHz erin zitten, en deze hebben elks een eigen stralingspatroon, waardoor je dus verkeerde metingen en interpretaties kan krijgen...
Meette ik maar iets verkeerds! Op een wat grotere afstand (>20cm of niet gericht) meet ik niets meer.
Voor de rest bedankt voor je tip maar ik denk dat ik moet beginnen bij meer vermogen uit één transducer halen. En mocht die gerichte beam een probleem dan kan ik inderdaad een array maken. Nog ideeën hoe ik meer vermogen uit een enkele transducer krijg?
stecj366
Sonar is meer dan Ping...
Hallo,
Het directiviteitspatroon dat opgegeven staat in de PDF geeft duidelijk aan dat het patroon sterk gericht is (enkel uitstraling in de voorwaartse richting). Ik zou als eerste de spanning toch eens gaan opkrikken, tot een 20VRMS. Deze spanning moet dus van -10 to 10V gaan, zonder DC niveau dus. Kan je gemakkelijk doen met een opamp en vervolgens met een eindtrap (A, B of AB, dat weet ik zo nog niet). Want als je nu aanstuurt met een puls van 0 tot 5V heb je een DC van 2.5 en een amplitude van 2.5V, veel te weinig om een goede SPL te halen.
Verder moet je ook eens kijken naar je ontvangstcircuit. Wat gebruik je? Want de spanning die uit de transducer komt kan wel eens heel klein zijn. Dus je gaat dat flink moeten versterken (transducers waarmee ik gewerkt heb hadden <1mV bij flinke in straling) Heb je een schematje? en welke spanningen heb je aan de uitgang van je transducer? (scoopbeeld?)
Vervolgens moet je ook eens goed naar de complexe impedantie kijken. Ik denk namelijk dat bij 40 kHz de transducer zich voornamelijk capacitief gedraagt. Het kan heel goed zijn dat het ontwerp van de eind trap hier gevolgen van gaat hebben.
Dit was ook van plan, hetzij om een andere reden. Die 40 kHz is ook een beetje te snel om de tijdvertraging tussen 3 sensoren te meten. Dus dat soort langere pulsen wilde ik al wel gebruiken.
Of je nu een puls van 30k of 40k gebruikt maakt niet uit. Je gaat meten op het moment dat de puls egint, dat tijdstip is belangrijk. Hierin speelt enkel de afstand tussen de twee transducers een rol, niet de frequentie. (je werkt met de omhullende van het signaal)
Ik zou zeggen, laat is wat schemas zien!
Ik zal z.s.m. schema's posten. Het is allemaal gedeeltelijk gelukt! We hebben alleen nog flink last van storingen maar het lijkt erop dat directe instraling nu niet meer nodig is. Zodra alles is verbeterd hou ik alle geïnteresseerden op de hoogte met schema's, software en scoopbeelden.
Bedankt voor het meedenken, ik heb namelijk je tip gebruikt om de transducer aan te sturen met 20V RMS. Ik laat nu de polariteit op de transducer steeds omdraaien zodat de transducer eigenlijk een soort sinus krijgt. Dit gaf al gelijk resultaat. Vervolgens heb ik in de ontvanger een flinke versterkingstrap gebouwd.