roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.


Вопросы ультразвуковой локации

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 24 дек 2010, 13:04

Всем спасибо большое - буду работать дальше

Добавлено спустя 10 минут 50 секунд:
Michael_K писал(а):Сотни ом - вполне нормально.


То есть если я не порчу форму импульсов - на дальность это не влияет?
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Michael_K » 24 дек 2010, 13:10

Radist писал(а):То есть если я не порчу форму импульсов - на дальность это не влияет?

не влияет.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 24 дек 2010, 14:03

Я только что ОЧЕНЬ сильно удивился - я забыл выключить бит делящий частоту на 8, работал на мегагерце, а программа заточена под 8 МГц! И все работало. Я видел отраженный импульс на осциллографе. 4 кГц!!! :crazy:
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Michael_K » 24 дек 2010, 15:05

а еще вы его должны были слышать :)
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 24 дек 2010, 21:32

Может со слухом у меня что-то, но я слышал щелчки. А поскольку именно их я и должен был слышать - я и не подозревал о засаде. Хотя я же всего 10 импульсов посылал (250 мкс) - хоть и 4 кГц, а может ухо и не берет такой короткий звук.

Добавлено спустя 38 секунд:
Поправка - 2,5 мс.
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Michael_K » 24 дек 2010, 21:36

ну, вообще десять периодов довольно неплохо слышно...
другое дело, что эффективность УЗ-излучателя на таких низких (для него) частотах, наверное, никакая.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 29 дек 2010, 14:12

Поправил схему, запустил - все в целом работает. Заметил интересные вещи.
Я посылаю цуг из 10 импульсов - его длина 250 мкс. Он засвечивает приемник. Длина импульса примерно 1200 мкс. Толи это медленное затухание передатчика (я его раскачал быстро, потом отпустил - а он по инерции еще около 1 мс качался), толи от близких целей пришло отражение (от рук например). Диаграмма направленности моего передатчика очень широкая - 80 градусов. Когда направил в наименее заставленное вещами место - получил импульс ответный самый дальний через 6 мс, что дает расстояние 1м :shock: Пока писал, понял что зацепил своей диаграммой направленности свой рабочий стол. Пока у меня возникло два вопроса, причем сперва надо решить первый из них.

1. Хочу сузить диаграмму. Видел в инете разные рупоры. Рупор делать пока не знаю как, но могу надеть на излучатель цилиндрическую трубку. Поможет? Или есть нюансы?
С широкой диаграммой датчик на робота не поставить - роботы зачастую низкие, он будет пол видеть.

2. Поскольку цуг может разрастаться сам, то я планирую засечку времени делать по серединам импульсов: от середины импульса от цуга до середины первого импульса. Так правильно?

Если я получил несколько ответных импульсов от препятствий на разных расстояниях, то что можно сделать со вторым и последующими импульсами? Просто игнорировать?

Добавлено спустя 46 минут:
Re: Вопросы ультразвуковой локации
Не удержался - взял кондер SR 400В 10 мкФ, сделал из него трубочку, надел и посмотрел осциллографом - реально сузилась диаграмма. Направил в сторону без вещей - а нет никакого ответа. Это дальность примерно 4м. Может и трубочка снижает дальность, но мне далеко и не нужно - метр - два. В раздумьях - надевать ли трубочку на приемник. Внутренний голос говорит что не надо: мы прицельно кинули звук - он отразился во все стороны - мы приняли самый первый пришедший. Кстати, все импульсы после первого наверное лучше игнорировать вот почему: это может быть не отражение от дальних предметов, а эхо первого отражения. Иначе мы будем думать что перед нами не дерево, а лес.

Добавлено спустя 23 минуты 14 секунд:
Re: Вопросы ультразвуковой локации
Диаграмма хоть и сузилась, но не сильно. Заметил еще такую вещь - нельзя просто после импульса засветки ждать любого первого импульса - нужно селектировать их по ширине. Если первый ответный импульс очень узкий - его нужно игнорировать (если за ним есть импульсы шире). Ведь не может быть от дальней цели импульс шире, чем от ближней?

Сперва я хотел калибровать датчик. Теперь не хочу. Есть мысль задаться скоростью звука при комнатной температуре. Как думаете, стоит ли заморачиваться с калибровкой?

Как улучшить рупор?
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Michael_K » 29 дек 2010, 18:14

у вас длина волны чуть меньше сантиметра.

Чтобы сделать направленную диаграмму, рупор должен быть хотя бы на порядок
больше длины волны. И цилиндрический срез рупора - это не очень хорошо - на нем начинается "дифракция". Лучше делать расширение... как у горна.

Интуитивно кажется, что можно (если физически получится) сделать саму излучающую поверхность плоской и большой - размером (диаметром например) хотя бы пару-тройку дли волн, чтобы излучалась плоская волна - ее фокусировать гораздо проще.

Ну а по поводу импульсов - обычно все, кроме первого, игнорируют именно из-за возможных переотражений. Приемник, кстати, тоже можно сфокусировать точно так же - точно таким же рупором...
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Radist » 29 дек 2010, 20:41

Насчет расширения рупора понятно, я только такие и находил. Подумаю как сделать.

Michael_K писал(а):Чтобы сделать направленную диаграмму, рупор должен быть хотя бы на порядок больше длины волны.


Тут я не понял, какой размер рупора должен быть больше. На порядок - это 10 см будет. Уж очень большой получится.

Michael_K писал(а): сделать саму излучающую поверхность плоской и большой - размером (диаметром например) хотя бы пару-тройку длин волн, чтобы излучалась плоская волна - ее фокусировать гораздо проще.


Датчики мюратовские, в пластмассовом корпусе, с решеточкой. Сомневаюсь что получится.
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Radist » 30 дек 2010, 13:26

В общем сегодня попробовал еще рупоры из пенопласта - слышал про такие. Лучше не стало. Решил остановиться на рупорах из кондеров. Понизил чувствительность схемы - с боков стало меньше цеплять, правда и дальность упала до метра, а мне больше и не надо. Мне важнее узкая диаграмма направленности, чтобы робот не пол видел, а то, что находится на полу. И скорее всего придется датчик ставить не параллельно полу, а чтобы он смотрел выше. Ширина мертвой зоны около 20 см. У меня есть идея, как программно уменьшить мертвую зону.

Когда отражения нет - я вижу импульс засветки и все. Его ширина примерно 1100 мкс. За это время звук проходит 38 см (зона 19 см). Но если в ближней зоне есть оражающий объект - то импульс засветки и отраженный импульс сливаются, а это можно определить. Плохо, что мы не знаем ширину ответного импульса, а значит не можем точно сказать на каком расстоянии препятствие. Но мы можем сделать предположение, что раз препятствие близко, то отражение хорошее и эхо практически равно ширине импульса засветки. А отсюда найдем расстояние. Есть одно НО, которое надо учитывать. Когда есть один импульс шириной 1,1 мс - значит что отражения нет, или же что отражатель прямо перед носом. Лучше считать что отражения нет. А вот если импульс стал 1,3 мс - то отражатель перед носом. Таким образом мертвая зона уменьшится очень сильно.

Добавлено спустя 43 минуты 58 секунд:
Кстати, еще один вопрос. Вот у меня стоит отдельно передатчик, отдельно приемник. Дешевые датчики. Есть датчики приемопередатчики - они дороже. А в чем разница между ними тремя физически? Я бы хотел передатчик и как приемник использовать. Почему нет? И еще - я нашел очень мало схем с одним приемопередатчиком, только у максботикса. Если кто знает где можно еще посмотреть - поделитесь ссылками, пожалуйста.
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Vovan » 30 дек 2010, 13:33

Когда я собирал УЗ дальномер, нечаянно перепутал местами передатчик и приемник :shock: Однако заметил это спустя неделю нормальной работы дальномера...
Датчики на 40кГц, в мет. корпусе, точную марку не помню, но если нужно найду... Просто так я его никуда и не применил, валяется в куче на антресолях... Вывод я сделал такой: практически приобретая R и T я купил два R\T датчика, но в таком режиме работы ужЕ поленился эксперементировать...
ЗЫ: чисто мое ИМХО: ваще мне не понравилась работа УЗ локатора :( Одни предметы начинает "видеть" издалека, другие почти совсем вплотную, много ложных срабатываний (очевидно из-за эха), а бывают и пропуски (очевидно из-за закона: угол падения равен углу отражения). Поэтому то что Вы сейчас делаете - публикуете свои исследования - дорогого стОит. :)
_________
Sincerely,
Vovan
Аватара пользователя
Vovan
 
Сообщения: 3340
Зарегистрирован: 05 окт 2005, 12:03
Откуда: Литва
прог. языки: asm

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Radist » 30 дек 2010, 13:57

Я этот датчик делаю без определенной цели. Просто никогда раньше не имел дел с УЗ, а интересно же его потрогать. Я наблюдаю такие же проблемы: на осциллограмме какие то левые импульсы, эхо и прочее. Но пока решимость есть довести дело до конца. Можно будет потом и схему нарисовать, и плату с программой приложить. А то на форуме такую штуку делали многие, а информации маловато.

Кстати, с моей работой это несколько пересекается - начальство хочет выпускать УЗ уровнемеры, но это не приоритетная задача. Так что опыт полученный зря не пропадет.
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Michael_K » 30 дек 2010, 23:54

Radist писал(а):Вот у меня стоит отдельно передатчик, отдельно приемник. Дешевые датчики. Есть датчики приемопередатчики - они дороже.

Ну вообще, они по разному бывают устроены, но типично (в простых) сделано так:
у приемника высокая чувствительность на прием (много вольт на единицу выходного давления), у передатчика - наоборот (большое выходное давление на вольт).

Можно представить (и часто так оно физически и есть), что в одном случае несколько одинаковых элементов включены параллельно, а в другом они же соединены последовательно.

Приемопередатчики - они немного получше сделаны и обеспечивают среднюю чувствительность и туда и сюда... Обычно приемопередатчик это "монолит"(не разбит на отдельные элементы).

Ну а по физическим принципам это одно и то же.

Добавлено спустя 3 часа 27 минут 8 секунд:
Кстати
horn.JPG
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Radist » 30 дек 2010, 23:55

Я понял, что за решеточки находятся на датчиках MA40S. Это зонные пластины Френеля. Служат для формирования диаграммы направленности.

ЗЫ. Раз уж собираем крупицы знаний - то это еще одна крупица :)
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

Re: Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Michael_K » 31 дек 2010, 00:18

Не... вряд ли. Больно уж мелкое это все.
Вот так можно нарисовать пластинку Френеля:
fresnel.JPG
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Пред.След.

Вернуться в Сенсорика

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron
Mail.ru counter