roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.


Вопросы ультразвуковой локации

Вопросы ультразвуковой локации

Сообщение Radist » 03 дек 2010, 13:56

Начал изучать основы УЗ локации, искать материалы, схемы, варианты решений. Нашел достаточно, чтобы можно было пробовать. Пока жду посылку с приемниками/передатчиками.

Известно, что скорость звука в воздухе при температуре 20 градусов около 340 м/с.
Чтобы раскачать излучатель - нужно подать на него не один импульс длительностью 12,5 мкс, а пачку импульсов с периодом 25 мкс (для излучателей с частотой 40 кГц). Это связано с тем, что чтобы ввести излучатель в резонанс - его нужно "раскачать". Допустим, пачка состоит из 40 импульсов, то есть ее длина 1 мс. За 1 мс звук проходит 34 см. То есть что у нас получается: если отражение было на расстоянии 17 см, то как только излучение прекращено - мы тут же получаем ответ (пока все чисто теоретически, без учета неидеальности и прочего). Значит 17 см - это ближняя граница? Мы не можем получать информацию с приемника ДО того, как закончим передачу, потому что передатчик забивает приемник (не знаю, может быть бывает акустическая изоляция). Пути решения проблемы - уменьшение числа импульсов раскачки, или взять излучатели с более высокой резонансной частотой. Правильно ли я рассуждаю? Есть ли еще методы уменьшить минимальное расстояние УЗ локатора?
Последний раз редактировалось Radist 29 дек 2010, 13:04, всего редактировалось 1 раз.
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 » 03 дек 2010, 14:13

все правильно, но...
1. длина цуга (пачки импульсов) зависит от добротностей передатчика и приемника.
40 - многовато (только имхо!), я бы с десяти начинал.
2. на близких расстояниях можно не сильно "раскачивать" передатчик - его и так будет хорошо слышно.

вы еще упустили важный момент - за счет того, что передатчик (и приемник - тоже) работают в резонансе, то они не только медленно "раскачиваются", но и медленно "останавливаются" - они продолжают звенеть и после снятия сигнала.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Сергей » 03 дек 2010, 14:15

Чтобы "останавливать" передатчик/приемник - их надо шунтировать.
Сергей
 
Сообщения: 3744
Зарегистрирован: 29 дек 2004, 23:15
Откуда: Санкт-Петербург
прог. языки: C, C++, C#, Asm
ФИО: Кашликов Сергей

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Michael_K » 03 дек 2010, 14:19

ну в "игрушечных" радарчиках передатчик еще иногда шунтируют (или просто фазу кратковременно меняют), а приемник - что-то я такого не видел. Схемы драйверов обычно простенькие - без наворотов.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 03 дек 2010, 14:29

Мне кажется что затухающий звон приемника не влияет на ближнюю границу, он влияет на период цугов - нужно подождать некоторое время, прежде чем снова испускать ультразвук. Кстати, для калибровки датчика понадобится точно измерить пройденный путь (есть путь, есть время - можем узнать коэффициент пропорциональности, не заморачиваясь на приблизительно известную скорость звука в воздухе при примерно известной температуре). Только вот как бы измерить поточнее? Рулеткой до стены? Или есть более элегантные способы? Или реальная погрешность получится такой, что точности рулетки хватит с избытком?
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 » 03 дек 2010, 15:15

Radist писал(а):Или реальная погрешность получится такой, что точности рулетки хватит с избытком?

В таком простом варианте точность теоретически не может быть лучше, чем длина волны.
Это порядка сантиметра на таких частотах.
Реально она будет хуже :pardon:
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 06 дек 2010, 11:33

Спрошу здесь, чтоб тем не плодить. Краем уха слышал, что нельзя передатчик и приемник припаивать вплотную к плате, якобы из-за появления акустической связи. Правда ли это, и если правда, то как вообще рекомендуется устанавливать датчики? Также интересует чем определяется расстояние между датчиками, есть ли минимально допустимое?
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 » 06 дек 2010, 11:51

Это если одновременно орать и слушать, то критично, обычно пофиг.
Вполне можно даже один и тот же пьезик использовать и как излучатель, и как приемник.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Romeo » 06 дек 2010, 12:07

Radist писал(а):Спрошу здесь, чтоб тем не плодить.?

Аналогично.
Кто знает как у LV-MaxSonar-EZ1 уменьшить диаметр "луча"? Заслонку с щелью может на него установить?
Аватара пользователя
Romeo
 
Сообщения: 312
Зарегистрирован: 04 фев 2009, 16:02
Откуда: Десногорск
прог. языки: VB, MicroC, Pascal, С++ Builder

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Michael_K » 06 дек 2010, 12:29

можно "линзой" френеля, но габариты будут огого
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 06 дек 2010, 13:10

А я слышал что рупорными насадками луч ужимают. Например так:
http://www.elpapiezo.ru/mup_4.shtml
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 » 06 дек 2010, 13:56

да наверное тоже можно :pardon:
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 06 дек 2010, 19:34

Возникают все новые вопросы по мере продумывания схемы. Вот есть передатчик, который раскачивает УЗ с какой-то силой, в основном зависящей от напряжения питания и слабо поддающейся регулировке. Допустим я хочу ловить отражение от метра максимум. Свистнул - на метре ничего нет, а на двух - есть. Я свиснул второй раз и тут же словил первое эхо, и подумал что препятствие перед носом появилось неожиданно. Как в этом случае быть? Вводить большую паузу? Этот способ очевиден, но тогда я буду медленней получать информацию. Есть ли еще способы? Как говорил один персонаж: "информацию не удержать". Если свист вылетел - он уже нам неподвластен. Или же есть способ управлять мощностью свиста?
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 » 06 дек 2010, 20:05

ой, ну вы прям в такие дебри залезли...

Вообще в нормальных радарах сигналы модулируют.

В "упрощенном" варианте можно передавать импульсы нерегулярно и постоянно слушать эхо.
искать корреляции между сигналами переданными и полученными.
Но вообще, по-моему, никто так не заморачивается в самоделках.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Ближняя зона УЗ локатора

Сообщение Radist » 06 дек 2010, 20:40

Так я как раз и не хочу в дебри лезть. Корреляция, модуляция - это сложно для того, кто еще с УЗ вообще не работал. Ввод паузы у меня будет на крайний случай, хочется порегулировать силу передатчика. Планирую его сделать на инверторах, чтобы сигнал один был противофазный, второй синфазный с управляющим. Видел что на сам датчик можно подавать через разделительные кондеры, может их ёмкостью можно поиграть?
Аватара пользователя
Radist
 
Сообщения: 2235
Зарегистрирован: 01 июл 2009, 08:59
Откуда: Екатеринбург
прог. языки: асемблер AVR

След.

Вернуться в Сенсорика

Кто сейчас на конференции

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

Mail.ru counter