roboforum.ru

[steel_monkey]

В общем, начал я разрождаться УЗ дальномером. Проанализировав имеющиеся данные, решил раскачивать излучатель МАКСом 232, а для передового усилителя взял монолитный усилок для наушников LM386. Ему не нужно двух полярное питание и смещение, обвязки минимум, низкие шумы. Усиление можно выставить от 50 до 200, на 50 полоса 300 КГц, на 200 порядка 40 КГц, по всем параметрам вполне удовлетворяет. Дальше воткнул пиковый детектор-выпрямитель на диодах Шоттки. Наверно из-за такого пассивного выпрямителя сигнал получился слабым, дальность порядка 2х метров по нормали. Ближний предел порядка 6-10 сантиметров. Пока не знаю, буду ли сразу ставить ОУ (он там нужен хотябы для АЦП) в не инвертирующем включении, так как от сильный всплесков с начала излучения он может начать насыщаться и давать жуткие затяжки по времени. Завтра измерю все нормальным скопом. Сейчас тестирую так- выдаю на выход 10 импульсов и засекаю их на одном канале звуковухи. На другом канале смотрю сигнал с выхода приемника.

Добавлено спустя 7 минут 55 секунд:
Я оиентируюсь на самый дешевый и практичный вариант. Мой спаян на куске макетки 3 на 4 см (без контроллера, только аналог и макс), цена датчиков порядка 200 рублей за комплект, мега тридцать, макс порядка двадцати. Если оптом, то, думаю, в две сотни можно уложиться. Но параметры, конечно, пока что оставляют желать сильно лучшего. Иностранный Макссонар меряет порядка 6 метров! Правда, я еще хочу приделать к нему SPI/I2C/UART, чтобы имеь универсальный цифровой модуль, но проблему чувтсительности это не решит. В общем, по ка что все.

[Myp]

зачем ради 2х метрового УЗ городить огород с МАХ232 ?

а сообщение утащил

[steel_monkey]

Вообще говоря, я хочу добиться дальности хотябы 3-3.5 метра. Тут без мощной раскачки никуда. Если считать, что ногой конироллера можно подать 10 вольт от пика до пика, то с МАКСом 40. У меня просто щас выпрямитель косячно сделан. Сегодня буду улучшать.

[EdGull]

а как это ты максом раскачаешь 40В?
помоему больше 24В не получится.

[steel_monkey]

Тогда уж 32 Вольта по чесному ( у меня макс выдает вместо 10 только 8 ). Первая половина периода: напряжение на излучателе = напряжение первого входа минус напряжение второго, то есть, например, 8 - (-8) = 16 Вольт. Второй полупериод знаки напряжений на входах меняются: Uson= -8 - (+8) = -16 вольт. Полный размах напряжения составляет 32 Вольта. Или в чем-то косяк?

[EdGull]

Второй полупериод знаки напряжений на входах меняются: Uson= -8 - (+8) = -16 вольт. Полный размах напряжения составляет 32 Вольта.

ну поменял ты знаки, а с чего напруге-то удвоиться??

[steel_monkey]

Получается Umax- Umin = 32 Вольта. Амплитуда действительно 16 Вольт, но размах 32.
Рисунки: верхний и средний это входы сонара, нижний- напряжение на нем. Слева три рисунка соответствуют раскачке восьмью Вольтами с одного входа (второй заземлен). Группа рисунков справа- раскачка МАКСом.

[steel_monkey]

Еще одна схема. Работает не намного лучше . Суммарное усиление уже достигло 80 дБ, но на расстоянии 2 метра человека уже не видно, что по сути является провалом. При работе слышно, как передатчик шлет импульсы. 40 КГц, конечно, не слышу, а вот НЧ огибающую вполне хорошо. Причина пока не ясна.

[Digit]

Напиши ЛС товарищу mandigit'у. Он года полтора назад вполне приличный УЗ-модуль на I2C сделал. Вполне возможно, вам будет интересно пообщаться. Если что-то полезное выяснишь, то не поленись сюда запостить - для потомков

[-= Александр =-]

Посмотри осцилом что на выходе макса творится - я сомневаюсь что он в состоянии нормально раскачать излучатель - в кондерах 0.1 мкФ нормальной энергии не накопишь... Кстати можно попробовать их увеличить - но там уже могут быть глюки. Неизвестно какой ток он может выдавать продолжительно.

[EdGull]

а не проще из локет лаунчера жахнуть? или это не по джидайским правилам? (с)
я в смысле не проще на 34063 раскачать до честных 28 вольт

[steel_monkey]

Я сразу поставил в накачку керамические кондеры по 2.2 мкФ.
Купил себе нормальную звуковуху, она может писать 96 КГц ( встроенный звук этого не мог), теперь отладка намного проще. Оказалось, LM386 неправильно работает, зараза. То ли в насыщение вгоняется, то ли вообще накрылась ( уже вторая !), и шумит сильно. Не буду выеживаться, и поставлю пару недорогих рыл-ту-рыл оперов. Железо близко к завершению. Но не уверен, что осилю програмную часть. Хочу использовать не компаратор, а АЦП. Сигнал сразу можно перегнать через УАРТ и посмотреть.

Добавлю: импульсный преобразователь это морока. Хотя все равно, его тоже наверно попробую. Чесно говоря, я не знаю, как для такой нагрузки считать рабочую индуктивность в преобразователь. В формулах используется ток нагрузки. Усреднять за период? А он у меня будет еще много раз меняться, и вообще может быть не будет постоянным.

[-= Александр =-]

А скорости АЦП хватит?
Я бы кстати тоже поставил конвертер вольт на 30 и полевик на включения передатчика. Конвертер + дроссель будет не дороже макса. Кстати можно вообще без конвертера - самим процом дроссель дергать через полевик...

[steel_monkey]

Железо стало еще ближе к завершению :D
Наладил прием, аналоговую фильтрацию и аналого-цифровое преобразование. Цифрую сигнал с частотой 25 КГц, записываю 900 отсчетов в память и отсылаю по UARTу. Если исходить из точности, то это неопределенность в 1.3 сантиметра. Но если учесть, что расстояние как бы измеряется дважды, то неопределенность уменьшается в 2 раза, и уже равна максимальной, указанной в даташите ( полволны звука?).
Собственно, схема ( лепил из того, что было). Все более менее стандартно, только добавил амплитудный ограничитель чтобы не вводить АРУ. Сигнал на выходе фильтра отстает примерно на 0.1 миллисекунды от входного, но без этого появляются комбинационные частоты- не кошерно. Возится с активными фильтрами не хотелось- взял просто 2 RC цепочки. Делитель после выпремителя поставлен, чтобы не вгонять 358 в насыщение. В готовом варианте возьму четверенный rail-to-rail.

Схема на данном этапе

Вопросы пока вызывает дальность. Максимум, что я ловил - порядка 4.8 метра. Сильно зависит от угла падения и материала объекта.
Вот так видна стена на расстоянии около двух метров ( данные с АЦП приняты в порт и обработаны).

Отражение от стены. Первый большой вспоеск- паразитный сигнал, напрямую прошедший от передатчика к приемнику. Пытался проложить между ними звукоизолирующий материал- не помогло. Второй отклик- край кровати (получается сильно снизу луча). Третий- стена. Падение звука- нормальное.

С малой дальностью тоже не все просто. Минимум окажется сантиметров 15, дальше сигнал и прямое эхо от передатчика сливаются.
На этой картинке я придвигаю руку к дальномеру. Видно, как максимумы сливаются.

Уменьшение измеряемой дистанции. Первый пик- паразитный, второй- от объекта. Третий я трактую как вторичное эхо, то есть еще один проход от излучателя к объекту и назад, но это, в принципе, уже не важно.

Ну а вот 10 сантиметров- можно только сказать, что препятствие есть.

Измерение при дистанции 10 сантиметров до объекта. Паразитный сигнал и эхо слились.

Дальше будет работа над ПО. 25 КГц позволяют провести обработку в реальном времени- между прерываниями будет 480 тактов кварца. Правда как искать множественные максимумы я пока не представляю. Посмотрел книжки по DSP- там только фильтры. В идеале, все должно сводисть к вычислению, типа разности разностей ( во блин), то есть типа определение изменения знака производной. Но тут я не в теме, может уважаемые программеры, предложите чего?

Посмотрел осцилограммы напряжения на выходе макса - там что-то непонятное творится. Сначала 40 КГЦ с падающей огибающей снизу ( <0 ), затем то же самое сверху (>0). Попробую потом поставить MC63.

[steel_monkey]

Еще пример.
Измеряемый объект : ближний край кровати на расстоянии полутора метров, ниже направления "взгляда" УЗД. Затем подушка на расстоянии 40 см от края кровати, примерно на линии взгляда. Следующий объект- стена, расстояние 2.70 от УЗД. Направление на неё нормальное.

Сначала сигнал с выхода второго операционника, записанный через звуковуху. Первый всплеск паразитный сигнал. Второй - край кровати, третий - подушка и четвертый - стенка. Что идет потом-неизвестно ( на этом комната заканчивается ). Я интерпретирую это как шумы.

Оцифрован звуковухой на выходе второго опера

Вот что увидела мега. Намного чище и приятнее. Розовые точки - результат работы алгоритма ( типа нескольких условий) по определению максимумов сигнала. Видно, что за максимумы выдаются также маленькие бугорки за первым и последним всплесками. Такую мелкую подгонку уже можно осуществлять по более сложным законам.

То же, оцифрованое АЦП. Розовое- попытка найти максимумы