Guten Morgen, ich besitze ein Panel mit Ultraschallmodulen, auf dem viele Module als Sender und ein Modul als Empfänger befestigt ist. Es sind wirklich nur die bloßen Sender bzw. Empfänger, also ohne sonstige Auswertelektronik. Die Sender müssen mit 40kHz (Rechteck oder Sinus?!) angesteuert werden. Das empfangene Signal des Empfängers muss auch ersteinmal ordentlich verstärkt werden, bevor es weiterverarbeitet wird. So viel ist mir klar. Zur Sache: Statt ein einzelnes Sender/Empfängerpaar mittels eines Motors zu drehen, um die Entfernungen von einem Punkt aus zu verschiedenen Richtungen mittels Puls-Echo-Methode bestimmen zu können, möchte ich (so zumindest der Plan) die Sendermodule im Panel entsprechend so ansteuern, dass sich durch Interferenz Minima- und Maxima ausbilden, und um so die Entfernung im vorderen Bereich zu verschiedenen Richtungen bestimmen zu können. Ich erhoffe mir dadurch eine schnellere Messdatenerfassung, weil dadurch die mechanische Trägheit des Motors wegfällt. Was meint ihr dazu?
Die Richtungsauswahl über das zusammenschalten mehrerer Sender ist nicht so schlecht. Bei Ultraschall kenne ich das noch nicht, aber beim Radar wird das gelegentlich gemacht. Wenn es um die Geschwindigkeit geht, wäre es ggf. besser eher nur wenige (z.B. 1) Sender und mehr Empfänger zu nutzen - damit könnte man mehrere Kanäle gleichzeitig auswerten, also nur einen Puls senden und dann in z.B. 4 Richtungen schauen oder ggf. beim ersten Echo die Richtung bestimmen.
Johannes L. schrieb: > ich besitze ein Panel mit Ultraschallmodulen, auf dem viele Module als > Sender und ein Modul als Empfänger befestigt ist. Normalerweise ist es andersrum (3 Empfänger und 1 Sender) aber so rum sollte es auch gehen. 40 kHz Sinus Bursts ( die Oberwellen eines Rechtecks brauchst du ja nicht) reihum auf die Sender geben und jeweils das Echo messen.Eine Dreiecksberechnung gibt dir dann die Ergebnisse. Maxima und Minima zu benutzen führt eher zu Mehrdeutigkeiten. Ein 40kHz Schallsignal hat ja 7,5 mm Wellenlänge, da gibt es ein Haufen von Überlagerungen und Auslöschungen. Es wird vermutlich schwierig, da was eindeutiges rauszurechnen. Übrigens hat der Nintendo PowerGlove mal so was benutzt, google mal danach.
In medizinischen Ultraschalluntersuchungen wird dieses Prinzip schon lange angewandt, dort allerdings nicht in Luft, sondern im flüssigen Medium. Ein weiterer Suchbegriff dafür ist "phased array". Es gab aber auch schon Forschungsarbeiten mit Phased-Array-Sensoren in Luft. Welchen Typs sind die Ultraschallwandler in deinem Panel? 40kHz sieht für mich nach diesen Piezowandlern von Murata und Konsorten aus. Die haben die Eigenschaft, dass sie sehr schmalbandig sind. Das ist einerseits gut für den Wirkungsgrad, macht es aber nicht leicht, ein Schallsignal mit genau definierter Phaselage zu erzeugen, da im Bereich der Resonanzfrequenz der Phasengang einen ziemlich steilen Rutsch von +90° nach -90° vollführt. Schon die Herstelltoleranzen führen dazu, dass gleichphasig angesteuerte Wandler alles andere als gleichphasig abstrahlen. Das kann man aber durch Einmessen noch halbwegs in den Griff bekommen. Richtig kompliziert wird es, wenn sich die Resonanzfrequenz auf Grund Temperaturänderungen leicht verschiebt. Du kannst die Wandler mit einem Serienwiderstand bedämpfen, das geht dann aber wieder zu Lasten des Wirkungsgrads.
durch die das Aufsummieren der Ring Time wird das Gebilde aber eine grosse Todzone haben (vor allem bei 40kHz Sensoren)
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