Hallo, Ich habe mir heute morgen in einer Stillen minute gedacht, ob es nicht möglich wäre, daten via Ultraschall zu übertragen. Dabei würde ich einfach mal gerne wissen was ihr dazu denkt. Vorteil im Gegensatz zu IR wäre z.B. dass man den Sender nicht direkt richtung Empfänger halten muss. Vorteil im Gegensatz zu Funk ist, dass man nicht auf die ganzen Funkrichtlinien aufpassen muss. Natürlich ist Schall immer langsamer als Licht, aber für aufgaben, wie z.B. wireless Steckdosen, 3D brillen, etc. wäre es doch eine Alternative. Der Schaltungsaufbau ist ja auch nicht so Komplex. Ich werde die Tage mal einen Testaufbau mit 20khz machen. Interessant wären vorallem bereiche, die Weit von dem Menschlichen Gehör entfernt liegen: 40khz 60khz 80khz. Wie weit hat Ultraschall Einfulss auf den Köper, Schädlich? Was muss man beachten, wenn dieses in einem Comerziellen Produkt eingesetzt wird? Vielleicht hat sich jemand schonmal mit soetwas beschäftig. Gruß Zippi
Phil S. schrieb: > Vielleicht hat sich jemand schonmal mit soetwas beschäftig. In den 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts gab es das mitsamt TV zu kaufen.
Aber Vorsicht wenn du Haustiere hast - die mögen das gar nicht.
Hi >Ich habe mir heute morgen in einer Stillen minute gedacht, ob es nicht >möglich wäre, daten via Ultraschall zu übertragen. Gab es schon vor Jahrzehnten in Form von TV-Fernbedienungen. Um welche Entfernungen geht es denn? MfG Spess
Phil S. schrieb: > Natürlich ist Schall immer langsamer als Licht Eben, damit fangen die Probleme mit Mehrwegausbreitung für Datenübertragung an.
Ultraschall hat den Nachteil, dass er durch die Luft nicht dämpfungsfrei übertragen wird. Besonders bei höheren Frequenzen, wie sie bei hoher Datenrate notwendig sind, ist die Dämpfung sehr hoch. Diese frequenzabhängige Dämpfung des Schalls ist z.B. bei Gewittern beobachtbar: Bei entfernten Blitzen ist das Donnern nur ein sehr dumpfes Geräusch, da die hohen Frequenzanteile garnicht so weit kommen. Ein in der Nähe einschlagender Blitz erzeugt ein spratzendes Geräusch, da da die hohen Frequenzanteile noch hörbar sind.
Es geht erstmal nur um die Theorie, also 5m Entfernungen wäre schon mal etwas für den Anfang. Tiere hören ja auch nur bis zu bestimmten Frequenzen, leider weiß ich auch nicht wie hoch, deswegen hab ich einfach mal Frequenzen wie 80khz in den Raum geworfen. Das Problem mit der geschwindigkeit ist für einfache Aufgabe Fernbedinung , sowie für kurze distanzen, unerheblich.
5m (bei 40 kHz)dürften aber schon die Grenze für die Übertragungsentfernung darstellen. Für erste Versuche muss man sich wohl auf die lieferbaren Frequenzen beschränken. Da sind eigentlich nur 40kHz bei den üblichen Händlern erhältlich. Pollin bietet zeitweise auch 25 kHz-Wandler an. Höhere Frequenzen gibts nur in Sonderfällen, da dann die Reichweite wegen der Dämpfung fühlbar abnimmt. Die Geber bzw. Mikrofone kommen dann aber preislich in Bereiche, die fürs Basteln zu hoch sind. Meines Wissens hören Katzen bis etwa 50kHz, noch höher können nur die Fledermäuse.
>5m (bei 40 kHz)dürften aber schon die Grenze für die >Übertragungsentfernung darstellen. Der Schall legt 1m inerhalb von ca. 3ms zurück. Bei einer Fernbedinung sind ca. 100ms verzögerung vertretbar. So kommt man auf ca. 33m. So Weit will ich natürlich nicht Funkten, ist erstmal nur ein Testen. 50khz ist dann schonmal ein Ziel was man sich setzen kann. Mal sehen was meine Kartzen dazu sagen ;). Auf Fledermäuse wird natürlich keine Rücksicht genommen :D. gruß
Phil S. schrieb: > Bei einer Fernbedinung sind ca. 100ms verzögerung vertretbar. So kommt > man auf ca. 33m. Die Rechnung ist nicht falsch, aber irrelevant - worum es geht, ist die Wellenlänge, die beträgt bei 40 kHz weniger als 10 cm, und damit ist in einem geschlossenen Raum mit Mehrwegeausbreitung, Abschattungen, lokaler Auslöschung usw. zu rechnen, aber nicht mit einem stabilen Empfang. Genau deshalb haben sich die Fernbedienungen nicht durchsetzen können, sondern wurden samt und sonders durch Infrarot ersetzt. Gruus Reinhard PS natürlich kannst du beim technischen Stand von vor einem halben Jahrhundert wieder neu ansetzen, ist sicher lehrreich. Vielleicht kommst du sogar darauf, dass seitdem alles schiefgelaufen ist...
Phil S. schrieb: > Tiere hören ja auch nur bis zu bestimmten Frequenzen, leider weiß ich > auch nicht wie hoch, deswegen hab ich einfach mal Frequenzen wie 80khz > in den Raum geworfen. Mindestens bis 200kHz.
Reinhard Kern schrieb: > Phil S. schrieb: >> Bei einer Fernbedinung sind ca. 100ms verzögerung vertretbar. So kommt >> man auf ca. 33m. > > Die Rechnung ist nicht falsch, aber irrelevant - worum es geht, ist die > Wellenlänge, die beträgt bei 40 kHz weniger als 10 cm, und damit ist in > einem geschlossenen Raum mit Mehrwegeausbreitung, Abschattungen, lokaler > Auslöschung usw. zu rechnen, aber nicht mit einem stabilen Empfang. > Genau deshalb haben sich die Fernbedienungen nicht durchsetzen können, > sondern wurden samt und sonders durch Infrarot ersetzt. > > Gruus Reinhard > > PS natürlich kannst du beim technischen Stand von vor einem halben > Jahrhundert wieder neu ansetzen, ist sicher lehrreich. Vielleicht kommst > du sogar darauf, dass seitdem alles schiefgelaufen ist... Du hängst so deinen überlegenen Wissensstand raus. Im Allgemeinen verbuche ich das einfach unter deinem Namen und gut ist. Aber hier muß ich dochmal eingreifen: Fledermäuse können sich in geschlossenen Räumen wunderbar orientieren. und die 'senden' u.a. auch auf 40KHz, wenngleich ungleich fortschrittlicher. Wenn du deinen Rundschlag äh Vorbehalt ernstlich zementieren willst, wirst du ihn ausführlichst darstellen müssen. So wie das von dir kam, ist es einfach nur Gemecker! Ich freue mich auf die Versuchsergebnisse.
Das gibt es schon. Mittels Ultraschall wird die Datenkommonikation von Tiefseebojen über einige 100 bis 1000 m realisiert und zwar mit Datenraten ähnlich wie DSL. Es wird sogar OFDM benutzt! Hab das mal an der Uni bei so einem Meeresforschungs-Institut gesehen, dass die mit einem Netz von solchen Bojen ein 3D-Profil erstellen von Temperatur, Strömung, Salzgehalt, O2 etc...
Abdul K. schrieb: > Du hängst so deinen überlegenen Wissensstand raus. Wie immer von dir ein ungemein sachlicher Beitrag der uns alle weiterbringt. Fledermäuse benutzen zur Orientierung im übrigen gerade die Reflexionen, die für eine Datenübertragung unerwünscht sind. Aber wahrscheinlich glaubst du, die Tatsache dass sich Ultraschallfernbedienungen nicht durchgesetzt haben beruht auf einer internationalen Verschwörung von Nichtswissern wie mir. Tu dich halt mit dem Fragesteller zusammen, dann werdet ihr sicher die ganze Heimelektronik revolutionieren. Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > Abdul K. schrieb: >> Du hängst so deinen überlegenen Wissensstand raus. > > Wie immer von dir ein ungemein sachlicher Beitrag der uns alle > weiterbringt. > Ja genau. Gut das du das auch endlich einsiehst. Wie kommt es zu diesem Sinneswandel? Ich bin richtig begeistert von deinen Fortschritten! > Fledermäuse benutzen zur Orientierung im übrigen gerade die Reflexionen, > die für eine Datenübertragung unerwünscht sind. Aber wahrscheinlich > glaubst du, die Tatsache dass sich Ultraschallfernbedienungen nicht > durchgesetzt haben beruht auf einer internationalen Verschwörung von > Nichtswissern wie mir. Tu dich halt mit dem Fragesteller zusammen, dann > werdet ihr sicher die ganze Heimelektronik revolutionieren. > Also um das mal klarzustellen: Das ist für mich Spielerei. Es muß nicht jede Idee den Markt revolutionieren! Hm. Ich habe mir mal die Schaltung dieser US-Fernbedienungen von damals bestellt. In einigen Tagen weiß ich dann mehr.
>Der Schaltungsaufbau ist ja auch nicht so Komplex. Ich werde die Tage >mal einen Testaufbau mit 20khz machen. Für erste Experiment kannst Du ganz gut zwei Laptops mit eingebautem Mikrophon verwenden. Dann reduziert sich das Ganze erst einmal nur auf Software.
Was die Datenübertragung mit Schall angeht: 1. Reflexionen Bei der Funkübertragung z.B. im GSM Band treten auch Reflexionen auf. Durch eine zeitlich Lücke zwischen den OFDM Symbolen kann der Einfluss dieser Reflexionen vermindert werden. Deshalb lässt sich die OFDM sehr gut auch bei der Datenübertragung mit Schall einsetzen. Für erste Experminte muss es aber nicht so kompliziert sein: man kann einfach "morsen" ( http://de.wikipedia.org/wiki/Morsen ). Bzw. man verwendet OOK ( http://de.wikipedia.org/wiki/On-Off_Keying ) 2. Frequenzbereiche Luftultraschall kann man bis in den MHz betreiben. Industrielle Ultraschallabstandssensoren arbeiten oft bei 200kHz. Als Elektronikbastler kauft man sich meist die 40kHz Wandler. Der Nachteil bei diesen Wandlern ist ihre schmalbandigkeit. Diese Wandler haben eine ausgeprägte Resonanz bei 40kHz, d.h. brauchen sie "relativ" lange zum Ein- und Ausschwingen. Dadurch wird die maximale Symbolrate stark reduziert. Man erreicht also nur niedrige Datenübertragungsraten. Zum testen der Datenübertragung mittels Luftschall wären PCs tatsächlich sehr geeignet. Mikrofon und Lautsprecher sind breitbandig, damit lassen sich hohe Symbolraten erreichen. Die Entwicklung der Signalverarbeitung ist auf dem PC im Vergleich zum MC relativ einfach. Es lassen sich auf Signalverarbeitung spezialisierte Tools wie Matlab oder Octave einsetzen um Signale sichtbar zu machen. Hier ein Vorschlag zum experimentellen Vorgehen: 1. OOK Testsignal mit Audacity generieren ( z. B. bei 10kHz, 100ms an, 100ms aus ) 2. Signal z.B. mit MP3 Player abspielen und mit PC in verschiedenen Entfernungen aufnehmen. Einflüsse der Reflexionen und der Dämpfung lassen sich so gut analysieren. Wer von euch kann C oder Java programmieren um ein paar Experimente mit Mikrofon und Lautsprecher durchzuführen?
Deine IR Funkfernbedienung moduliert auch bei 40kHz das IR-Signal und hat eine ähnlich geringe Datenrate. Wenn du mit Ultraschall bei 40kHz arbeiten möchtest, gibt es dazu passende Sende/Empfangskapseln. Die sind speziell auf 40kHz abgestimmt. Eine Ultraschall-Entfernungsmessung arbeitet bei günstigen Bedingungen mit billigen Komponenten bis etwa 5m. Es gibt aber auch Industriell eingesetzte US-Entfernungsmesser bei 52kHz. Aber auch da ist bei 5m Schluss. Eine narrow-Beam Variante arbeitet bei stolzen 235KHz und kommt auch nur 1.2m weit. Bei den o.g. Versionen ist es ja die Reichweite NACH Reflexion. Ich denke daher, dass 10m sicher unter günstigen Bedingungen machbar sind. Dein Empfänger muss so oder so einen Bandpass bei 40kHz haben. Gleichzeitig müsstest du den Schwellwert immer anpassen um die Reflexionen rauszufiltern. Das geht aber auch nur bedingt, wird aber beispielsweise bei IR auch so gemacht. Die erste Empfangene Flanke wird genutzt um den Schwellwert vorzugeben, ab dem die Bits des gesamten Paketes erkannt werden. Unmöglich ist es nicht, man muss halt die Einschränkungen kennen und mit ihnen Leben können.
Für den Test zur akkustischen Signalübertragung im hörbaren Bereich mit dem PC eignet sich ein Chirp-Signal. 1. man spielt das Chirp Signal mit einem MP3 Player ab 2. man nimmt das Signal mit dem PC auf und macht mit Audacity eine Frequenzanalyse. Praktischerweise gibt es in der englischen Wikipedia schon ein Chirp-Signal zum abspielen: http://en.wikipedia.org/wiki/Chirp
chris schrieb: > Für den Test zur akkustischen Signalübertragung im hörbaren Bereich mit > dem PC eignet sich ein Chirp-Signal. > > 1. man spielt das Chirp Signal mit einem MP3 Player ab > 2. man nimmt das Signal mit dem PC auf und macht mit Audacity eine > Frequenzanalyse. Bei geschickter Auswertung mit Autokorrelation kann man dabei die Empfindlichkeit deutlich erhöhen. Da kann dann sogar der Störpegel grösser als der Nutzpegel sein. Gruss Harald
Phil S. schrieb: > Ich habe mir heute morgen in einer Stillen minute gedacht, ob es nicht > möglich wäre, daten via Ultraschall zu übertragen. Einer der hier noch nicht genannten Gründe, der gegen US-Fern- bedienungen spricht, ist die grosse Anzahl von US-Störsendern in normalen Haushalten, wie z.B. Schlüsselklirren, Gläser- klingen u.s.w. Gruss Harald
René B. schrieb: > Eine narrow-Beam Variante arbeitet bei stolzen 235KHz und kommt > auch nur 1.2m weit. Dafür muß man nicht die Frequenz erhöhen. Mehrere 40kHz US-Sender als Array angeordnet und parallel angesteuert, ergeben genauso einen schmalere Sendekeule.
chris schrieb: > 1. Reflexionen > Bei der Funkübertragung z.B. im GSM Band treten auch Reflexionen auf. Klar, wahrscheinlich noch viel mehr - aber die Laufzeit von Reflexionen ist halt bei Schall um viele Grössenordnungen länger, nämlich im Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten. Daher kommt in grossen Räumen z.B. der Nachhall von mehreren Sekunden, während das bei Licht unter einer µs liegt. Es müssten also beim Morsen die Impulse länger sein als der Nachhall. Gruss Reinhard
>Klar, wahrscheinlich noch viel mehr - aber die Laufzeit von Reflexionen >ist halt bei Schall um viele Grössenordnungen länger Nimm mal die Symbolrate der OFDM bei UMTS und schau mal, wie das ins Verhältnis zur Schallübertragung liegt. Fällt Dir was auf?
Angehängte Dateien:
Hier mal das Spektrum eines Chirp Signals ( 100-20kHz ) in 3m Entfernung mit dem Laptop aufgenommen. Als Sender habe ich einen MP3 Player bei mittlerer Lautstärke verwendet ( http://www.amazon.de/MusicMan-Lautsprecher-MP3-Player-Soundstation-Line-In/dp/B004UKPYD4/ref=cm_lmf_tit_1 ) Es sieht so aus, als wenn die Amplitude bei ca. 10kHz ganz ok ist. Das Laptob Mikrophon is vorne an der Tastatur eingebaut und zeigt daher nach oben auf meine "Dachschrägen" Zimmerwand.
Angehängte Dateien:
-
Ook10kHzSenden.png
14 KB -
Ook10kHz1mEmpfang.png
8,5 KB
Oben ist das Bild eines 10kHz OOK Signals zu sehen ( OOK=On/OFF Keying 100ms an 100ms aus ). Das Empfangssignal ist in 1m Entfernung aufgenommen. Im Empfangsignal is der Einschwingvorgang zu seheh ( 0-10ms ). Nach dem Auschalten ( bei 100ms ) ist noch einmal eine Reflexion zu sehen, die bei ca. 150ms im Rauschen untergeht. Man könnte also folgende Kodierung verwenden: 1. 50 ms Signal 2. 50 ms Pause ( zum Abklingen der Reflexion ) Daraus würde sich eine Bitrate von 10Bit/Sekunde ergeben.
@ Chris, kannst du mal das Frequenzspektrum von dem ON OFF Signal aufnehmen. Wäre auch interessant zu sehen, wie es aussieht, wenn man am Mikro einen Bandpass hätte. Ich werde heute auch mal was mit nem Oszilloskop aufnehmen.
Ich glaube gelesen zu haben, diese Bojen-Technik arbeitet mit mhreren Frequenzkanälen parallel um die Datenrate zu erhöhen, und veränderlichen Frequenzen um Störungen zu minimieren. So ähnlich sollens auch die Delfine machen. Wie gesagt, glauben ist nicht wissen.
Schallvergleich Wasser- vs Luftausbreitung ist ein bisschen wie der berühmte Äpfel/Birnenvergleich.
H.joachim Seifert schrieb: > Schallvergleich Wasser- vs Luftausbreitung ist ein bisschen wie der > berühmte Äpfel/Birnenvergleich. Besonders wenn man dann auch noch das Meer mit seinem Wohnzimmer vergleicht... Gruss Reinhard
Ich habe mit einem Roboter Bausatz und einem Lego Mindostorm Set mit Ultraschall zur Distanz-Messung experimentiert. In meiner Wohnung hat das Ganze in beiden Fällen sehr schlecht funktioniert - zu viele ungewollte Reflexionen. Auch die Fernbedienung eines alten Fernseher im Internat (vor 20 Jahren) hatte sehr unzufriedenstellend funktioniert. Mit Infrarot hingegen habe ich Musik in richtig guter Tonqualität locker flockig 20 Meter weit gesendet (eine IR-Led ohne Linse, FM Moduliert, simple Grundschaltung mit PLL Empfänger wie bei einem UKW Radio aber mit 400khz Frequenz).
Abdul K. schrieb: > Hm. Ich habe mir mal die Schaltung dieser US-Fernbedienungen von damals > bestellt. In einigen Tagen weiß ich dann mehr. Beitrag "Re: Ultraschallsensor für Hinderniserkennung"
> Mal sehen was > meine Kartzen dazu sagen ;). Was ist das denn?
????? schrieb: >> Mal sehen was >> meine Kartzen dazu sagen ;). > > Was ist das denn? Keine Ahnung, aber irgend jemand verkauft sowas: http://www.quoka.de/tiermarkt/katzen/cat_48_5050_adresult_70964087.html oder auch hier http://www.quoka.de/tiermarkt/katzen/cat_48_5050_adresult_74998145.html evtl. noch: http://synonyme.woxikon.de/synonyme/kartzen.php ... hoffe, die Links halten ein paar Tage ;-)
Eine normale Schreibmaschinentastatur ist das.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.