Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Richtung ermitteln


von Dirk P. (dirk_p465)


Lesenswert?

Hallo alle Weihnachtsmänner,
ich hätte Mal ein Gedankenspiel. Ich habe einen Sender,der ein Signal 
sendet, dann habe ich 3 Empfänger im Kreis angeordnet. Nun sollte ich 
doch aus der Stärke der Signale je Empfänger die Richtung ermitteln 
können. Ich hab fast genauso schon mit einer selbstausrichtenden 
Solarzelle gemacht.
Ich könnte den Arduino oder den PI nehmen. Ziel ist bis max 20m 
entfernt. Was wäre als Sender und Empfänger möglich?
Gruß Dirk

von olaf (Gast)


Lesenswert?

Kannst du fertig kaufen. Nennt sich BLE. .-)

Olaf

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Vermutlich meinst du mit "Signal" eine elektromagnetische Welle, oder 
vielleicht eine akustische.

In der Praxis scheitert das Vorhaben oft an Reflexionen. Die Empfänger 
empfangen das Signal nicht nur direkt vom Sender. In einem Laboraufbau 
kann man solche Reflexionen noch relativ leicht unterdrücken, in einer 
praktischen Anwendung jedoch eher selten.

GPS funktioniert ähnlich. Es basiert jedoch nicht auf der Signalstärke 
sondern auf der Laufzeit. Dabei kann man leichter unerwünschte 
Reflexionen von dem gewünschten direkten Signal trennen, denn die 
Reflexionen haben einen längeren Weg, kommen also später an.

So etwas ist in kleinem Maßstab innerhalb von Gebäuden jedoch sehr 
schwierig umzusetzen. Hier tauschen jede Jahr Leute auf, die damit eine 
Indoor Navigation für selbstfahrende Roboter bauen wollen. Es hat aber 
noch keiner ans Laufen bekommen. Selbst in der Warenwirtschaft werden 
andere Positionierungssysteme verwendet - meist optische Markierungen 
die von Kameras oder Laserscannern erfasst werden.

von Stefan M. (derwisch)


Lesenswert?

In der Praxis wird es oft mit der Messung der Laufzeit bzw. Phasenlage 
des Signals gemacht.
Die Signalstärke (Feldstärke) ist da weniger präzise, da diese durch 
zuviele Umwelteinflüsse verändert wird.
Stichwort: Phasenpeiler.
Das gilt für Hochfrequenz im elektromagnetischem Sinne.
Im Prinzip aber auch akustisch für Schallwellen denkbar.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Dirk P. schrieb:
> Nun sollte ich doch aus der Stärke der Signale je Empfänger die Richtung
> ermitteln können.

Nein.

Welche Richtung ?

Bewegungsrichtung oder Orientierung ?

Fur Orientierung müsste die Antenne wenigstens eine Vorzugsrichtung 
haben und darf kein Rundstrahler sein.

Fur Bewegung müsste man sich bewegen, davon schreibst du nichts.

So lange dein Experiment nicht im Freifeld stattfindet, hast du 
jedenfalls mit Reflektionen und Überlagerungen und Stehwellen zu 
kämpfen.

Daher funktioniert z.B. Positionsbestimmung per Mobilfunkmast nicht so 
gut, oder BLE nur in guten Zimmern.

von Rolf M. (rmagnus)


Lesenswert?

Sowas ähnliches wird in Grobform teils im Auto für die 
Reifendruckkontrolle verwendet. In den Rädern sind die Sender, die den 
Druck und die Temperatur regelmäßig senden, und am Fahrzeugboden ist die 
Empfangsantenne nicht mittig angebracht, sondern so, dass jedes Rad 
einen anderen Abstand hat. Die Zuordnung der gesendeten Signale zu den 
Positionen der Räder erfolgt über die Signalstärke.

Beitrag #7297146 wurde vom Autor gelöscht.
von Dirk P. (dirk_p465)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Dirk P. schrieb:
>> Nun sollte ich doch aus der Stärke der Signale je Empfänger die Richtung
>> ermitteln können.
>
> Nein.
>
> Welche Richtung ?
>
> Bewegungsrichtung oder Orientierung ?
>
> Fur Orientierung müsste die Antenne wenigstens eine Vorzugsrichtung
> haben und darf kein Rundstrahler sein.
>
> Fur Bewegung müsste man sich bewegen, davon schreibst du nichts.


Also gehen wir von außerhalb aus und davon,dass ich 3 Antennen habe, von 
denen ich den Empfang vergleichen kann. Da die 3 Antennen ja nah 
beieinander sind dürften die diffusen Strahlungen gleich sein. Wie beim 
GNSS. Bewegung oder nicht Bewegung ist ja erstmal egal. Erstmal stehend.

von Günni (Gast)


Lesenswert?

Mit Antennen mit starker Richtcharakteristik kann man natürlich durch 
Drehung der Antenne die Richtung des Sendesignals bestimmen und so den 
Standort ermitteln. So haben im 2. Weltkrieg Schiffe ihren Standort 
bestimmt, indem sie 3 Landfunkstellen angepeilt haben, deren Standort 
bekannt war.

Später wurden - vor GPS - spezielle Senderketten betrieben, deren 
Phasenlage für die Ortung herangezogen werden konnte (siehe Begriffe 
DECCA,Hyperbelortung usw.).

Will man die Phasenlage zwischen 3 Empfangsantennen für die Ortung 
auswerten, darf man das empfangene Signal nur durch identische 
"Geradeausempfänger" oder durch Überlagerungsempfänger mit einem 
gemeinsamen !! Oszillator Verarbeiten, da sonst die Phaseninformation 
verloren geht.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Dirk P. schrieb:
> beim GNSS.

Funktioniert NICHT über Feldstärke.

von Dirk P. (dirk_p465)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Dirk P. schrieb:
>> beim GNSS.
>
> Funktioniert NICHT über Feldstärke.
Na na, das GNSS war gemeint wegen der gleichen Mehrwegeffekte bei nah 
aneinander gelegenen Stationen, so sind hier Messungen im cm- Bereich 
möglich. Mit Fehlerkorrektur über Funk, aber das ist hier ja nicht das 
Thema.
1 Sender 3 Empfänger mit je Verschiebung um 120 Grad und ggf Abschirmung 
gegen nicht senkrechten Empfang, dann die 3 Empfänger vergleichen. Nur 
was für ein Sender und welche Empfänger sind die Frage.
Gruß Dirk

von Dirk P. (dirk_p465)


Lesenswert?

Rolf M. schrieb:
> Sowas ähnliches wird in Grobform teils im Auto für die
> Reifendruckkontrolle verwendet. In den Rädern sind die Sender, die den
> Druck und die Temperatur regelmäßig senden, und am Fahrzeugboden ist die
> Empfangsantenne nicht mittig angebracht, sondern so, dass jedes Rad
> einen anderen Abstand hat. Die Zuordnung der gesendeten Signale zu den
> Positionen der Räder erfolgt über die Signalstärke.

Ist ja schon Mal ein guter Ansatz.

von RadialPneu (Gast)


Lesenswert?

Dirk P. schrieb:
> Rolf M. schrieb:
>> Sowas ähnliches wird in Grobform teils im Auto für die
>> Reifendruckkontrolle verwendet. In den Rädern sind die Sender, die den
>> Druck und die Temperatur regelmäßig senden, und am Fahrzeugboden ist die
>> Empfangsantenne nicht mittig angebracht, sondern so, dass jedes Rad
>> einen anderen Abstand hat. Die Zuordnung der gesendeten Signale zu den
>> Positionen der Räder erfolgt über die Signalstärke.
>
> Ist ja schon Mal ein guter Ansatz.

Leider nein. Es ist eine ausgedachte Geschichte.
Die Teile haben IDs und werden angelernt.

Bei welchem Modell soll bitte die Zuordung per Signalstärke erfolgen?
Москви́ч?

von Jochen S. (jochen_s97)


Lesenswert?

Das vielversprechende Schlagwort das ich dazu kenne ist uwb, 
ultrawideband
Aus dem Bereich der Logistik, gibt's inzwischen wohl sogar nen IEEE 
Standard dazu...
Als Einstieg https://youtu.be/c8Pn7lS5Ppg

von Rolf M. (rmagnus)


Lesenswert?

RadialPneu schrieb:
>> Ist ja schon Mal ein guter Ansatz.
>
> Leider nein. Es ist eine ausgedachte Geschichte.

Nein.

> Die Teile haben IDs und werden angelernt.

Manche ja, andere nicht. Meine lernen sich von selber an. Nach kurzer 
Fahrt erkennt es von selbst die Zuordnung.

> Bei welchem Modell soll bitte die Zuordung per Signalstärke erfolgen?
> Москви́ч?

Mercedes.

von Geometer (Gast)


Lesenswert?

Klassisch ist drehfunkfeuer: 
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/D-VOR_PEK.JPG

> 3 Empfänger im Kreis angeordnet.

wie willste das sichersetellen und warum nicht drei auf einer Linie<ß

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

RadialPneu schrieb:
>>> Empfangsantenne nicht mittig angebracht, sondern so, dass jedes Rad
>>> einen anderen Abstand hat. Die Zuordnung der gesendeten Signale zu den
>>> Positionen der Räder erfolgt über die Signalstärke.
>>
> Leider nein. Es ist eine ausgedachte Geschichte.
Denke ich auch.

> Die Teile haben IDs und werden angelernt.

Ford Mondeo Mk4 hatte in jedem Radhaus eine Antenne, da wurde nichts 
angelernt.

Der Mk5 hat das nicht mehr, dem muß man die IDs zuordnen. Immerhin waren 
sie so freundlich, Speicher für mindestens zwei Satz Räder zu 
spendieren.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Rolf M. schrieb:
> Sowas ähnliches wird in Grobform teils im Auto für die
> Reifendruckkontrolle verwendet. In den Rädern sind die Sender, die den
> Druck und die Temperatur regelmäßig senden, und am Fahrzeugboden ist die
> Empfangsantenne nicht mittig angebracht, sondern so, dass jedes Rad
> einen anderen Abstand hat. Die Zuordnung der gesendeten Signale zu den
> Positionen der Räder erfolgt über die Signalstärke.

Really?

von Erich (Gast)


Lesenswert?


von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Erich schrieb:
> https://www.motor-talk.de/forum/aktion/Attachment.html?attachmentId=671391
> Seite 32 / 36

Ist zwar ganz nett, dass es einige Audis so machen:
"Ermöglicht wird dies durch die Verwendung von 4 Empfangsantennen"

und entspricht meiner Beschreibung
Manfred schrieb:
> Ford Mondeo Mk4 hatte in jedem Radhaus eine Antenne, da wurde nichts
> angelernt.

Sicher ist, dass es Fahrzeuge gibt, die es anders machen und keine 4 
Antennen haben. Deine Beschreibung ist von 1999, seitdem hat man 
Kostenoptimierungen betrieben und die Systeme verändert.

Bei vier Antennen in einer Blechdose von Feldstärkedifferenzen zu 
schreiben klingt so, dass ein Motorschlosser von HF redet.

Die mir bekannten Sensoren senden von sich aus, wenn sich ein Wert 
verändert. Weiterhin senden sie auch, wenn man sie fragt, was bei einer 
Antenne pro Radhaus eine problemlose Zuordnung ergibt.

Bitte 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
Noch kein Account? Hier anmelden.