Hallo, weiß jemand, auf welche Art Ultraschalllautsprecher und Ultraschallmikrofone aufgebaut sein können? Gibt es da verschiedenen Möglichkeiten? Ich möchte demnächst einen US-Abstandssensor aufbauen und würde gerne wissen, welche Systeme in Frage kommen und wie ihr Innenleben wenigstens theoretisch aussieht. Piezo-Basis, eher wie dynamische Mikros oder was ganz anderes...??? Denke mal, normale ECMs und dyn. Mikros schaffen so hohe Frequenzen nicht... PS: es sollen in jedem Fall Sende- und Empfangskapsel getrennt sein, also nicht beides in einem Gehäuse
Hi, hier gibts ne Beschreibung zu nem Kemo - Bausatz mit Piezosender und -empfänger: http://www.kemo-electronic.com/eam/b214/eam_b214.pdf vielleicht hilfts ja weiter.
Meistens werden Piezo Wandler als Sender und Empfänger benutzt. Als Empfänger gehen auch Kondensator oder Elektretmikrofone, die für so hohe Frequenzen geeignet sind (viele kleine könnten, wenn da nicht ein extra Kondensator dirn wäre, um hohe Frequenzen zu dämpfen). Eher selten werden/wurden auch Elektrostatische Wandler (also wie Kondensatormikrofon) auch als Sender benutzt. Einige Hochton Lautsprechern könnten auch noch was im Ultraschallbereich abgeben. Unter Wasser oder für Festkörper-Ulatraschall gehen auch Magnetostriktive Wandler.
Danke für die Infos! Das sind dann aber wahrscheinlich ziemlich kleine Piezos, schätze ich... Und im ECM sind tatsächlich Zusatzkondensatoren zur Frequenzkompensation verbaut?! Staun!
Ulrich schrieb: > Eher selten werden/wurden auch Elektrostatische Wandler (also wie > Kondensatormikrofon) auch als Sender benutzt. Das stimmt so nicht. Bis in die 70-er Jahre wurden z.B. für US-Fernbedienungen ausschließlich Elektrostatische Wandler verwendet. Dabei sind Sender und Empfänger üblicherweise identisch aufgebaut und können wahlweise als Kondensatormikrofon oder als elektrostatischer Lautsprecher betrieben werden. Soweit ich mich erinnern kann, kamen piezoelektrische Luftultraschallwandler erst Mitte der 70-er Jahre auf den Markt. Jörg
muss so ein elektrostatischer wandler nicht mit hochspannung betrieben werden? das stelle ich mir für eine batteriebetriebene fernbedienung eher ungünstig vor...
Hi, E-Mann, aus einer demontierten US-Fernbedienung: Ein LC-Oszillator erzeugt die Wechselspannung, eine Diode wandelt die negativen Halbwellen in eine DC-Vorspannung. Für RADAR-ähnliche Anwendungen wäre damit auch die Vorspannung für den Empfang noch zu gebrauchen. Ciao Wolfgang Horn
und wie ist so ein elektrostatischer wandler in der realität aufgebaut?
Stimmt schon, die elektrostatischen Wandler sind die alte Technik. Aufgebaut sind die wie ein Kondensatormikrofon. Halt eine dünne Metallmembrane und eine Elektrode dicht dahinter.
dann kann man ja vielleicht zwei alte kondensatormikros ausschlachten und zum sender bzw. empfänger umfunktionieren...!?
E-Mann schrieb: > dann kann man ja vielleicht zwei alte kondensatormikros ausschlachten > und zum sender bzw. empfänger umfunktionieren...!? kann man zwar machen, würde ich aber dem Ungeübten nicht empfehlen. Immerhin werden einige 100 V DC-Vorspannung und für den Sender zusätzlich ebensoviel Volt AC benötigt. Das macht man üblicherweise mit einem Resonanztransformator, den man u.U. erst einmal wickeln muß. Eventuell kann man auch die Bauteile aus einer Fernbedienung verwenden und am besten gleich die Sendeschaltung komplett übernehmen. Ein Piezo-Wandler ist da schon wesentlich einfacher zu handhaben. Jörg
für den sender hätte ich überlegt, eine drosselspule über einen T an einen µC-portbit anzuschließen und mit 40 khz ein-und auszuschalten. parallel zur spule dann den sender. bei jedem ausschalten würde dann ein induktiver spannungs-peak entstehen und den "sendekondensator" zum schwingen anregen...
Das ist der Klassiker unter den elektrostatischen US-Wandlern: http://www.acroname.com/robotics/parts/R13-INST.html Er wurde ursprünglich von Polaroid im Entfernungsmesser von Sofortbild- kameras und später von Forschern und Bastlern in den Kollisionsschutz- sensoren von mobilen Robotern eingesetzt. Hierfür war und ist er so beliebt, dass er heute — lange nach dem Ableben der Sofortbildkameras — immer noch verkauft (evtl. sogar hergestellt) wird. Die obige Webseite enthält auch ein paar Links zu weiterführenden Informationen.
In meinen Nachbauten der 'Grönemeyer-Box' (Original von Guido J. Wasser, siehe auch http://www.hifi-selbstbau.de/index.php?option=com_content&task=view&id=33, allerdings modifizierte ich sie im Bass- und im Mittel-Hochtonzweig indem ich etwas andere Chassis zum Einsatz brachte) kamen die TH800 (von Technics) als Hochtöner zum Einsatz. Diese würden, meines Wissens, entwickelt um als Power-Ultraschallsender für Frequenzen bis 100kHz zu 'dienen'. Das man sie dann für HiFi misbrauchen kann, liegt ja wohl auf der Hand. ;-) Der TH1000 soll es gar auf bis zu 150kHz gebracht haben. Guckst Du hier: http://www.biams.de/chassis/technics/technics.htm Dies nur mal als kleine Anekdote, was man mit dynamischen Schallwandlern so schaffen kann. Ansonsten kommen für Ultraschall schon überwiegend nur noch Piezos zum Einsatz. Kostengünstig, effizient, leicht und kann dem Eingangssignal auch sehr schnell folgen. Allerdings ist ein Piezo für eine Treiberschaltung (Leistung-OpAmp) nicht immer ganz unkritisch, da er eine große kapazitive Last darstellt.
Hallo E-Mann, entscheidend für den US-Abstandssensor ist sein Einsatzgebiet, also Außen- oder im Innenbereich. Wenn Du Transducer verwendest hast Du einen Ultraschalllautsprecher und Sender in einem Teil. Du feuerst sogenannte Ultraschallbursts (100 ... 1000V) ab und anschließend lauschst Du ob Echos zurückkommen. Für den Außenbereich brauchst du wasserfeste US-Wandler, am besten Park-Distanz-Sensoren wie in Bausätzen (sh Reichelt oder Conrad) oder an einigen parkenden Autos. Die Polaroid-US-Transducer sind Folienwandler und nicht spritzwasserfest. Auch bei Dreck Kondenswasser bestrafen Sie Dich mit Unempfindlichkeiten. Im Innenbereich ist dies meistens schnuppe aber bedenke bei Temperaturen über 50°C und mehr kommt es zu Unterreichweiten weil die Luftteilchen erst einmal damit beschäftigt sind durch höhere thermische Energie stärker hin- und herzuschwingen und Schallwellen stärker ignorieren. Bei Temperaturen unter 10°C und niedriger entstehen Überreichweiten, die stören könnten. Das Reichweitenderating kann nicht pauschal angegeben werden. Es ist immer abhängig von deinen Verstärkungsfaktoren, Rausch-Signal-Abständen und eventuellen Auswertealgorithmen deiner Software und woraus die Luft besteht und wie sie gerad drauf ist. Auf die Größe von Ultraschallechos wirken mindestens 10 Faktoren ein die Dir das Leben schwer machen. Es empfielt sich auf jeden Fall, die Umgebungstemperatur mit zu erfassen und darüber die Verstärkung deines Distanzmesssystems zu korrigieren per Controler oder auch analog. Tust Du dies nicht funktionieren dein Teil genauso schlecht wie die PKW-Distanzsensoren, die gerade bei heißem Asphalt so manchen Boller oder Bordstein nicht "Hören". Einfache Ansteuerschaltungen (mit 555-Timer) bis hin zu prozessorgesteuerten Ultraschallkanone etc. könntest Du im Internet finden wenn Du Meta-Search benutzt und nicht nur Google, Stichwort Ultrasonic
das Gerät soll im Innenbereich Einsatz finden, so um die 20 bis 25Grad... Vom Polaroid-Sensor hatte ich schon gehört. Wie gesagt will ich unbedingt mit getrennten Sende-und Empfangsmodulen experimentieren. Wie bekommt man denn bei einem Piezosender bzw. Empfänger die genaue Resonanzfrequenz raus? Über einen Vorwiderstand betreiben und an diesem den Spannungabfall bei steigender Frequenz messen, bis man ein Maximum erreicht?!?
Die Wandler von Polaroid sind breitbandig, die Piezos dagegen extrem schmalbandig. Betreibe das Ding als Schwingkreis. Mehr ist dazu eigentlich nicht zu sagen, alles andere ergibt sich daraus! Wir hatten so einen Thread schonmal. Benutze mal die Suche. Gruß - Abdul
<Betreibe das Ding als Schwingkreis. Mehr ist dazu eigentlich nicht zu sagen, alles andere ergibt sich daraus! den Sender wollte ich wie bereit erwähnt direkt am Portpin eines µC betreiben. Deshalb wäre es ganz hilfreich, die Eigenresonanz eines solchen Piezosenders herauszufinden und diese dann zum Betrieb zu benutzen.
Ja und? Datenblatt suchen, Schwingkreis berechnen, ausprobieren. Wie erwähnt, suche einfach nach dem Thread. Dort hatten wir uns wirklich länglich drüber ausgelassen und es gibt fertige Schaltungsunterlagen. Gruß - Abdul
E-Mann schrieb: >> Betreibe das Ding als Schwingkreis. Mehr ist dazu eigentlich nicht zu >> sagen, alles andere ergibt sich daraus! > > den Sender wollte ich wie bereit erwähnt direkt am Portpin eines µC > betreiben. > Deshalb wäre es ganz hilfreich, die Eigenresonanz eines solchen > Piezosenders herauszufinden und diese dann zum Betrieb zu benutzen. Direkt am Portpin? Der kann uU. die entstehende hohe Spannung im Resonanzfall nicht ab. Diese kann bei entsprechend hoher Güte recht hoch werden. Aufpassen!!
<Direkt am Portpin? mit TUN als impedanzwandler <Wie erwähnt, suche einfach nach dem Thread. Dort hatten wir uns wirklich <länglich drüber ausgelassen und es gibt fertige Schaltungsunterlagen. zum thema ultraschall gibt es beiträge in allen variationen, welchen genau meinst du?
> Wie gesagt will ich unbedingt mit getrennten Sende-und > Empfangsmodulen experimentieren. Dann musst du halt Sende- und Empfangsschaltung auftrennen. Ist aber unüblich. > den Sender wollte ich wie bereit erwähnt direkt am Portpin eines µC > betreiben. Schalte lieber einen Treibermosfet der einen Übertrager taktet dazwischen (funktioniert ähnlichwie Zündung am Benzinmotor). Den Übertrager musst du mit seiner Wicklungsresonanz an die notwendige Sendespannung und der Resonanz deines Piezos oder Folienwandlers anpassen. > Eigenresonanz eines solchen Piezosenders herauszufinden Impedanzmessbrücke, steht meistens unbenutzt im Unilabor herum und wird von Digitalfreaks gemieden, weil funktioniert analog. Ansonsten Parallelschwingkeis aufbauen, Frequenzen selber durchwobbeln und das Nachschwingen/Phasenscheitelpunkt des Piezos oder Folienwandler messen. Bei Phasenrichtungswechsel hast du eine Harmonische. Aber aufpassen, die Wandler haben nicht nur eine Resonanzstelle, es gibt Ober- und Unterharmonische. Wenn Du eine funktionierende Schaltung hast, kannst Du die Resonanzfrequenz herausbekommen indem Du den Amplitudenhub des Echos bei verschiedenen Sendefrequenzenan einem definierten Reflektor ermittelst. --> Amplitudenmaxima bei Sendefrequenz XXHz wegen Resonanz mit Transducer
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