Hallo, bei mir steht im Moment etwas glaub ich Größeres an. In einer AG bauen wir ein U-Boot und ich bin für die Kommunikation zwischen dem U-Boot und dem Steuerer zuständig (Nunja, ich soll auch die Steuersoftware machen, aber das ist was Anderes). Die Idee war nun akustisch zu kommunizieren (Klar, Störfrequenzen etc., aber letztlich höhere Reichweite). Erste Tests in dem Rahmen habe ich mit einem Arduino Uno Revision 3 gemacht. Ich konnte tatsächluch die Tetris Melodie auf meinem kleinen 5V Lautsprecher ausgeben und hohe Summtöne mit einem kleinen Mikrofon als Sinuskurve darstellen. Es gab dabei jedoch das Problem, dass tiefe Töne nicht gemessen wurden und das auch nur Töne dargestellt werden konnten, die direkt über dem Mikrofon erzeugt wurden. Ein weiteres Problem war, dass die Signale auch nur zwischen 900-920 Schritten von 1024 schwankten. Ich denke, dass ich erstmal sowieso einen Verstärker brauche und einen Schaltkreis, der das Signal irgendwie weiter auflöst, also irgendwie ;) aus den 20 Schritten Unterschied 300 oder so macht. Das Signal sollte dann mit der neuen Hardware, dem Stellaris Launchpad von TI wohl ganz gut verwertbar sein. Anwendung soll das ganze System nachher, wie oben erwähnt, in der Kommunikation durch Wasserschall finden. Dementsprechend ist es wichtig, die Frequenz eines Tones relativ genau messenzu können, also möglichst alle Amplituden zu messen. Es wird noch eine Prüfsummenberechnung und ein Frequenzspreizalgorithmus programmiert werden (müssen). De Fragen sind nun: - Wie sähe ein solcher Verstärker aus (jaja, ich surf ja schon, Hilfe oder einfach ein Link sind trotzdem hilfreich)? - Kann man ein Signal einfach so auflösen? - Ist so eine Frequenzmessung bei so nem Chip mit 80MHz realistisch, wenn man noch eine Steuerelektronik hat (PID-Algorithmus und generelle Steuerung)? Mfg und danke für Antworten, Til Hoff
Ich war mal in der Ölindustrie. Dort wurde auch über Wasser kommuniziert, zwischen Bohrturm und dem Meissel ganz weit unten. Da gab es dann auch teilweise akustische Verfahren mit drehenden Scheiben (Wassersirene). Dort wurde AFAIK zwischen 2 Frequenzen umgeschaltet, um dadurch eine Modulation hin zu bekommen. z.B: 50 Hz =1 30 Hz=0. Die Datenrate lag bei bis zu 10 Bit/Sekunde. Wann das jetzt langsam klingt: da war richtig Geld dahinter, nur die Physik läßt da schon nicht viel mehr zu. Vielleicht solltet ihr auch in diesen Geschwindigkeitsdimensionen denken.
Wenn das ganze unter Wasser laufen soll, wirst Du Ultraschall nehmen (müssen). Dann kann man auch die Piezo-Schwinger als "Mikro" und "Lautsprecher" nutzen. Schau dir mal die ganzen Beispiele für US an, z.B für Entfehrnungsmesser. Das Problem wird aber die Dämpfung im Wasser sein, d.h. du brauchst eine entsprechende Amplitude am Schwinger (und den richtingen Schwinger). Am einfachsten über eine entsprechende Resonanz-Beschaltung (Spule-Kondensator) oder einen NF-Übertrager. Aber dann kommt noch die Protokoll-Schicht, Probleme mit Reflexionen etc. pp.. Aber ganz ehrlich, nimm einfach ein Kabel, spart jede Menge Ärger&Frust. Wenn das "UBoot" nicht grade sehr tief taucht, funktioniert eventuell für die Steuerung auch noch eine alte FM-Modellbau-Steuerung (35 Mhz).
Ok, dem entnehme ich also erstmal, dass es sinnvoller ist erst mal die Steuersoftware an sich zu implementieren. Das ganze ist jedoch schon als eine Art Forschungsprojekt gedacht, sodass ich wahrscheinlich mich schon irgendwann damit auseinandersetzten werde. Ichbin natürlich trotzdem offen für weitere Lösungsideen, um das voresrt durch Lift implementieren zu können. Das U-Boot soll im Nachhinein schon mit momentaner Hülle und Pumpe an die 20-25m tief tauchen können. Da klappt das mit elektromagnetischen Wellen wohl nicht mehr. Auch werde ich wohl etwas in Richtung KI implementieren müssen, wenn ich so eine Übertragungsrate von um die 1-2bit/s habe. Mal gucken. Danke für weitere Antworten, Til Hoff
Til Hoff schrieb: > Das U-Boot soll im Nachhinein schon mit momentaner Hülle und Pumpe an > die 20-25m tief tauchen können. Da klappt das mit elektromagnetischen > Wellen wohl nicht mehr. Und anhand welcher Informationen steuert dein Steuermann dann? Er sieht ja nix.
Tja, gute Frage. Eigentlich brauche ich noch einen Viedeo-Stream. Wird spannend ;)
Til Hoff schrieb: > Tja, gute Frage. Eigentlich brauche ich noch einen Viedeo-Stream. Wird > spannend ;) Kabel, alles andere wird nichts, machen die Profis auch so.
Buchempfehlung:
Handbuch der Wasserschalltechnik, Heinz G. Urban
STN ATLAS Elektronik GmbH
ISBN 3-936799-02-4
Nach sehr viel Mathematik wird es dann bzgl Datenuebertragung
in Kap. 10 ("Signalverarbeitung") interessant.
-Tiramisu
PS: Anti-Spam-Statement: Weder mit der Firma noch mit dem Autor was zu
tun...
Wenn man bei den U-Boot Profis abschauen mag: Wenn man etwas nach "GUWAL" sucht, findet man den ein oder anderen Hinweis. -Tiramisu
Tiramisu schrieb: > Wenn man bei den U-Boot Profis abschauen mag: > Wenn man etwas nach "GUWAL" sucht, findet man den ein oder anderen > Hinweis. Oder: http://de.wikipedia.org/wiki/Akustische_Unterwassertelefonie Modulation in einen höheren Frequenzbereich (e.g. Ultraschall) rgds
Ok, aber bevor ich mich ans Protokoll mach, versuche ich lieber erstmal die Frequenzen gut zu messen, also mit entsprechender Auflösung. Dazu meine Frage: So ein Differenzverstärker, wenn ich da die Spannnung die das Mikrofon erzeugt und als Vergleich die richtigen Signale anlege, müsste ich dann doch später statt sonst 20 Schritten Unterschied mehr haben, oder? Edit: Wie gut ist der uA9638C hierfür geeignet? Meines Erachtens nach sieht der ganz gut aus. Habe bloß nur eher wenig Ahnung von Differenzverstärkern.
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