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Forum: HF, Funk und Felder Suche einen Nahbereichs Radar


Autor: Jim (Gast)
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Hallo,
suche einen Nahbereichs Radar er sollte gute Ergebnisse im bereich von
5cm – 5m liefern
alles drüber hinweg ist nicht wichtig.
Dazu sollte er aus 3m Entfernung ein Hindernis der dicke von 1cm
erkennen.
D.h eine hohe Auflösung.
Suche nur das Radarmodul keine fertige Lösung mit Verarbeitung usw.

Die Ausgabe der Daten kann Analog oder Digital sein.

Mit Daten meine ich die Entfernung eines Gegenstandes.


Hat jemand von euch evtl. eine Hersteller Seite bzw. einen Hersteller
Namen der so was Fertigt!?


Danke.



Gruss

Autor: Frankl (Gast)
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Muss es unbedingt RADAR sei? Wie wäre es mit Ultraschall?

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Inn Bewegung oder in Ruhe? Die Radar-Türöffner arbeiten nach dem
Doppler-Prinzip, das geht nur in Bewegung, ist aber wesentlich
empfindlicher als statische Sensoren.
Ansonsten würde ich eher Ultraschall-Abstandssensoren vorschlagen, denn
der Aufwand für Impulsradar ist wesentlich größer als das
Dauerstrich-Radar mit Dopplereffekt

Autor: Jim (Gast)
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Hi,
erstmal danke für die antworten.

Genau genommen möchte ich Punkte von Gegenstandsweiten aufnehmen und
daraus eine Karte des Raumes erzeugen. Deshalb der Doppler Radar weg.
Habe mit einem Ultraschall (SRF04) ersten Test gemacht ist aber wohl
für diesen Zweck nicht ganz geeignet, da oft Interferenzen das
Tatsächliche Signal verfälscht haben und zu dem ist die Auflösung nicht
sehr berauschend.

Natürlich könnte man jetzt jede Position 10mal abtasten und eine
Häufigkeit Tabelle erstellen.
Dann besteht aber noch eine „kleine“ Wahrscheinlichkeit das trotzdem
ein verfälschtes Signal erfasst wird und das würde sich auf der Karte
natürlich bemerkbar machen.

Wollte jetzt andere Sensoren auf ihre Tauglichkeiten Testen.

U.a einen Radar, jetzt ist meine Frage bei einer gegenstandsweite von
5cm und einer Geschwindigkeit der Elektromagnetischenwelle von
C=3*10^8m/s bekomme ich eine Laufzeit von 3ns!!!
Das Radar müsste demnach eine verdammt hohe Takt Frequenz haben um
diese Laufzeit genau zu erfassen! Oder?
Deshalb habe ich mich gefragt ob es so was überhaupt gibt!?



Gruss

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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für die geforderte Auflösung wahrscheinlich auch eine hohe Frequenz /
kleine Wellenlänge, vielleicht sollte man gleich Licht nehmen,
(Laser-Scanner)

Autor: Jim (Gast)
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Als Laser habe ich schon den Efector PMD
(http://www.ifmefector.com/ifmus/news/news_sen_6GAPTT.htm)

Der Verdammt gut ist!


Wollte es aber auch mit einem Radar realisieren (versuchen)
.

Mit Lambda ~ Auflösung da hast du natürlich recht. (habe ich noch nicht
bedacht)

Habe bis jetzt nur Radars gesehen die ab 3 – 5m gute Ergebnisse
liefern.
Aber im „cm“ bereich gehe ich davon aus das die Laufzeit ein Problem
ist obwohl das bei Licht auch zu bewerkstelligen ist mit den sehr
kleinen Laufzeiten(?)


Werde mal weiter suchen. Trotzdem Danke für deine mühe.

Gruss

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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mit Methoden der 3D-Erfassung, vielleicht zwei Blickwinkel wie
Stereo-Sehen,
es gibt doch diese Drehteller für 3D-Abtastung, wie arbeiten die?

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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oder mit einem Ipmuls-Reflektometer, das kann man vermutlich mit
schnellen 74ACxx schon auf 1 nsec Auflösung bringen. Auf Leitungen geht
das jedenfalls

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Hohe Ortsauflösung ist physikalisch entweder mit Breitbandigkeit im
Zeitbereich oder im Frequenzbereich verbunden , soweit ich weiß.
Also entweder schmales Frequenzband aber kurzer Radar-Impuls ( was
natürlich das Spktrum auch verbreitert ) oder breites Spektrum (
Rechteckimpuls) der dafür nicht so oft auftreten muß, die Wiederholrate
kann wenige kHz oder Hz betragen, die Flanken sind wichtig.
Die Mikrowellen-Netzwerkanalysatoren von HP / Agilent können eine
gewobbeltes Messung - also im Frequenzbereich erfasst - in eine
virtuelle Impulsreflektometer-Anzeige umrechnen, als ob man es mit dem
Oszilloskop im Zeitbereich gemessen hätte. Ein Radar, das mit
gewobbelten Frequenzen arbeitet hat vermutlich auch größere Auflösung

Autor: Jim (Gast)
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Impuls- Reflektometer ist ja ein Impulsgenerator mit einem Oszi. Das ist
aber mehr für Fehlanpassung suche!
(http://www.darc.de/distrikte/c/tdr.pdf) (sehr Interessant)


Wüsste jetzt nicht wie ich das für eine Raum Abtastung ausnützen
könnte. Da bei diesem verfahren eine art Dirac Stoss auf die Leitung
geben wird und auf Echos gewartet wird.
Auch wenn ich einen Breitrandigen Elektromagnetischen/Licht Stoss
machen würde. Hätte ich das Problem das ich die Echos keinem Ort
zuweisen kann da ich eine unbekannte hätte nämlich die Phase absolut
zum Sensor woher die Echos kommen (Multipath-Fading).


Oder habe ich dich/was Falsch verstanden!?

Bei mir geht es um 2D Raum Abtastung(ist schon aufwendig genug).

Bei 3D muss man eine Triangulation machen! („etwas“ aufwendiger)
Man misst aus 2 Bekannten orten.
(http://www.ifi.lmu.de/studium-medieninformatik/sta...)

Beim 3D Drehteller Abtastung werden Silhouette(Kontur) eines Objektes
aufgenommen und daraus erzeugt man sich die Oberfläche.
(http://www-user.tu-chemnitz.de/~stj/lehre/bild.pdf) Punkt 6.8


Ich benötige „nur“ eine Phase und ein Betrag da ich mich in einer
Kreisförmigen ebene befinde.
Wollte dies aber auch mit einem Radar evtl. bewerkstelligen aber
wahrscheinlich gibt es so was nicht so einfach zu kaufen weil das doch
sehr aufwendig ist. Es liegt wie du oben schon geschrieben hast  wohl
wirklich daran das die Auflösung von Lambda abhängig ist. Bei einer
Auflösung von 1cm benötige ich 30GHz bei Linearer Betrachtung,
Praktisch weiss ich nicht genau, wie der Proportional Faktor ist. Und
das ist dann nicht mehr so einfach zu realisieren weil da die gesamte
Platine in Microstrip Technik gefertigt werden muss. Wellenwiderstand
und und.. sind dann nicht mehr so uninteressant.
Unabhängig davon das man mal eben nicht 30GHz erzeugen kann(stabil).

Autor: Marko (Gast)
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Das Fraunhofer Institut für HF-Technik hat son Modul
irgendwas >70GHz für Laufzeitmessung entwickelt,
hab da mal gefragt was das kost und bekam
die Auskunft  k€ / Stück

Autor: Jim (Gast)
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Hatte ich mir schon fast gedacht.
Das würde wohl für dieses Projekt das Budget etwas sprengen.

Damit hat sich das erledigt mit dem Radar.
Werde nach anderen Sensoren dann mal schauen.


Danke noch mal für alle Antworten.




Gruss

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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noch eine Idee
also erst mal, die Mikrowellen und Ultraschall haben etwa die gleiche
Wellenlänge, Licht mit 300 Millionen Meter pro Sekunde und Schall mit
etwa 333m/s , Faktor also 1 Million. 30 GHz bei Radar ( 1 cm
Wellenlänge) oder etwa 30 kHz bei Ultraschall. Beides wäre also für die
Aufgabe möglich, Auflösung etwa gleich Wellenlänge.

Wenn ein Reflektor die Welle zurückwirft, gibt es eíne stehende Welle,
je nach Abstand konstruktiv oder destruktiv überlagerte vor- und
rücklaufende Wellen.
Wobbelt man die Frequenz, dann werden zyklisch Maxima und Minima
durchlaufen. Je weiter der Reflektor entfernt ist, desto mehr sind es
bei einem bestimmten Wobbelhub. Also muß man nur die Schwingungen
abzählen um ein Maß für den Abstand zu erhalten. Das ganze funktioniert
ohne irgendeine Impulserzeugung und Laufzeitmessung, nur ein wobbelbarer
Ultraschallgenerator, die Welligkeit kann mit einem AC-gekoppelten
Verstärker aufgenommen werden, wie im Doppler-Bewegungsmelder.

Autor: Jim (Gast)
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Hi,
deine Idee hört sich gut an.
Aber mir ist nicht ganz klar wie ich die Schwingungen abzählen soll!?
Wenn ich jetzt eine Sthendewelle in der Luft hab mit einer bestimmten
anzahl von Lambdas die gleich der entfernung ist wie kann den der
Empfänger jetzt herraus bekommen wie viele maxima/minima vorhanden
sind?
Und auch wenn ich jetzt die Frequenz Wobble dann ändert sich die
Frequenz der Hinlaufenden und der Rücklaufenden und somit auch der
Stehwelle aber das gibt ja keinen aufschluss auf die anzahl der
schwingungen. oder?

Beim Dopplereffekt hat man ja eine Frequenz änderung die Propotional
zur geschwindigkeit und zu richtung des gegenstandes ist.
Also im endeffekt ein Frequenz zähler.

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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ich werde das irgendwann mal mit meinem ELV-DDS-Funktionsgenerator
testen. Wobbeln ist da eingebaut, Anfangs- und Endfrequenzen z.B. 20
kHz bis 100 kHz. Ich habe zwei Piezo-Hochtöner, die haben irgendwo bei
40 kHz eine Resonanz, das stört eher. Wenn ich entweder auf die
Mischung im empfangenden Hochtöner durch Nichtinearitäten setze oder
aktiv mit irgendeinem Mischer ( Detektordiode, Analogschalter als
Ringmischer oder Analogmultiplizierer) Sende und Empfangssignal mische,
müßte die Amplitudenmodulation als schwache Niederfrequenz hörbar zu
machen sein, genau wie die Dopplerfrequenz an einem Radar-Türöffner.
Das ganze ist natürlich von der Wobbelfrequenz überlagert, die sollte
man ausfiltern.
Je nach Abstand des Reflektors sollten unterschiedliche Tonhöhen
entstehen

Autor: don hendi (Gast)
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Hi,

das gewobbelte Radar, auch FMCW (frequency modulated, continuous
wave) -Radar genannt, misst Distanzen afaik dadurch, daß das momentan
ausgesendete Signal mit dem empfangenen Signal gemischt wird.

Dabei ergibt sich eine Differenzfrequenz zwischen der reflektierten
Welle und der gesendeten, da der Wobbler beim ausstrahlen der
inzwischen reflektierten Welle noch auf eine andere Frequenz
eingestellt war.

Nun kann die Cleverness des Radargerätes ausrechnen zu welchem
Zeitpunkt ein Wellenpaket ausgestrahlt wurde, das mit der aktuellen
Frequenz gemischt die aktuelle Differenzfrequenz ergibt. Diese Zeit
teilt man durch zwei, multipliziert mit der Schallgeschwindigkeit und
schon hat man die Distanz zur reflektierenden Fläche. Fertig, ganz ohne
Impulstechnik. Und relativ simpel zum Ultraschall umsetzbar.

Hilft euch das ?

Ich hoffe das ist jetzt keine Verschlußsache die ich da ausgeplaudert
habe, wenn Rüstungsexport muss sich das schon richtigrichtigrichtig
lohnen :-)

Viel Erfolg,

Hendrik.

Autor: Jim (Gast)
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Danke.

Das ist ne super Idee.
Hab noch gar nicht daran gedacht FMCW mit Ultraschall auf zubauen.

Bei FMCW mit Radar hat man einen Duplexer, ist dies auch mit
Ultraschall realisierbar?
(Ich würde persönlich sagen nein).

Müsste somit ja nur einen Frequenzzähler realisieren am besten auf uC
Basis.
Oder besser ne FU Schaltung.


Dann werde ich mich mal direkt nach einem Linearen Frequenzmodulator
umschauen.


Gruss

Autor: don hendi (Gast)
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Ich hatte nicht vor da allzutief reinzusteigen, aber dann... :-)
Bei Ultraschall kann man den Sender und den Empfänger sicherlich durch
geschickte räumliche Anordnung schon recht gut trennen. Als steuerbare
Signalquelle empfiehlt sich eventuell ein AD9833 gefolgt von den
Leistungsstufen und dem Ultraschallwandler. Als Demodulator würde ich
einen doppelt balancierten Mischer a la SA612 oder nen Multiplier
vorschlagen, wenn du dem das Sendesignal in richtiger Phasenlage und
Amplitude als Lo-Signal zuführst ("richtige" Phasenlage und Amplitude
wäre durch QAM zu erreichen? einfach so stellen daß Sender möglichst
wenig im Empfänger "klingt") könnte man nen weiteren Anteil des über
den Ultraschallsender zum empfänger verkoppelten Sendesignals im
Empfangszweig "vernichten", nach einem darauf folgenden Tiefpass
könnte man Glück haben und die Differenzfrequenz in guter Qualität
erhalten.
Dann idealerweise noch Amplitude der DF über einen Regelkreis auf den
Sender rückwirken lassen daß Empfänger immer gut ausgesteuert ist.
Durch dieses verringern der Leistung könntest du Energie sparen
(Batteriebetrieb?),  Hunde schonen und Clutter verhindern.


73,
Hendi.

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Muß zur synchronen AM-Demodulation nicht der Sender und Empfänger um 90
Grad gegebneinander verschoben sein? evtl. ein Sin/cos-Generator für
den Versuch erstmal z.B LM/NE567 Tondecoder, oder MC1310 Stereo-PLL,
die haben sowas. Der MC1310 macht es mit Herunterteilen. Ob man die
Modulation als AM oder FM bezeichnet, die beim schnellen Wobbeln
entsteht, ist vermutlich Geschmacksache.

Autor: Frankl (Gast)
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Man kann den Sender bei Ultraschall auch als Empfänger benutzen.
Obwohl sie unterschiedlich bezeichnet sind. www.reichelt.de

Multiplexer 4052 12V, Sender 40109 12V, Empfänger TLS274 5V
(2xOPAMP).Ein bischen µc.

Praktische Daten:
Reichweite bei einem Burst (12,5µs in Gegentakt) ca 2m.
Totzeit Nahzielunterdrückung (Ausschwingen des Wandlers ca
30cm)Multiplexer schaltet Wandler gegen Masse.
Auflösung 1cm.
Leider verhält sich RADAR ähnlich wie US (z.B Einfallswinkel =
Ausfallswinkel), glatte Flächen werden besser reflektiert u.sw.

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Einfaltspinsel=Ausfalts.. nein das wollte ich nicht sagen, wie lange ist
"Totzeit" ? es soll ja ab 5cm funktionieren. Radar wird von Metall
besser reflektiert, ich kann mit einem 24,125GHz-Türöffner noch aus dem
5.OG die Autos auf der Straße "hören" ( als Dopplerfrequenz bis zu 1
kHz), das sind 2*25m Funkstrecke mit einfachem Diodendetektor

Autor: Dale Steinberger (catweazle)
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Ich habe untersuche Problematik bei Windmessung, ie konstante
Entfernung
mit einer Auflösung von 0.1 ms, wäre also Genauigkeit von 1:3400
notwendig. Kennt jemand detailierte Unterlagen über Schaltung.
Funktions/Block Schaltbilder soeiw Theorie habe ich schon vorliegen.

Hat jemand mit US in mm-Bereich Erfahrung ?

catw

Autor: Marko (Gast)
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such mal nach SRF04 SRF08 SRF10,
das sind fertige Module für US per I2C oder PWM
Auflösung bis 1cm Reichweite bis 8m oder so,
die werden für solche Dinge ganz gern eingesetzt.
auch ne Möglichkeit wären die IR-Distanzsensoren
von Sharp ... GPD heissen die wenn ich mich nicht
irre.

Autor: Dale Steinberger (catweazle)
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....1cm..???? SRF Module sind für mich viel zu ungenau.
Ich suche etwas im MILLIMETER Bereich bei einer Strcke von 0.3m.

Autor: Dale Steinberger (catweazle)
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@Jim
genau das suche ich auch (FMCW).
Bisher habe ich noch keine Schaltung zur Orientierung hierzu gefunden.
Bist du weiter gekommen ?
Ich möchte einen Prototyp zu pratischen Erprobung aufbauen.
gerne auch email direkt an catweazlex@gmx.de

Gurß

Autor: Dale Steinberger (catweazle)
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Hier ein Link mit theor/prakt. Infos
http://smarthome.unibw-muenchen.de/upload/publicat...

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