Ultraschallfrequenzen des HC-SR04

[Stephan Eitel (Gast)]

Hallo an alle Interessierten !
Ich habe mittels Miko und Oszi mal Den Schall angeschaut den der HC-SR04 
aussendet .
Bei zwei verschiedenen Exemplaren  weicht die Schallfrequenz deutlich 
voneinander ab .
40,2 kHz  bzw  46,6 kHZ .
Meine Frage : Sind diese Abweichungen normal ?
Interessant übrigens auch zu beobachten das Nachschwingen des Kristalls 
im US-Sender .

Für eine Beantwortung wäre ich dankbar

[Stephan Eitel (Gast)]

Nachtrag zur Frage :
Ist es denkbar , daß der US- Empfangsquarz vom Herstellwr des Moduls 
speziell so ausgewaehlt wird , daß seine Eigenfrequenz einigermaßen zur 
Eigenfrequenz des Sendekristalls passt ? Daß wuerde die probleme 
erklären xie ich bei versuchen bekomme mit modul 1 den Schall von Modul 
2 zu detektieren ?

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Welche Frequenz ist denn auf dem Quarz aufgeprägt?
Bei Sparkfun sehe ich überhaupt keinen Quarz, bei Reichelt ist alles im 
dunkeln, nur im "Users Manual" von Cytron ist anscheinend 4,00 MHz 
drauf:
http://cytron.com.my/p-sn-hc-sr04 ->download
da könnte höchstens ein Frequenzteiler unterschiedlich sein, aber das 
wären grobe Stufen. Alle anderen Datenblätter im Web sind eher 
nichtssagend.

[Stephan Eitel (Gast)]

Der US Sender trägt keinen Aufdruck . Der Sendeprozess ist ja MC 
gesteuert . Wenn ich das recht verstanden beginnt der Empfangsquarz beim 
Ankommen des reflektierten Signals mit seiner Eigenfrequenz zu schwingen 
. Das hierbei erzeugte Signal wird verstaerkt und bewirkt
Ab einer gewissen Signalgröße am MC das Zurücksetzen des Echo-Signals .

[Michael U. (amiga)]

Hallo,

ich würde das Empfnagssignal nur in einem sinnvollen Zeitfenster nach 
den Sendeimpuls auswerten um Fremdstörungen zu reduzieren. Wird wohl der 
µC auch so machen und daher den anderen Sender garnicht erst für voll 
nehmen.

Abweichungen in der Resonanzfrequenz haben höchstens einen Einfluß auf 
die Empfindlichkeit. Ich vermute mal, im sinnvollen Empfangsbereich wird 
der OPV ohnehin immer soweit ausgesteuert, daß nach dem Transistor am µC 
sowieso nur Rechtecke bekommt.

Den Schaltplan habe ich irgendwo im Netz gefunden...

Gruß aus Berlin
Michael

[Wolfgang (Gast)]

Stephan Eitel schrieb:
> 40,2 kHz  bzw  46,6 kHZ .
> Meine Frage : Sind diese Abweichungen normal ?

Damit die Kapsel effektiv US abstrahlt, sollte sie nahe ihrer 
Resonanzfrequenz betrieben werden, notfalls, indem die Schwingung der 
Kapsel mit einem kräftigen Nadelpuls angestoßen wird. Der Empfänger muss 
dann (innerhalb der Gütekurve) zum Sender passen. Und die Güte bestimmt 
natürlich auch die Nachschwingzeit. Als Frequenzangabe findet man oft 
die 40kHz (ohne Toleranzangabe), z.B. hier bei den Modulen von Parallax
http://www.crustcrawler.com/products/Nomad/docs/PING%20Documentation-v1.6.pdf

[Stephan Eitel (Gast)]

Hallo Michael
Danke für den Schaltplan . Unter " EMILS PROJEKT " findet man eine sehr 
eingehende beschreibung des HC SR04 incl. Eines sehr schoenen Umbaus .
Die Idee mit dem zeitfenster ist gut . Es sollte aber vernünftig gesetzt 
sein daß Rückkehrzeiten von z.B. 30 ms gut erfasst werden können . Was 
ich leider beobachte : Wenn das Modul kein Ruckkehrsignal detektiert 
hängt es sich manchmal auf und kann nur durch einen Neustart 
wiedererweckt werden  .
Das Erkennen des von der Gegenseite ausgesendeten Signals funktioniert 
bei mir jetzt übrigens ( Abstand 1 m ) . Triggere zuerst den Sender und 
den Empfänger erst kurz ( 60 us )  bevor das Signal ankommt . Das in 
beiden Richtungen alternierend . Was ich noch nicht vertstehe : die 
beiden Laufzeiten unterscheiden sich systematisch und schwanken 
zusätzlich im Bereich von ca + -  1 Prozent . Den Sendeprozess ( Trigger 
ein , Schall raus ) hab ich mir genau angesehen . Daran kann es nicht 
liegen .

[Stephan Eitel (Gast)]

HalloWolfgang !
Danke für die Antwort . Wenn ich mir das Schallsignal ansehe ist über ca 
8 Perioden der Einschwingvorgang zu sehen . Also eher kein einmaliger 
Startimpuls .

[Stephan Eitel (Gast)]

Hier mal da Oszibild . Die Schwingung zeigt das Mikrophonsignal ( mIkro 
ca 2 cm vor dem Modul  ) .Signal wurde ausgesendet von dem zweiten 
HC-SR04 in 1 m Abstand .
Das Rechteck zeigt den Echo Pin . ( Das Echo wird ca 2550 us nach dem 
Aussenden des Schalls im 1 m entfernten zweiten Modul auf 1 gesetzt .) . 
Interessant ist zu sehen , daß das Echo erst nach 20 Perioden erkannt 
wird . Berücksichtigt man dazu noch , daß das mikro ca 2 cm vor dem 
Modul steht , so muss man weitere 2,5 Perioden hinzuzählen .
Ich hoffe ich habe keine Denkfehler in meiner Ueberlegung

[Stephan Eitel (Gast)]

Ursache fuer springende Messwerte gefunden . Schaut man sich im Oszi das 
Echo Signal zusammen mit dem Mikrophonausgang an kann man genau sehen 
was passiert . Der Zeitpunkt des Sprungs des Echos auf 0 springt 
willkürlich um jeweils genau eine Periode . Softwaremäßig kann man 
dieser Fehlerquelle gut beikommen . Eine größere Anzahl Messzeiten 
aufnehmen , dann diese der Größe nach sortieren und letztendlich ueber 
wenige der kurzen ( oder wahlweise der langen ) Messzeiten mitteln . Daß 
das Erkennen des Ankunftmomets des Schallsignals nicht exakt erfolgen 
kann ist eigentlich logisch . Zum einen ändert sich die Amplitude der 
Schallwelle während der ersten 8 Perioden stark ( siehe oszi screenshot 
) . Zum anderen ist das Erkennen einer gewaehlten Signalhöhe bei einer 
getakteten Abfrage immermit einer Unsicherheit verbunden .
Vielleicht gibt es unter den Forumlesern abweichende Meinungen ( bzw 
versuchsresultate ) ?
M.f.g.Gast

[Dieter F. (Gast)]

Stephan Eitel schrieb:
> Also eher kein einmaliger
> Startimpuls

Schon mal Kontakt mit einem Datenblatt oder ähnlichem gehabt?

https://www.acmesystems.it/HC-SR04

http://www.micropik.com/PDF/HCSR04.pdf