Forum: HF, Funk und Felder Schnelle und zeitkritische Impuls-Übertragung per OOK


von Arthur D. (quasarius)


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Hallo Zusammen,

es geht um ein etwas komplexeres (Teil-)Problem, zumindest für mich ;-), 
daher muss ich ein wenig weiter ausholen, versuche es aber in Grenzen zu 
halten. Da es hier den Rahmen sprengen würde und auch nichts mit dem 
Teilproblem an sich zu tun hat, spare ich mir die Beschreibung des 
eigentlichen Projekts. Nur so viel, es geht um die ferngesteuerte und 
zeitkritische Auslösung einer Messung aus ca. 1,5km Entfernung bei einem 
entsprechenden Ereignis (direkte Sichtverbindung evtl. gestört durch 
Pflanzen o.ä.).

Im Grunde soll "nur" ein einzelner Trigger Impuls (TTL-Pegel) über eine 
Funkstrecke von etwa 1,5km sicher übertragen werden. Das Problem besteht 
allerdings in der zeitlichen Anforderung. Das Ideal wäre eine sichere 
Übertragung innerhalb von 10us. Allerdings dürfen 100us in keinem Fall 
überschritten werden (also von Eingang des Impulses am Sender bis 
Ausgabe des Impulses am Empfänger). Sehr wichtig ist in jedem Fall eine 
möglichst feste, bekannte und gleichbleibende Übertragungszeit bei jeder 
Impulsübertragung. Aus diesen Gründen scheiden m.M. nach die meisten 
digitalen Übertragungsarten und Modulationsarten aus.

Meine Idee ist bis jetzt die Übertragung mit einem 868MHz Funkmodul, 
welches per OOK-Modulation arbeitet und über 500mW Sendeleistung 
verfügt. Nach Möglichkeit würde ich gerne mit (nahezu) fertigen 
Komponenten arbeiten, um nicht zu viel Zeit in dieses Teilproblem 
stecken zu müssen. Nach ersten Tests mit einem einfachen 434MHz, 10mW 
OOK-Funkmodul betrug die Übertragungszeit ca. 80us (schwankend 78-95us). 
Da ich zur sichereren Übertragung, bzw. Störunempfindlichkeit des 
Empfängers, allerdings gerne einen minimalen Code übertragen würde (z.B 
drei kurze Trägerimpulse: 3x 2us-EIN, 2us-AUS), sind diese 80us deutlich 
zu langsam (mal abgesehen von der zu geringen Sendeleistung). Zum 
Generieren/Detektieren würde ich wohl eine entsprechend schnelle 
Logikschaltung herstellen (notfalls auch einen Mikrokontroller mit 
entsprechend schneller ISR o.ä.).

Achso, sichere Übertragung bedeutet in meinem Fall, dass es nicht allzu 
kritisch wäre, wenn der ein oder andere Impuls durch Störungen verloren 
geht. Die Reichweite und die zeitliche Komponente müssen sichergestellt 
sein.

Meine Fragen sind momentan hauptsächlich:
- Gibt es fertige Funk-Module, die schnell genug sind ? (soweit ich mich 
in das Thema bisher eingelesen habe, ist ein wesentliches Problem wohl 
die zur Verfügung stehende Bandbreite von 250KHz bei 500mW Sendeleistung 
im 868MHz Bereich, welche bei so kurzen Träger Impulsen/Anstiegszeiten 
wie ich sie benötige, womöglich überschritten werden)?
- Was wäre die minimale Impulsdauer (Anstiegszeit) für den Träger im OOK 
Betrieb, um die 250KHz Bandbreite einzuhalten ?
- Gibt es noch andere (bessere) Übertragungsarten als OOK für meinen 
Zweg?
- Dinge und Probleme, die ich noch gar nicht sehe, für dessen Aufklärung 
ich aber ebenso dankbar wäre 😉

An dieser Stelle schon mal vielen Dank für die Geduld und das Lesen, ich 
freue mich über jede Hilfe!

von Max M. (jens2001)


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von Stefan S. (chiefeinherjar)


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von Arthur D. (quasarius)


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Gemeint ist hier das On-Off Keying, also das ein-/ausschalten des 
Trägers, um eine binäre 1 bzw. 0 zu übertragen.

von Bauform B. (bauformb)


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Man könnte die Messung rechtzeitig vor dem Ereignis starten und alles 
mit genauen Zeitstempeln aufzeichnen. Auf der Senderseite macht man im 
Prinzip das gleiche, aber gibt es als Messdaten nur einen Zeitstempel 
pro Ereignis.

Anfang und Ende der Aufzeichnung kann man dann mit "normalem" Funk 
übertragen, auch per Telefon oder notfalls per Brieftaube ;) Nach 
Feierabend wertet man beide Aufzeichnungen gemeinsam aus. GPS gestützte 
Uhren sollten nicht mehr als 10us Fehler erzeugen.

Ja, viele Stunden mit 1Ghz Abtastrate und 42 Kanälen will man nicht 
speichern, aber im Prinzip...

von Arthur D. (quasarius)


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Bauform B. schrieb:
> Man könnte die Messung rechtzeitig vor dem Ereignis starten und alles
> mit genauen Zeitstempeln aufzeichnen. Auf der Senderseite macht man im
> Prinzip das gleiche, aber gibt es als Messdaten nur einen Zeitstempel
> pro Ereignis.

Vielen dank für die an sich gute Idee. Leider funktioniert dies im 
gegebenen Fall nicht, da die entfernte Messung  im Augenblick des 
Ereignisses starten muss und einige ms dauert (bzw. die benötigte Dauer 
bis zur nächsten Messbereitschaft). Es wäre also bei einer 
"Dauermessung" reines Glück den richtigen Startzeitpunkt zu treffen.

Dies wäre in etwa so, als wenn man mit dem Auto auf der Autobahn fährt 
und versucht mit einer Kamera ein Foto von einer Brücke zu machen. Wobei 
die Kamera aber nur alle 10min automatisch ein Foto macht. (Hmm, der 
Vergleich hinkt ein wenig, aber ich hoffe ich konnte das Problem 
verdeutlichen). ;-)

von Michael B. (laberkopp)


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Arthur D. schrieb:
> Achso, sichere Übertragung bedeutet in meinem Fall, dass es nicht allzu
> kritisch wäre, wenn der ein oder andere Impuls durch Störungen verloren
> geht.

Und wie kritisch wären false Positives ?

Denn reines OOK ist ja schneller fehlerhaft als du gucken kannst.

Ich wurde auf eine Dauerübertragung setzen, damit der Empfänger sich auf 
die Frequenz locken kann und man eventuell die Empfangsqualität 
zurückübermittelt über eine andere Frequenz.

Und dann zum Ereignis nur Daten wechseln, z.B. per PSK.

1.5km ist aber an der Grenze handelsüblicher 2.4GHz Funksteuerungen.

Dass man den Moment wegen einer Störung verpasst, kann bei Funk aber 
immer vorkommen. Spread Spektrum bietet bei deinen Anforderungen wohl 
keinen Vorteil. Richtantennen vielleicht schon.

von Arthur D. (quasarius)


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Erstmal auch hier vielen Dank für die Guten Ideen, leider sehe ich auch 
hier noch kein Lösung.

Michael B. schrieb:
> Und wie kritisch wären false Positives ?
Wäre nicht weiter schlimm, ähnlich einem fehlendem Impuls (halt eine 
Messung die nichts gemessen hat).

> Denn reines OOK ist ja schneller fehlerhaft als du gucken kannst.
Daher auch mein Wunsch einer minimalen Codierung, wie am Anfang 
beschrieben. Nur kommen halt (soweit ich weiß) mit allen digitalen 
Übertragungsarten und Modulationen schnell Latenzen im ms Bereich dazu.

> Ich wurde auf eine Dauerübertragung setzen, [...]
Wenn mich mein Halbwissen nicht täuscht, sind auf den freien ISM-Bändern 
nur sehr begrenze Duty Cycle erlaubt, oder hat sich hier etwas 
verändert?

> 1.5km ist aber an der Grenze handelsüblicher 2.4GHz Funksteuerungen.
Daher dachte ich auch eher an die besagten 868MHz mit 500mW

> [...] Richtantennen vielleicht schon.
Da die Standorte gewechselt werden (mobiler Messeinsatz), wäre ein 
ständiges Ausrichten der Antennen sehr lästig.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Mir fällt eine OOK Stolperfalle ein:

Die Empfänger der OOK Module, zumindest mit denen ich vertraut bin 
(Linx), verwenden Bit Slice Kondensator gekoppelte Demodulatoren und 
benötigen normalerweise eine "Lern" oder Synchronisations Sequenz, damit 
sich der Bit Slice Datendetektor auf den Mittelwert der Datenimpulse 
einstellen kann, was einige Zeit benötigt. Deshalb wird da immer bei 
Sendeanfang eine Sync Sequenz gesendet, damit der RX "lernen" kann. Auch 
sind bei manchen Empfängern auch AGC Schaltungen die einige Zeit zur 
Funktion brauchen.

Ob man das heute anders macht, weiß ich nicht, weil ich mich schon lange 
damit nicht mehr beschäftigt habe. Bei OOK versucht man normalerweise 
die Datenpakete so zu gestalten, daß sich der DC Mittelwert so wenig wie 
möglich ändert, wobei Manchesterkodierung der Idealfall darstellen 
würde.

Jedenfalls rate ich Dir Dich mit diesen Aspekt und anderen Feinheiten 
der OOK Übertragung vertraut zu machen damit Du deren Stärken und 
Schwächen kennst.

Mein Ansatz für mich wäre, ein professionelles Datenfunkgerät wie z.B. 
ein FreeWave FH-Datenfunkgerät, das sicheren Funkverkehr gewährleistet 
und Deine Realtime Impulse in einem entsprechenden Kodierungsschema zu 
integrieren und verpacken.

Ich möchte Dein Konzept nicht "pooh-poohing", aber irgendwie finde ich 
die direkte Übertragung von Zeitkritischen Impulsen mittels OOK nicht 
als sehr zuverlässig an. Wenn schon, würde ich ein Datenzeitmuster 
übertragen, das andauernd gesendet wird und dann Deine Impulse darin zu 
"verpacken", so daß die Datenanforderungen von OOK Funkgeräten 
eingehalten werden.

VG,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Benedikt S. (benedikt_s)


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Kann man nicht kontinuierlich Messen und einfach pretrigger auslesen, 
dann kann der Trigger länger brauchen.

Um was für eine Messung geht's denn überhaupt?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die Nebenwellengröße ergibt sich aus der Rampenanstiegsgeschwindigkeit 
des Trägers. Eine PLL benötigt je nach Signalrauschabstand 20-100 
Schwingungen. Da bleibt bei 868MHz nicht mehr viel Luft! Zumal du 
mehrere Symbole zwecks Fehlererkennung übertragen willst. Benutzt man 
gar eine (tieferliegende) Zwischenfrequenz im Empfänger, wird diese zum 
limitierenden Faktor.

Mir fällt kein fertiges System dafür ein.

In manchen Frequenzbereichen darf man mit Ultrabreitbandimpulsen senden.

Ich würde mal nach Chips suchen, die eine Abstandserkennung ermöglichen. 
Vielleicht ist da was dabei.

Auf jeden Fall ergibt sich aus den Rahmenbedingungen eine knackige 
Sendeleistung.

von Arthur D. (quasarius)


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Auch hier wieder vielen Dank für die ausführliche Antwort. Ich hätte 
noch ein paar kleine Anmerkungen und Fragen:

Gerhard O. schrieb:
> Die Empfänger der OOK Module, zumindest mit denen ich vertraut bin
> (Linx), verwenden Bit Slice Kondensator [...] Synchronisations Sequenz,
> [...] bei manchen Empfängern auch AGC Schaltungen die einige Zeit zur
> Funktion brauchen.
Daher auch meine Frage nach geeigneten Funkmodulen. Bei dem erwähnten 
434MHz Modul (im einsteligen Euro Bereich, wie oft für Bastellein mit 
Arduinos & Co eingesetzt) wird scheinbar lediglich der Träger "weich" 
eingeschaltet, ansonsten geht raus was rein kommt.

> Jedenfalls rate ich Dir Dich mit diesen Aspekt und anderen Feinheiten
> der OOK Übertragung vertraut zu machen damit Du deren Stärken und
> Schwächen kennst.
Hast du hier evtl. weiterführende Links für mich? Hatte als größte 
Stärke eben die mögliche niedrige Latenz gesehen und die Hoffnung, der 
größten Schwäche, der Störempfindlichkeit, ein wenig mit einer minimalen 
Codierung entgegenwirken zu können.

> Mein Ansatz für mich wäre, ein professionelles Datenfunkgerät wie z.B.
> ein FreeWave FH-Datenfunkgerät, das sicheren Funkverkehr gewährleistet
> und Deine Realtime Impulse in einem entsprechenden Kodierungsschema zu
> integrieren und verpacken.
Hier sehe ich halt besagte Probleme mit den Latenzzeiten. Bisher konnte 
ich kein, auch noch so professionelles, Datenfunkmodem entdecken, 
welches weniger als ca. 3-5ms benötigt (also etwa das 30-50fache des 
maximal zulässigen für meinen Zweg). Hier geht es halt immer um 
einwandfreie Datenverbindungen. Die FreeWave Geräte welche ich mir eben 
ansah, verfügen über Ethernetanschlüsse, Verschlüsselung uvm.. Selbst 
wenn ich mir nicht noch mit zuzätzlicher, wertvoller Zeit für die 
Protokollwandlung erkaufen müsste, ein einzelnes Bit aus diesem 
Datenstrom zu "filtrieren", denke ich das die reine Latenzzeit des 
Modems an sich schon deutlich zu hoch ist (Abgesehen von dem Preis, der 
mehr als professionell ist ;-) und meinen Rahmen bei weitem sprengt).

> Ich möchte Dein Konzept nicht "pooh-poohing", aber irgendwie finde ich
> die direkte Übertragung von Zeitkritischen Impulsen mittels OOK nicht
> als sehr zuverlässig an.
Hier sah ich eben einfach keine andere Möglichkeit, eben weil sie so 
zeitkritisch sind. Wie gesagt, bin ich auf der Suche nach etwas, dass 
einen einzelnen Impuls/Bit mit einer Latenz zwischen 10 und 100us 
übertragen kann (im noch bezahlbaren (max. unterer 3stelligen) Bereich - 
hätte ich vielleicht dazuschreiben sollen). Die Latenz ist in diesem 
Fall von Ein- bis Ausgang des elektrischen TTL-Signals zu sehen.

> Wenn schon, würde ich ein Datenzeitmuster
> übertragen, das andauernd gesendet wird und dann Deine Impulse darin zu
> "verpacken"
Wie schon im letzten Beitrag gefragt... Ist ein dauerhaftes Senden (100 
Duty Cycle) in den freien ISM-Bändern erlaubt?

> so daß die Datenanforderungen von  eingehalten werden.
welche Datenanforderungen, von welchen OOK Funkgeräten meinst du hier 
genau ?

von Arthur D. (quasarius)


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Benedikt S. schrieb:
> Kann man nicht kontinuierlich Messen und einfach pretrigger auslesen,
> dann kann der Trigger länger brauchen.
Nein das geht leider nicht, da es vom Messgerät nicht unterstützt wird 
bzw. siehe Beitrag #6

von Arthur D. (quasarius)


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Abdul K. schrieb:
> Eine PLL benötigt je nach Signalrauschabstand 20-100
> Schwingungen. Da bleibt bei 868MHz nicht mehr viel Luft!
Nach meiner (wahrscheinlich falschen) Rechnung brauchen 100 Schwingungen 
bei 868MHz ca. 115ns. Falls korrekt, wo ist hier die Luft hin ?

> Benutzt man
> gar eine (tieferliegende) Zwischenfrequenz im Empfänger, wird diese zum
> limitierenden Faktor.
Hier fehlt mir leider das nötige Hintergrundwissen, für einen kleinen 
Link oder Anschubser wäre ich dankbar.

> In manchen Frequenzbereichen darf man mit Ultrabreitbandimpulsen senden.
Was wäre hierdurch der Vorteil?

> Ich würde mal nach Chips suchen, die eine Abstandserkennung ermöglichen.
Hier gilt das gleiche, wie bei meinen letzten beiden Aussagen.

> Auf jeden Fall ergibt sich aus den Rahmenbedingungen eine knackige
> Sendeleistung.
Welche Rahmenbedingung meinst du genau ? Hatte nur gelesen das bei 
868MHz und 500mW 6-8km möglich sein sollen, also nahm ich an, das 1,5km 
keine Unmöglichkeit sind.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Eine PLL zur Trägerkennung auf 900MHz??

Solche Modems brauchen so 10ms bis mehrere 100ms zum Aufwachen. Deine 
Vorgabe der extrem kurzen Erkennungszeit ist ein echter Exot.

Könnte man bestimmt hinkriegen, wenn man eine Zulassung nicht in 
Betracht zieht. Gegen bauen lassen spricht allerdings dein Budget. Oder 
brauchst du mehrere Geräte?


Anderer Weg: Wie wäre es denn mit der Erkennung eines Blitzlichtes? 
Xenon 100us, LED 10us.

von Helmut -. (dc3yc)


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Arthur D. schrieb:
> Welche Rahmenbedingung meinst du genau ? Hatte nur gelesen das bei
> 868MHz und 500mW 6-8km möglich sein sollen, also nahm ich an, das 1,5km
> keine Unmöglichkeit sind.

Denke dran, dass du nicht allein auf der Welt bist! 1.5km auf 868MHz ist 
schon recht sportlich! Und wwenn es in "Echtzeit" sein soll, noch mehr. 
Optische Übertragung könnte ich mir noch vorstellen, aber du willst ja 
nicht ausrichten müssen. Dann nimm am Besten Kabel!

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo,

Hier ist ein eine Übersicht über die Linx OPK Funkmodule. Die Firme 
wurde von TE übernommen und Dokumente sind schwieriger zu finden, 
allerdings noch über Nachfrage erhältlich:

https://www.te.com/usa-en/products/brands/linx-technologies/linx-modules-remotes/linx-rf-modules.html

Mit denen machte ich früher ein paar Sachen.

Wenn es wirklich mit OOK/ASK gehen muß, dann schlage ich vor eine 
regelmässige Bitfolge auszusenden, wo Deine Zeitimpulse kodiert 
reinpassen. Dann sind die Latenzen so klein wie möglich. Der Jitter 
hängt dann von der Bitrate ab. Vielleicht ist das für Dich tragbar.

Für 1.5km Distanz brauchst Du gute Richtantennen (Yagi).

Erschwerend kommt aber zu, daß solche Module von der Linzenzbehörde her 
nicht im Dauerbetrieb ohne Pausen in Betrieb sein dürfen. Der 
Einsatzzweck dieser OOK Module ist hauptsächlich im intermittierenden 
Betrieb, wie z.B Fernsteuerungen, Sensoren und so wo sehr unregelmässig 
und mit großen Pausen die Datenpakete versandt werden.

Wenn es Deine Anwendung überhaupt erlaubt würde ich eher ein Konzept 
ausdenken wollen, daß Deine Impulsfolgen protokolliert, mit GPS 
timestamp versieht und dann im Rahmen eines Protokolls überträgt. Dann 
kannst Du anhand der Paketdaten die tatsächlichen Impulsfolgen 
rekonstruieren. Also eine Art Zeit-Kompression.

Als Funkgeräte würde ich zugelassene Datenfunkgeräte in der Art von 
Freewave als Beispiel verwenden (Es gibt billigere) vielleicht sich die 
billigen Funkmodule wie anschauen wie sie von Sparkfun, Adafruit 
verscherbelt werden. Kann Dir da keine Modelle nennen, weil ich schon 
jahrelang nichts mehr mit Datenfunk mache.

Die Freewaves oder ähnliche Radios dieser Art sind absolut zuverlässig 
und funktionieren mit Richtantennen über sehr große Entfernungen, gute 
Sichtverbindung vorausgesetzt. Wir konnten damit früher von hügligen 
Terrain über 100km  überbrücken.

Wie gesagt ich würde den Realtime Aspekt durch GPS Zeit Protokoll und 
Kompression lösen, so daß die Funklatenz ausgeklammert wird und die 
Zeitabhängigkeiten durch SW am Empfängerende rekonstruieren.

Solange die Impulsfolgen von Dir nicht zu rasch erfolgen, dürfte das 
funktionieren.

OOK funktioniert in der Regel nicht mit zufälligen Impulsfolgen. Die 
sind dafür gedacht fixe Datenpakete zu verarbeiten und benötigen eine 
Anfangssynchronisations-Sequenz. Durch die Mitverwendung der Frequenz 
durch viele andere Teilnehmer sind Dauersendungen ohnehin nicht 
statthaft. Ich rate Dir die einschlägige Lizenzliteratur/Appnotes 
durchzugehen.

Mit dem billigen, einfachen Zeugs wirst Du nicht glücklich werden können 
und auch die lizenztechnische Einhaltung ist vielleicht schwer zu 
erfüllen, wenn Du sie einzuhalten beabsichtigst.

Wie gesagt, für mich ist das alles große Vergangenheit und ich habe mich 
nicht auf den Laufenden gehalten, was neue Möglichkeiten betrifft.

Gerhard

von Arthur D. (quasarius)


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Helmut -. schrieb:
> Arthur D. schrieb:
>> Welche Rahmenbedingung meinst du genau ? Hatte nur gelesen das bei
>> 868MHz und 500mW 6-8km möglich sein sollen, also nahm ich an, das 1,5km
>> keine Unmöglichkeit sind.
>
> Denke dran, dass du nicht allein auf der Welt bist! 1.5km auf 868MHz ist
> schon recht sportlich! Und wwenn es in "Echtzeit" sein soll, noch mehr.
> Optische Übertragung könnte ich mir noch vorstellen, aber du willst ja
> nicht ausrichten müssen. Dann nimm am Besten Kabel!
Das ich nicht alleine auf der Welt bin, ist mir schon bewußt, daher 
kommt ein nicht zugelassener Selbstbau (wie von dir erwähnt) auch nicht 
in Frage. Die erwähnten 868MHz Module mit 500mW bei 250KHz Bandbreite 
sind meines Wissens nach allerdings zugelassen und sollten mit der 
Entfernung bei geringer Sichtbehinderung (Büsche etc., vielleicht mal 
ein Baum) doch kompatibel sein. Optische Übertragung kommt aus zuvor 
genannten Grund nicht in Frage (ansonsten ein interessantes Experiment 
;-) ). 1,5km Kabel für eine ortsveränderliche, mobile Messung (wie 
bereits erwähnt) stelle ich mir dagegen nicht so prickelnd vor. Es sei 
denn man möchte jemandem eine Strafarbeit auferlegen :-D

Was das PLL Thema angeht, da haben wir offenbar durch mein Unwissen und 
dein nicht ganz vollständiges Lesen meines eigentlichen Beitrags 
offenbar aneinander vorbei geschrieben.

Bei einigen Funkmodulen kann man meines Wissens nach das 
"Aufwachen"(bzw. das "Einschlafen"), welches du erwähntest, durch 
entsprechend gesetzte Konfiguration-Flags vermeiden.

von DSGV-Violator (Gast)


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Arthur D. schrieb:
> Gemeint ist hier das On-Off Keying, also das ein-/ausschalten des
> Trägers, um eine binäre 1 bzw. 0 zu übertragen.

Also nach ITU A1A ?!

 * https://www.iarums-r2.org/emisscode.html
 * https://de.wikipedia.org/wiki/Modulationsart

Also wer mal ne offizielle Funkprüfung gemacht hat, ist klar im Vorteil.

von Arthur D. (quasarius)


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DSGV-Violator schrieb:
> Also nach ITU A1A ?!
> Also wer mal ne offizielle Funkprüfung gemacht hat, ist klar im Vorteil.

Genau, dann mach deinen Vorteil doch zu meinem.

von Arthur D. (quasarius)


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Hallo Gerhard,

nochmal vielen Dank für deine ausführliche Antwort, wirklich schön zu 
sehen wieviel Mühe sich einige Leute hier geben! Wie an meinen 
bisherigen Beiträgen sicher zu erkennen ist, ist mein Wissen was 
HF-Technik bzw. Funk angeht bestenfalls Grundlagenwissen, daher hoffe 
ich weiterhin keiner fühlt sich auf den Schlips getreten, wenn ich das 
Problem (noch) etwas naiv betrachte.

(ich habe deine Antwort etwas zerrückt, sorry, aber so war es einfacher 
zu antworten)

Gerhard O. schrieb:
> Hier ist ein eine Übersicht über die Linx OPK Funkmodule.
Danke für den Link, arbeite mich gerade durch die vielen Module

> Wenn es Deine Anwendung überhaupt erlaubt würde ich eher ein Konzept
> ausdenken wollen, daß Deine Impulsfolgen protokolliert, mit GPS
> timestamp versieht [...] so daß die Funklatenz ausgeklammert wird und die
> Zeitabhängigkeiten durch SW am Empfängerende rekonstruieren.
Das funktioniert leider für die Messung nicht, wie ein paar Beiträge 
zurück bereits diskutiert. Der unmittelbare Start der Messung spielt 
eine entscheidenen Rolle.

> Wenn es wirklich mit OOK/ASK gehen muß [...] ,
> Erschwerend kommt aber zu, daß solche Module von der Linzenzbehörde her
> nicht im Dauerbetrieb ohne Pausen in Betrieb sein dürfen
Um hier nochmal etwas ins Detail zu gehen. Die Messungen werden 
vorraussichtlich alle 30-60sek ausgelöst. Wäre es nicht möglich ein sehr 
kurzes "Datenpaket" von wenigen Bits zu senden, welches deutlich unter 
100us benötigt, um die gröbsten Falschauslösungen/Störungen zu umgehen? 
Mit einer entsprechenden Logik vor dem Sender und hinter dem Empfänger 
wäre es auch kein Hexenwerk, die einzelnen, zeitlichen Längen dieser 
übertragenden Bits/Impulse auszuwerten (ähnlich einem Morsecode), um so 
zusätzliche Störungssicherheit zu schaffen. Zumindest hätte man so keine 
Probleme mit einem Dauerbetrieb (der Duty Cycle wäre extrem gering).

> Für 1.5km Distanz brauchst Du gute Richtantennen (Yagi).
Wie gesagt bin ich was Funktechnik angeht sehr unerfahren, daher die 
nochmalige Frage. Wäre dies bei 1,5km und 500mW bei 868MHz wirklich 
nötig? Da die Hersteller ihre entsprechenden Module mit 6km und mehr 
anpreisen, dachte ich ein vernünftiger Rundstrahler hätte es auch getan?

> OOK funktioniert in der Regel nicht mit zufälligen Impulsfolgen. Die
> sind dafür gedacht fixe Datenpakete zu verarbeiten und benötigen eine
> Anfangssynchronisations-Sequenz.
Ich kannte bisher leider nur sehr einfache Module ohne 
Anfangssynchronisations-Sequenz. Da kommt aus dem Empfänger einfach ein 
HIGH raus, wenn in den Sender eins reingeht. Scheinbar ist dies eher die 
Ausnahme, wenn ich das korrekt verstehe?

> Mit dem billigen, einfachen Zeugs wirst Du nicht glücklich werden können
> und auch die lizenztechnische Einhaltung ist vielleicht schwer zu
> erfüllen, wenn Du sie einzuhalten beabsichtigst.
Das beabsichtige ich definitiv. Aber ein kleines Stück Hoffnung ist 
immer noch geblieben, dass es doch möglich ist. Das das billigste Zeug 
höchstwahrscheinlich nicht funktioniert, dessen bin ich mir bewußt. Nur 
leider scheint alles bessere Zeugs die Problem der Übertragungslatenz 
nicht bewältigen zu können (Anfangssynchronisations-Sequenz, 
Fehlerkorrekturverfahren, Rechen-/Umwandlungszeiten, Verschlüsselung 
usw. usw.)

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Arthur,

Ich glaube ganz hoffnungslos ist Dein Vorhaben mit OOK/ASK nicht, wenn 
Du bereit wärst gewisse Feinheiten der OOK Übertragung zu 
berücksichtigen bzw. einzuarbeiten.

Wie gesagt, viele OOK Anwendungen wurden ursprünglich für zufällige 
Fernsteuerungen, Sensor Sendung und ähnliches vorgesehen, die nicht ein 
regelmässiges Wiederholmuster aufweisen. In Deiner Anwendung scheint das 
ähnlich zu sein.

Die Besonderheit bei der OOK Technik ist, daß die verwendete HW in der 
Regel sehr einfach und billig sein muß. Deshalb hat man sich aus HF 
Technischen Gründen dazu entschieden, alle Signale intern im Empfänger 
kapazitiv zu koppeln wo es notwendig ist. Auch etwaige AGC Schaltungen 
brauchen eine Zeit um sich einzupendeln und sind oft ein Teil des 
Demodulators. Kurz und gut, es genügt nicht, einfach drn Träger 
einzuschsltfn und am RX abzunehmen. Bei starken Signalen mag das teils 
funktionieren. Bei schwachen Signalen ist das vollkommen anders.

Viele OOK Empfänger Module produzieren ohne ausreichend starkes 
Antennensigbsl nur eine zufällige Rauschfolge an Nullen und Einsen. Das 
schließt schon mal eine einfache Auswertung aus.

Das OOK Konzept funktioniert deshalb, richtig ausgeführt, wenn dem 
Empfänger Gelegenheit gegenen wird, sich auf das empfangene Sendesighal 
einzupendeln. Um sicherzustellen, daß dies geschieht wird am Anfang für 
einige 5-12 Datenbit Einheiten ein Synchronisations Muster gesendet, was 
im einfachsten Fall eine Folge von 0 und 1 sein kann. Das hängt vom 
Hersteller ab, was der im Einzelnen vorschreibt. Dieses 
Synchronisationsmuster kalibriert die Verstärkungsstufen auf das gerade 
empfangene Sendesignsl und Datendemodulator um nun den Unterschied 
zwischen Sendesignal=An und Sendesignal=Aus zuverlässig unterscheiden zu 
können. Da nun die meisten Anwendungen nur ein fixes Datenpaket 
zwischen, sagen wir, 20-64+ bits aussendet, funktioniert das sehr 
zuverlässig und die Daten kommen in der Regel unversehrt am Datenausgang 
heraus. In realen Anwendungen fügt man auch noch Fehler Korrektur Bits 
hinzu und arbeitet mit Checksummen um Datenfehler beider Übertragung 
suszuschliessen. Normale Hardware USARTS sind für solche Anwendungen 
nicht geeignet. Normalerweise nimmt man SW Modem Algorithmen, die Timing 
der Bitfolgen auswerten.

Die Nullen und Einsen der eigentlichen Daten werden in der Regel als 
Zeitunterschiede kodiert. Man trilt z.B. ein Bit in drei Teilen und 
verschiebt den Anfang und das Ende. Nimm mal an, Du sendest mit einer 
Baudrate von 1kb/s. Dann ist jedes Teil in drei 333us Teile eingeteilt.
Eine Logik Eins könnte dann als 110 und eine Logik Null als 011 gesendet 
werden. Man macht das deswegen um die mittler Gleichspannung der 
Datenfolge nicht zu sehr aus dem Gleichgewicht zubringen, weil zugroße 
Variationen das DC Gleichgewicht stören würde. Das SW Modem sampelt den 
Datenausgang z.B zehn mal schneller als die eigentliche Bitfolgen und 
wertet nun das Gewicht dueser Bitfolgen. Durch dieses Oversampeln werden 
kurzzeitige Fehlerbursts ausgewichtet. Nimm mal an, das Samplen eines 
Datenbits an produziert innerhalb dieser Symbolperiode 
00000000011111101001111111000000000, dann werden alle Einsen oder Nullen 
zusammengezählt und gewichtet ob sie einen bestimmten Mindestwert 
erfüllen. In diesen Beispiel fallen 4 Einsrn aus, die Summe ist aber 
insgesamt gesehen immer noch größerals der programmierte 
Kriterium-Schwellwert. Dueser Algorithmus gibt dann die eigentlichen 
gesendeten Daten so gut es möglich aus.

Diese OOK Radios funktionieren nur in einen begrenzten Baudraten Bereich 
und habe eine untere und obere Grenze. In normalen Anwendungen sind 
1-10kb gebräuchlich.

Nun, zu Dir. Wenn Du also Deinen Impuls senden möchtest, könnte das mit 
einer bekannten Verzögerung funktionieren, aber kurzzeiige Zeit 
Messungen währen so einfach nicht direkt möglich. Es wäre besser, diesen 
Teil durch eine ortsansässige Elektronik auswerten zu lassen und dann 
über Funk nur die relevante Information dazu.

So wie ich Deine Anwendung verstehe, ist also eine direkte 
Zeit-Auswertung Deines Impulses mit OOK nicht gut möglich. Da hilft 
nichts.

Ich würde Dir raten, besorg Dir ein Funkpaar und experimentiere damit, 
damit Du begreifst worauf es ankommt.

Es wäre durchaus möglich, Deinen Impuls so in ein normgerechtes OOK 
Datenpaket einzubinden, daß Du den aktuellen Anfang des Impulse plus 
fixe Verzögerung am Empfängerausgang auswerten kannst. Es wären einige 
Möglichkeitfn denkbar, solange sich das in Dein Vorhaben anpassen ließe. 
Virlleicht kannstDu die zu messenden Signale an Ort und Stelle mit einem 
uC oder Meßgerät auswerten und transferierst nur die Meßresultate.

Ich hoffe, es ist Dir jetzt klar, daß Dein OOK Vorhaben nicht wie eine 
einfache Daten Übertragung in einer Leitung funktionieren kann. Du mußt 
also auf die Arbeitsweise und Besonderkeiten des OOK System die nötige 
Rücksicht nehmen.

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von DSGV-Violator (Gast)


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Arthur D. schrieb:

>> [...] Richtantennen vielleicht schon.
> Da die Standorte gewechselt werden (mobiler Messeinsatz), wäre ein
> ständiges Ausrichten der Antennen sehr lästig.
Naja, wem das Ausrichten einer Antenne lästig erscheint, sollte sich 
erstgarnicht mit Funktechnik befassen.

Da Du so hohen Wert auf konstante Laufzeiten legst, musst du ohnehin 
Mehrwegeausbreitung (SIMO) verhindern.
https://de.wikipedia.org/wiki/Mehrwegempfang
Die Basisstation wird wohl einen Rundstrahler brauchen, aber bei den 
einzelnene Portablestationen muss es schon eine mit geringem 
Öffnungswinkel sein.

Wobei "gering" bei einer 10-Elemente Yagi immer noch ca. 50° sind, also 
ein halber rechter Winkel. Und in dem Bereich ist eine Ausrichtung und 
Fixierung ein Kinderspiel.

Vielleicht hilft die Beschäftigung mit der Technik von VFO 
(Drehfunkfeuer): https://de.wikipedia.org/wiki/Drehfunkfeuer .

> Sehr wichtig ist in jedem Fall eine
> möglichst feste, bekannte und gleichbleibende Übertragungszeit bei jeder
> Impulsübertragung.

Das "möglichst feste" ist als Spezifikation unbrauchbar, das muss als 
Intervall definiert sein bevor man mit den Überlegungen für einen 
"proof-of-concept" geht. Also in etwa: Ein am Sender initiertes 
konstant-periodisches Signal wird am Empfänger mit einem jitter geringer 
als 5µs detektiert.
https://de.wikipedia.org/wiki/Jitter

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Eine wichtige Einschränkung ist immer, das du nicht allein bist auf den 
Funkbändern. Gerade weil 433Mhz langsam voll wird, weichen die Leute auf 
868MHz aus.
Dazu gehört also, das eine Übertragung immer mal gestört werden kann, 
wenn 2 Sender gleichzeitig senden und das du eine eindeutige Kennung 
senden musst, um zu wissen, das du deinen Sender hörst und nicht 
irgendeinen anderen.

Das kostet Zeit und ist eben innerhalb deiner paar dutzend µs so gut wie 
nicht möglich, da, wie Gerhard schon sagt, die ganze Kette einpegelt und 
die Übeertragung des Telegramms selber auch Zeit kostet.

von DSGV-Violator (Gast)


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Gerhard O. schrieb:

> Auch etwaige AGC Schaltungen
> brauchen eine Zeit um sich einzupendeln und sind oft ein Teil des
> Demodulators. Kurz und gut, es genügt nicht, einfach drn Träger
> einzuschsltfn und am RX abzunehmen.

Bei "Pendelschaltungen" mag es sinnvoll sein, das Triggerprinzip 
technisch anders zu implementieren.

Abstrahiert gesehen, willst du ein Trigger-EREIGNISS übertragen. Das 
muss jetzt kein Trigger-PULS sein. Man könnte auch den Sender in den 
Bakenbetrieb bringen (die Bake schaltet den Träger nach bspw. 1 µs Pause 
für eine µs wieder an -> Blink-bake) und das längere Verlöschen der Bake 
wird als Trigger-event interpretiert.
Als "Verlöschen" kann man ein Pause länger als 2 µs interpretieren.

Dann hat die Pendelschaltung genug zum Hochkommen und der 
Systemarchitekt genug Determiniertheit in den Abläufen um garantierte 
minimale Response Zeiten auszurechnen.

> Eine wichtige Einschränkung ist immer, das du nicht allein bist auf den
> Funkbändern.

Das spricht dann wieder gegen Bake...

von Joe L. (joelisa)


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Arthur D. schrieb:
> Bauform B. schrieb:
>> Man könnte die Messung rechtzeitig vor dem Ereignis starten und alles
>> mit genauen Zeitstempeln aufzeichnen. Auf der Senderseite macht man im
>> Prinzip das gleiche, aber gibt es als Messdaten nur einen Zeitstempel
>> pro Ereignis.
>
> Vielen dank für die an sich gute Idee. Leider funktioniert dies im
> gegebenen Fall nicht, da die entfernte Messung  im Augenblick des
> Ereignisses starten muss und einige ms dauert (bzw. die benötigte Dauer
> bis zur nächsten Messbereitschaft). Es wäre also bei einer
> "Dauermessung" reines Glück den richtigen Startzeitpunkt zu treffen.

Im Fall, dass die Sendeseite Einfluss auf das "Ereignis" nehmen kann, 
wäre folgender Ablauf denkbar:

1/. Sendeseite tastet den Träger hoch, Empfänger stellt seine AGC ein.

2/. Nach z.B. 10ms löst die Sendeseite das "Ereignis" aus und sendet ein 
"Triggersignal" (irgend einen eindeutige Kennung).

3/. Empfänger startet mit Empfang des "Triggersignals" die Aufzeichnung.

Erweiterung zu 2/. Um etwas Vorgeschichte mit aufzuzeichnen, schickt die 
Sendeseite erst das das "Triggersignal" und verzögert das "Ereignis" um 
eine zu definierende Zeit.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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DSGV-Violator schrieb:
> (die Bake schaltet den Träger nach bspw. 1 µs Pause
> für eine µs wieder an -> Blink-bake)

Die Übertragung von 1µs Impulsen erfordert eine Übertragungsbandbreite 
von 1Mhz. Das klappt so nicht.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Ich lach mir ja einen Ast. Hat sich niemand von den ganzen 
Spezialfunkspezialisten die Mühe gemacht die Basisdaten nachzurechnen?

1,5km Funkstrecke? Das ist grob eine Laufzeit von 5 µs. Bei den im 
Idealfall gewünschten 10 µs bleiben also gerade mal 5µs für den ganzen 
Rest übrig.

Na Mahlzeit.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

Der Hannes hat absolut recht. Mit den gängigen OOK FG geht das nicht 
wirklich unter diesen Randbedingungen.

Es wäre also besser, mehr über das Vorhaben zu wissen, um vielleicht das 
gesuchte Ergebnis über einen Umweg zu bekommen. Wenn es um 
Impulszeitenmessungen, Intervalle geht, könnte man das an Ort und Stelle 
wie gewünscht, messen und danach jeweils die Ergebnisse im Nachhinein 
gemütlich als Meßprotokoll zusenden. Jedenfalls wäre das eine Überlegung 
wert.

Meine ausführliche Beschreibung einer gängigen Methode der OOK 
Wirkungsweise zielten nur dahingehend, aufzuzeigen, daß es so nicht wie 
gefragt wirklich funktionieren wird.

Nicht alle OOK Module haben übrigens Pendler. Es gibt etliche als 
Superhet mit hoher und Null ZF und gewissen Spezialisierungen.

Jedenfalls ist es Zeit, alles von Vorne bis hinten wieder durchzudenken 
um Anwendungs-Alternativmöglichkeiten zu evaluieren und vergleichen zu 
können.

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von DSGV-Violator (Gast)


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Hannes J. schrieb:
> Ich lach mir ja einen Ast.

> 1,5km Funkstrecke? Das ist grob eine Laufzeit von 5 µs. Bei den im
> Idealfall gewünschten 10 µs bleiben also gerade mal 5µs für den ganzen
> Rest übrig.


Gewünscht wird aber irgendwas zwischen 10µs und 100µs, also hat man mit 
5µs RF-Laufzeit noch gehörig Toleranz im spezifizierten Bereich zu 
landen.

Und später wird weiter spezifiziert, das der genaue Wert nicht so 
wichtig ist, dieser muss aber bekannt und möglichst konstant sein.  Also 
legt man das Ganze statt auf 10 µs ... 30 µs  lieber gleich auf  90 ± 5 
µs o.ä. aus.

Seine bisherige Realisierung schafft ja auch schon 80 (-2 ... +15) µs 
Gesamt-Laufzeit.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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DSGV-Violator schrieb:
> Seine bisherige Realisierung schafft ja auch schon 80 (-2 ... +15) µs
> Gesamt-Laufzeit.

Aber vermutlich unter Laborbedingungen mit wenig Abstand??


Anderer Ansatz:
Soweit ich mich erinnere, gibt es GPS-Empfänger die einen Synchronimpuls 
zu irgendeiner GPS-Systemzeit ausgeben. Vielleicht kommst du damit 
weiter. Also das was Interferometer benutzen. Ich glaube im 
Sekundenabstand.
Die allermeisten Module bringen aber nur eine Referenzfrequenz ohne 
absolute Phase!

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Arthur D. schrieb:
> Da es hier den Rahmen sprengen würde und auch nichts mit dem
> Teilproblem an sich zu tun hat, spare ich mir die Beschreibung des
> eigentlichen Projekts.

Hier sprengt es den Rahmen, und dort sprengst du dann den Dorfteich?

Wieder einmal die typische Fragestellung in diesem Forum:
Ich habe verstanden, wie OOK funktioniert, und damit muss mein Projekt 
gelingen, weil ich nix anders kenne.
Nun macht euch gefälligst mal Gedanken, wie das geht!!!

von Arthur D. (quasarius)


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Ich komme erst jetzt wieder zum Antworten und möchte mich an dieser 
Stelle erst einmal herzlich bei allen für Ihre vielen Ratschläge und 
Ideen bedanken.

Leider war auch nicht so schönes dabei, wie besonders der vorherige 
Beitrag. Obwohl die Gefahr besteht, solche Beitragsersteller auch noch 
anzufüttern, sehe ich mich leider zu einer kurzen Richtigstellung 
genötigt. Nur weil ich keine genauen Angaben zu dem kompletten Projekt 
mache, bzw. machen möchte oder KANN, kann es nicht sein, mir gleich 
Vorhaben, wie das Sprengen von was auch immer zu unterstellen. Weder aus 
Spaß und auch nicht versteckt hinter einem Fragezeichen. Das geht m.M. 
nach einfach zu weit. Auch habe ich nicht behauptet etwas verstanden zu 
haben, nix anderes zu kennen und schon gar nicht habe ich etwas 
verlangt.

Nun aber wieder zu dem eigentlichen Thema.
Tatsächlich musste ich mir bei dem Beitrag von Hannes J. bezüglich der 
Laufzeit auch in den eigenen Bart Schmunzeln, da ich derlei Überlegungen 
völlig übersehen hatte. Danke für den Hinweis, dass, auch wenn Star-Trek 
einem das Gegenteil weismachen will, es zumindest gewisse physikalische 
Beschränkungen gibt 😉.

Leider habe ich nur noch wenig Hoffnungen, den Trigger-Impuls in der von 
mir gewünschten max. Zeit von 100us übertragen zu können. Dafür wurde 
ich hier mit zu vielen guten Beiträgen und Erklärungen zu gut geerdet. 
Daher würde ich gerne meine Frage ein wenig umgestalten.

Meine anfängliche Frage, ob es fertige/kommerzielle Funkmodulen mit der 
gewünschten Geschwindigkeit/Latenz gibt, würde ich gerne einmal 
andersherum stellen und Fragen: „Welche Latenzen den mit fertigen 
Funkmodulen, welche nicht im vierstelligen Bereich liegen und freie 
Frequenzbänder benutzen, praktisch überhaupt möglich wären?“

Ich möchte hier niemandem das Gefühlt geben, die bisherige Diskussion 
sei umsonst gewesen. Ich für meinen Teil habe jetzt schon viel 
Interessantes erfahren und noch mehr auf meiner ToDo Liste zum 
Durcharbeiten. Hierfür kann ich mich nur nochmals bedanken.

Da es einige Kommentare zu den Randbedingungen gab, bzw. dass diese zu 
unpräzise/unvollständig wären, hier noch einmal eine (hoffentlich 
bessere) Zusammenfassung:

- Reichweite 1,5km
- freie Frequenzbänder (falls Randbedingungen nur Lizensiert möglich, 
auch gerne vorschlagen)
- Einhaltung aller technischer Anforderungen im entsprechenden Band muss 
sichergestellt sein(Bandbreite, Duty Cycle, max. Sendeleistung etc.)
- nach Möglichkeit keine Richtantennen nötig
- es besteht unter Umständen keine direkte Sichtverbindung (vereinzelte 
Pflanzen)
- Übertragung eines Trigger-Signals (TTL-Pegel am Ein- und Ausgang)
- fertige, käufliche Funkmodule im Bereich von bis ca. EUR/St 300
(selbstbau eines µC- oder Logik-Bausteins zum „Verpacken“ des 
Trigger-Signals in ein, für das jeweilige Funkmodul, passendes Format 
wäre vorstellbar)
- gleichbleibende Übertragungszeiten (der Jitter sollte hier, ja nach 
Übertragungszeit 10% oder weniger betragen) – hier sehe ich besonders 
Probleme mit sämtlichen bidirektional, fehlerkorrigierenden 
Übertragungsverfahren.
- Gelegentliche(z.B. 1/min) durch Störungen verlorene Signal bzw. false 
positive spielen keine Rolle
- Verfahren wie pretrigger, Dauermessungen, 
Zeitstempelaufzeichnungen/-Übertragungen und nachträgliche 
Messdatenzusammenführungen kommen nicht in Frage.

So, ich hoffe ich habe nichts übersehen, ansonsten bitte nochmal 
nachfragen. Wie gesagt wäre meine Frage: „Welche Latenzen mit fertigen 
Funkmodulen bei genannten Randbedingungen praktisch überhaupt möglich 
wären?“

von DSGV-Violator (Gast)


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> So, ich hoffe ich habe nichts übersehen, ansonsten bitte nochmal
> nachfragen. Wie gesagt wäre meine Frage: „Welche Latenzen mit fertigen
> Funkmodulen bei genannten Randbedingungen praktisch überhaupt möglich
> wären?“

Und warum beantwortest Du diese Frage durch Eigenrecherche nicht selbst?
Zu bequem?

Also eine kurze Recherche erbringt übliche Latenzen etwa im 
einstelligenen Milisekundenbereich, weitverbreitestes beispiel ist 
Blitzlichtsteuerung im Bereich der Fotografie. Da ist man mit Latenzen 
zufrieden die Verschlusszeiten von 1/250 erlauben. Bei RC-Modellen hat 
es einen Bestwert von 8 ms, wobei allerdings der gemesse 
Signal-/Ereigis-Weg nicht derselbe wie in ander angerissenen Anordnung 
(zentrale remote ereignisauslösung über ca. 1,5 km Freiland) sein 
dürfte. Obwohl Datenübertragung könnte man sich vielleicht was vom FLARM 
abschauen, das ist ein Kollisionswarner für die Nichtkommerzielle 
Luftfahrt. https://www.flarm.com/de/produkte/

Die Frage nach der Fernauslösung ist IMHO besser einem Automatisieung-/ 
oder Messtechniker gestellt. Dazu fällt spontan ein: "Sick AG", "Baumer 
Group", "National Instruments", Physikalisch technisches Prüfanstant 
(PTB), spezialisiertes Ingenieurbüro, ....

Der Ansatz "Fertiges RF-DatenÜbertragungsmodul im Netzwerk" erscheint 
mir als "von hinten durch die Brust ins Auge", weil man ja eigentlich 
keine Daten übertragen will, sondermn lediglich ein Ereignis 
signalisieren.
Also übertrieben geschrieben, versucht man hier eine simple 
Lichtschranke durch ein TV-Broadcast mit Bilderkennung zu ersetzen.
Das kann nur träge sein. Schau mal Lidar oder ander TOF-basierenden 
Entfernungsmessungen, da nimmt man einen Laserpuls und kann auf 
Nanosekunden genau messen:

* https://de.wikipedia.org/wiki/Lunar_Laser_Ranging
* 
https://www.all-electronics.de/elektronik-entwicklung/time-of-flight-systeme-was-es-zu-beachten-gibt-113.html

Es ist halt hinsichtlich Latenz ein grosser Unterschied, ob man 
Datenpakete auswerten muß oder lediglich ein Ereigniss schnell 
signalisiert. Das kann man auch gut an den verschiedenen 
USB-Transfermodi sehen, da gibts welche für Interrupt mit definierten 
response-zeiten und paketorientierte Datenmassen (bulk) übertragungenen 
mit sehr hohen jitter.

https://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/hsn/chm/usb.chm/usb4.htm

Also das Schnellste (hinsichtlich Latenz und Entwicklungszeit) wäre ein 
kleiner Sender der einfach nur einen Burst rausschickt, vielleicht über 
einen Antennenausgangmultiplexer zwischen Antenne und dummy-load. 
Allerdings brauch es eben dazu etwas Schaltungs-Technik und -aufbau 
Erfahrung, mit Programmiererfahrung allein kommt man da Null weit.

https://patents.google.com/patent/EP3818667A1/en
https://elib.dlr.de/133064/1/08920312.pdf
https://arxiv.org/pdf/2107.03484.pdf

von John B. (craftsman)


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Arthur D. schrieb:
> - Verfahren wie pretrigger, Dauermessungen,
> Zeitstempelaufzeichnungen/-Übertragungen und nachträgliche
> Messdatenzusammenführungen kommen nicht in Frage.

Deine Beschreibung der Aufgabenstellung ist sehr unvollständig.

Möglicherweise hast du eine Reihe von Vorentscheidungen getroffen, die 
unnötig sind und dir jetzt den Blick auf mögliche Lösungen verstellen.

Für mich ist nicht nachvollziehbar, warum das fernausgelöste Ereignis 
nicht zu einem sehr kurz vorher mitgeteilten absoluten Zeitpunkt 
gestartet werden kann. Dann fällt die Latenz der Befehlsübertragung 
nicht ins Gewicht und die Messungen, die das Ereignis bzw dessen 
Auswirkungen beobachten sollen, können synchron Starten.

von Axel R. (axlr)


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ScharfschützenSchießstand oder BodenleitwertMessungen? Was soll das 
werden?
Wenn bei zwei Messungen die gleiche Latenz auftritt, ist es dann nicht 
egal, wie hoch diese ist?
Naja - ich lese nur mit. Wenn man nichts zum Prjekt öffentlich sagen 
KANN, muss man mit den Leuten reden, die intern mit dem Projekt betraut 
sind. Wenn diese es nicht wissen, sind es schlicht die falschen... Du 
wirst ja da nicht allein dran sitzen?

von Rainer W. (rawi)


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Abdul K. schrieb:
> Anderer Ansatz:
> Soweit ich mich erinnere, gibt es GPS-Empfänger die einen Synchronimpuls
> zu irgendeiner GPS-Systemzeit ausgeben.

Genau genommen gibt es GPS-Empfänger, die genau jede Sekunde einen 
Impuls zur vollen Sekundär der GPS-Zeit ausgeben. "1PPS" wäre das 
Stichwort.

von Rainer W. (rawi)


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Arthur D. schrieb:
> Verfahren wie pretrigger, Dauermessungen,
> Zeitstempelaufzeichnungen/-Übertragungen und nachträgliche
> Messdatenzusammenführungen kommen nicht in Frage.

Entweder hast du nicht verstanden, wie das funktioniert, oder du 
verschweigst noch irgendwelche Randbedingungen bzw. klebst an deinem 
ungeeigneten Lösungsansatz.

von Purzel H. (hacky)


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Bei erhoehten Anforderungen an das Timing wuerde man Kabel oder 
Lichtleiter verwenden. Es gibt Standard RS485 Treiber, welche 3MBit bei 
500m machen. Allenfalls wuerde man ADSL/VDSL Treiber verwenden. Ein 
Jitter kleiner 100ns sollte moeglich sein. Auf Twisted pair oder Koax 
eine Menge weniger.

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Purzel H. schrieb:
> Bei erhoehten Anforderungen an das Timing wuerde man Kabel oder
> Lichtleiter verwenden.

Das geht aber noch langsamer als eine optische oder Funkübertragung 
durch die Luft.

von John B. (craftsman)


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Axel R. schrieb:
> Wenn bei zwei Messungen die gleiche Latenz auftritt, ist es dann nicht
> egal, wie hoch diese ist?

Wenn die Latenzen eine Streuung aufweisen, dann ist es nicht egal.

von DSGV-Violator (Gast)


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>> Lichtleiter verwenden.

> Das geht aber noch langsamer als eine optische oder Funkübertragung
> durch die Luft.

Nein, jedenfalls nicht auf der Übertragungsstreche des Mediums, Auch bei 
der Wandlung von zum Trägersignal dürften sich keine großen Unterschiede 
in der latenz ausmachen lassen. Außer man verwendet die beim RF- Signal 
oben genannten "Pendelverfahren". Kann man bei manchen DCF77 
-RX-demodulatoren  erlbene, da braucht es u.U. (i.e. schlechter 
Indoor-Empfang) mehrere Sekunden, bis nach dem Einschalten das Scope ein 
Signal am Ausgang zeigt.

Abgesehen davon, das hier wohl um einen grossräunigen freiversuch geht, 
wo das Verlgene von Kabel "schwierig" ist. Vielleich hat ja Helmut 
Hölzer oder v. Braun damals ein ähnliches Problem in Peenemünde lösen 
müßen, wobei ich bezweifle das er überhaupt eine Möglichkeit hatte, bis 
auf 10 µs zu messen.

https://www.youtube.com/watch?v=7YFU4KaJSSc

von Bauform B. (bauformb)


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Sender und Empfänger bekommen je einen Fesselballon. Dank 
Sichtverbindung kann man optisch übertragen. Wie schnell zünden 
Xenon-Blitzlampen? Wie hell sind LEDs im Vergleich?

Eine Drone hätte GPS, könnte die Gegenseite anpeilen und so eine Yagi 
ausrichten...

von Hp M. (nachtmix)


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Bauform B. schrieb:
> Sender und Empfänger bekommen je einen Fesselballon. Dank
> Sichtverbindung kann man optisch übertragen.

Umwege sind aber nun einmal länger als der direkte Weg.
Ausserdem müsstest du schon mit Spiegeln an den Ballons arbeiten, wenn 
du die zusätzlichen Laufzeiten der Kabelverbindungen, egal ob Licht- 
oder Elektrokabel, vermeiden willst.
Im übrigen wäre es dann wahrscheinlich günstiger nur einen Reflektor in 
der Mitte der Strecke zu verwenden.
Ob das möglich wäre, dürfen wir ja nicht wissen.

Ich wüsste vllt. schon, wie die Kuh vom Eis kommt, aber ich kann auch 
schweigen.
Lese nur gerne die ungeeigneten Ansätze mit. :-)

von Bauform B. (bauformb)


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Hp M. schrieb:
> Ausserdem müsstest du schon mit Spiegeln an den Ballons arbeiten, wenn
> du die zusätzlichen Laufzeiten der Kabelverbindungen, egal ob Licht-
> oder Elektrokabel, vermeiden willst.

Wenn 100us erlaubt sind, kannst man die paar Meter doch vernachlässigen.

> Lese nur gerne die ungeeigneten Ansätze mit. :-)

Kein Ansatz ist so ungeeignet, dass er nicht als Anregung für den 
richtigen Plan dienen könnte ;)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Man könnte das Einpegeln des Empfängers umgehen: Dauerträger senden und 
bei gewünschter Triggerzeit diesen um 180° drehen. Das lässt sich sehr 
schnell detektieren. Zeitlich begrenzt durch die ZF-Bandbreite und 
gewünschte Anzahl Sicherungsbits.

von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Ich denke, mit einer Amplitudenmodulation (erst recht OOK) sind die 
Timing-Anforderungen nicht zu machen.

Was (theoretisch) gehen könnte: PSK, Phase-Shift-Keying.
Dazu müsste man immer wieder kurz einen unmodulierten Träger übertragen, 
damit der Empfangsverstärker und etwaige Frequenzabweichungen schon 
passen.
Die Pulse müssen trotzdem selten genug sein, um den ISM-Anforderungen zu 
genügen.

Wenn dann ein Impuls übertragen werden soll, muss sofort der Träger 
eingeschaltet werden und nach einer definierten Zeit ein PSK-Code 
übertragen werden.
Die Wartezeit muss wegen Jitter konstant sein und muss dem Empfänger 
genug Zeit geben, um wach zu werden. Das PSK-Signal kann dann mit einem 
Korrelationsempfänger ausgewertet werden.
Der übertragene Code kann wenige Symbole lang sein, er muss das Signal 
nur vom Leer-Träger unterscheidbar machen und kann helfen, 
Fehlauslösungen zu vermeiden.

Das sind allerdings nur theoretische Überlegungen, die ich mir aus 
jahrealten  Erinnerungen an Nachrichtentechnik/Kanalcodierung 
herbeiphantasiert habe. Erst recht habe ich keine Ahnung, ob man das mit 
fertig erhältlichen Modulen bauen kann.

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