Hallo hat denn jmd Ahnung in diesem Gebiet ??
Ich hab ne Aufgabe in nem E-Motor ne Funkverbindung herzustellen
(Rotor<>Stator) und such da zur Zeit wie verrückt nach irgendwelchen
Antennen die
1. klein genug sind bzgl. Wellenlänge ( ISM 433MHz oder 2.45GHz)
2. im Nahfeld Informationen tauschen
Da ich wenig gefunden habe, bin ich drauf und dran einfach mal etwas
aufzubauen ( kurzer Draht als Antenne - Trail&Error) und einfach mal mit
dem networkanalyser messe ...
Die Entfernung zw. den Ant. ist so. ca. 10 cm, aber eben sehr viel
Metall ringsherum und tieferfrequent magnetisch verschmutzt (vom Motor
an sich).
Wahrscheinlich ist die Fliehkraft größer als Deine Antennen.
Bei 10cm Entfernung reicht ein krummer Draht WENN nicht das Störfeld
wäre.
Die Kunst wird eher sein den Empfänger nicht mit Störungen zuzustopfen.
ja mit loops hatte ich mit auch schon gedacht ...
weiß nun nicht wie du meinst :
eine möglichkeit:
zwei loops ineinander (mehr oder weniger etwas versetzt)
oder zweite, was ich mir dachte, da die statorantenne eig. etwas weiter
versetzte auf der welle platziert werden sollte (motordeckel seitlich):
die loops um die welle anbringen (versetzt) und das signal nach dem
trafoprinzip transportieren.
lacht mich nicht aus, bin nicht der theoret. ET-freak der alles
überdenkt. -war ne idee
die welle ist ja aus stahl mit einiges an µr.
das mit der fliehkraft ist ein problem, deswegen loop oder was anderes
aber dann echt leicht.
und ja gleich noch was: welcher evlt. abstand zw. rotorende und
rotorloop ist sinnvoll ? günstig wär natürlich isoliert direkt drauf.
Mit magnetischen Antennen wirst du nicht sehr viel Erfolg haben, denk
ich mir. Nicht nur wegen des magnetischen Feldes des Motors selbst,
sondern auch wegen des ganzen Metalls in der Umgebung, Stichwort:
Wirbelstromverluste.
Dipolantennen dürften hier wohl die bessere Wahl sein.
Hi,
wie wäre es mit optischer Verbindung? Idealerweise durch das
Wellenzentrum, dann bist du die Probleme durch die Drehbewegung
weitestgehend los. Gib doch mal noch ein paar Eckdaten wie:
- max. Baugrösse
- Drehzahl
- Datenrate
- Sicherheitsanforderungen
Danke euch für die ideen ..
optisch geht nicht, es geht um ne impulsantwort von nem "sensorbaustein"
(also analoges signal in den genannten f-Bereichen) -- was das ganze
noch ein bissl schwieriger macht (verzerrungen etc.)
baugröße .. hmm, naja bis motordurchmesser ~0.5 m
drehzahl <= 5000 U/min
ja dipol, der eine dreht sich und der andere nicht >
polarisationsprobleme
so ein dipol kann man doch aber auch kleiner lambda/2 aufbauen ,oder? -
nur das der dann wirkungsärmer ist und speziell angepasst werden muss
da wären wir beim nächsten thema:
Impedanzanpassung in beiden f-Bereichen - wie macht man das praktisch?
also wie wirkanteil und wie blindanteil
LC-schaltung, hab ich mal was gehört
bei 433 M geht das sicher noch mit konzentrierten BE , wie ist das bei
2.45 G ?
Nimm dir zwei Chipantennen, und bring sie an gegenüberliegenden
Punkten an. Speisen mit einem power splitter, da du nur mit festen
Frequenzen arbeitest, kannst du einen Wilkinson splitter nehmen.
Im Prinzip kannst du dabei den Widerstand am Ausgang sogar weglassen,
da deine beiden Lasten ja gleich sind. Damit kannst du die
Verzögerungsleitungen mit bisschen Geschick als Zuleitung benutzen,
und wenn du das Ganze weiter spinnst, sind deine Leitungen
wahrscheinlich sowieso so lang, dass man als komplette Vereinfachung
aus Koaxkabeln ein Y bauen kann. ;-)
Wenn dein Empfänger noch Rx diversity beherrscht, sollte das alles
gar kein Problem mehr sein.
Ergänzende Frage wäre noch, wie stark der Doppereffekt durch die
Motrobewegung Einfluß auf die Frequenz hat ( Thema Lokomotive pfeift im
Vorbeifahren).
Nur der Versuch macht klug.
@ tobias weitere Ideen http://www.antennenbuch.de/inhalt.html
@Jörg , interessant - kannte ich jetzt nicht so. eine art patch-ant.
aber extrem klein bzgl. D/Lambda (wo liegt der zauber ?)
Klingt auf jeden fall nicht schlecht. die erläuterung danach hab ich
aber jetzt nicht richtig gepeilt:
gegenüberliegende punkte AUF dem rotor meinst du , nehm ich an?
würde mich über eine genauere erläuterung freuen ;)
tobias schrieb:> @Jörg , interessant - kannte ich jetzt nicht so. eine art patch-ant.> aber extrem klein bzgl. D/Lambda (wo liegt der zauber ?)
Naja, ist letztlich eine verkürzte Antenne, d. h. integrierte
Kapazitäten und Induktivitäten stellen die Anpassung her, der
Antennewirkungsgrad leidet halt. Aber große Reichweiten brauchst
du ja nicht.
> gegenüberliegende punkte AUF dem rotor meinst du , nehm ich an?
Ja, damit immer nur eine von beiden Antennen im Funkschatten ist
(bzgl. der Empfangsantenne).
tobias schrieb:> achso, hab ich glaub nicht erwähnt : T_Rotor =< 250 °C
Ach du Schreck! Das wird schwierig. Dafür findest du praktisch
keine benutzbare Elektronik mehr, selbst bleifreies Lot ist bei
solchen Temperaturen bereits komplett aufgeschmolzen. Elektronik,
die für den Kfz-Bereich spezifiziert ist, wird bis 125 °C
qualifiziert.
Interessantes Projekt, so völlig außerhalb aller Möglichkeiten ;-).
In 'nem Motor rumzufunken halte ich für eine "Anleitung zum
Unglücklichsein", besser in jedem Fall optisch (bzw. weit außerhalb des
Frequenzspektrums in dem ein Motor so stört) das geht locker bis 1Mbaud.
Da du ein drehendes Teil hast ist ein ringförmieger Empfangsdetektor aus
einzelnen Fotodioden naheliegend. Da kannst du mit nem Laser rübermorsen
und hast zusätzlich eine hochgenaue Drehzahlregelung. Ausserdem haben
die Empfänger ausreichend Zeit zu recovern.
Eine kleine einstellbare Spule und Feldmessung (oder Polarität) auf der
anderen Seite wäre noch ne Möglichkeit, bei den Feldern die der Motor
aufbaut aber etwas schwierig und lahm.
Hochtemperaturbauteile baut Honeywell (gab's hier mal im Forum unter
Messung im Bohrloch). Die werden auch wissen wie man das ganze auf die
Leiterplatte klebt. Sonst das ganze auf ein Peltier Element setzen oder
eine Peltier Kammer basteln.
Wenn alles nicht hilft gibt es sehr gute Schleifringe für Daten und
Energie.
ja .. prinzipell brauch ich auch "nichts weiter" als ne antenne und
eine impedanzanpassung. leitungen kommen noch hinzu.
wie ist es in der praxis gänig eine impedanzanpssung vorzunehmen ? mit
diskreten BE (L,C) oder trafos ??
Das kommt schon sehr auf die Anwendung und Frequenz drauf an. Im GHz
Bereich dürfte die Anpassung fast ausschließlich als Streifenleiter
gelöst sein.
Im MHz Bereich geht das mit konzentrierten Bauelementen, aber auch auf
anderen Wegen. Es gibt so viele verschiedene Arten der Anpassung
(magnetic loops lassen sich bspw. mit einer Delta-Anpassung anpassen,
genauso kann man das mit Baluns oder konzentrierten Bauelementen
machen), dass man das so pauschal nicht beantworten kann.
Du musst also den Frequenzbereich und die Anwendung rings um die Antenne
exakt formulieren, damit man das beantworten kann.
Glaub' mir, die Impedanzanpassung ist das kleinste deiner Probleme.
Zur Not läuft der Kram auch völlig unangepasst, weil die Verluste
hier nahezu egal sind. Wenn du irgendwelche Funkmodule nimmst, die
sonst 100 und mehr Meter weit übertragen können, dann kannst du
bei den hier gewünschten Abständen schon nahezu mit einem 50-Ω-
Abschlusswiderstand funken. ;-)
Ich denke, das schwierigste deiner Probleme ist die Temperatur. Du
solltest also von den in Frage kommenden Übertragungsvarianten als
erstes etwas finden, das im interessierenden Temperaturbereich
überhaupt arbeiten kann oder aber die Variante mit einer Peltier-
Elemente-Kühlung ansehen.
-Dann wäre ja noch zu klären woher der Sender und seine Kühlung ihren
Strom bekommen (auch wenn der Motos steht und heiß ist)...
-Lötzinn läuft schon bei 180 Grad.
-TK der Schwingkreisbauelemente ?? Frequenz läuft weg...
um spannungsversorgung brauch ihr euch keine gedanken machen ..
brauch auch keine funkmodule oder ähnliches (messung impulsantwort /
analog)
das mit der temperatur ist halt ein problem. dann muss es geklebt werden
statt gelötet. aber BE zur anpassung im temperaturbereich und
frequenzbereich muss ich bekommen. und u.U. ein leiterplattenmaterial
das in dem temp.bereich noch nicht den geist aufgibt.
ich denke es kommt auf den versuch drauf an .. werd kurzen dipol nehmen
- den dann anpassen und dann mal gucken wies ausschaut. - was ich
empfange ..
ACHSO: hatte ne andere Idee - das Signal kapazitiv koppeln, über zwei
sich ineinander drehender metallischer zylinder (...). das müsste doch
theoretisch gehen, also die "funk"strecke sehr stark verkürzen. ODER?
tobias schrieb:> das mit der temperatur ist halt ein problem. dann muss es geklebt werden> statt gelötet.
Macht das die Sache denn viel einfacher?
> und u.U. ein leiterplattenmaterial> das in dem temp.bereich noch nicht den geist aufgibt.
Wird auf ein Keramiksubstrat hinauslaufen, oder PTFE (wobei ich mir
gerade nicht im Klaren bin, ob man das auch Cu-beschichtet bekommen
kann).
> ich denke es kommt auf den versuch drauf an .. werd kurzen dipol nehmen> - den dann anpassen und dann mal gucken wies ausschaut.
An was willst du denn deine Antenne eigentlich anpassen? Wie schon
geschrieben, sofern deine große Unbekannte nicht völlig exotisch ist,
die reine Anpassung ist hier nahezu schnuppe. Du kannst einen
symmetrischen 240-Ω-Schleifendipol an einen asymmetrischen 50-Ω-Ausgang
dranpappen, und irgendwas wird da schon noch übertragen, du bist ja
hier nicht im Zwang, das gewinnmaximierend zu machen. Ich würde unter
den genannten Bedingungen so wenig wie möglich Bauteile in den "heißen"
Bereich bringen. Je weniger, um so besser die Chance, dass du eine
MTBF jenseits der Dauer deines Experiments erhälst...
das sensorelement ist ein SAW (surface acousic wave)-chip. konkret
impedanzmäßig hab ich da keine ahnung zur zeit... bin erstmal beim
prinzip/konzept.
ja und irgendwas mit lambda/2 oder /4 wird zu groß antennenmäßig (bei
433MHz)- der jetztige demonstratormotor hat nur ein rotordurchmesser von
7 cm.
d.h. das wird maximal ne stummelantenne im dipolformat.
>> da ich ja keine wirkliche massefläche habe ist doch das mit monopol schlecht
oder ?
>> zu der anpassung, durch den passiven chip wird das signal recht stark
gedämpft- wollte daher schon irgendwie anpassen um was zu empfangen gegenüber
evtl. oberwellen vom motor
jörg, was sagst du zu der kap.kopplung -idee ?? ( bin da nur etwas
verwirrt - da das ja ein gekoppelter pol ist, kann das ja nicht auf
masse beziehen (da nicht vorhanden). nur evtl. die metalschicht der
zylinder schlitzen und dann zweipolig übertragen
tobias schrieb:> das sensorelement ist ein SAW (surface acousic wave)-chip.
Eine Schwalbe macht noch keinen Sommer, sprich, ein Resonator macht
noch keine HF-Übertragung.
Bitte skizziere mal etwas genauer, was du denn damit aufbauen willst
bzw. wie viel davon durch andere Randbedingungen schon feststeht.
Mir kommt es so vor, als würdest du hier schon in höheren Sphären
schweben (Anpassung und sowas), während die unteren Etagen noch
komplett "vaporware" sind.
das ist kein resonator, sondern eine reflektive verzögerungsleitung ...
die als sensorelement benutzt wird, mehr möchte ich nicht sagen dazu.
ist ja auch völlig wurst. mir gehts hier zur zeit um die
funkübertragungsstrecke.
es geht darum eine impulsantwort des chips erhalten. nach dem
radarprinzip: sendeimpuls vom reader > chip empfängt und gibt
Signalantwort verzögert zurück > reader empfängt refl. signal.
Du meinst, die Leitung ist selbst sowohl Sender als auch Empfänger?
Dann bastel doch einfach erstmal eine Antenne dran und sieh, ob du
damit was anfangen kannst. Allerdings kann es hier natürlich schon
sein, dass du auf Effizienz optimieren musst, denn so sehr viel wird
das Ding möglicherweise nicht zurück senden.
In was für einem Impedanzbereich bewegt sich denn das Teil?
Wenn du zwei Antennen brauchst (damit du auf zwei Seiten des Rotors
"etwas sehen" kannst), dann würde ich erstmal nur ein Y-Kabel aus
Koax bauen. (Gibt's auch mit PTFE-Isolation => wärmebeständig)
Im Prinzip ist das Y-Kabel ja die Abrüstvariante des Wilkinson-
Leistungsteilers.
Wie gesagt, ich würde so wenig wie's nur geht da in den heißen Bereich
bringen. Falls du reines Blei auftreiben kannst, das schmilzt bei
(wimre) 327 °C, das könnte dir gerade noch so benutzbare Lötstellen
ergeben.
ja .. also die welle läuft auf dem Chip und wird dort reflektiert. es
finden zwei wandlungen EM-welle <> akustik-welle statt , mit einigen
verlusten ( quantitativ kann ich da jetzt nichts zu sagen , genau so
wenig wie über die eingangsimpedanz )
Jörg: wenn ich nochmal deine kompetenz beanspruchen kann, diese idee mit
der kapazitiven Koppl. (oben beschrieben) .. ist das eher blödsinn oder
lohnt sich das weiter zu verfolgen. werd sicher einige versuche
antennenmäßig brauchen bis was geht ...
tobias schrieb:> diese idee mit> der kapazitiven Koppl. (oben beschrieben) .. ist das eher blödsinn oder> lohnt sich das weiter zu verfolgen.
Ich denke, dass dir einfach die "Rückleitung" dafür fehlen wird.
Das, was für deinen Motor eine Stabile Erde ist, ist für UHF (je nach
Interpretation) eine Drossel oder eine Antenne.
tobias schrieb:> wenig Phasenverzerrung
Da sehe ich bei Bewegung der Antennen immer das Risiko des
Dopplefffekts, was zu Phasen oder Frequenzverschiebungen des analogen
Signals führen könnte. Nach dem Test wissen wir sicher mehr.
Meine Idee zur Übertragung wäre evtl. ein 2-teiliger
Topfkern/Schalenkern mit 2 Spulen am Ende der Welle zur Übertragung (2,4
GHz zu hoch).
z. B. bei Reichelt zu finden
http://www.reichelt.de/bilder//web/artikel/B400/SKS18.jpg
Ob die Temperaturbeständigkeit ausreicht wäre die nächste Frage.
bin jetzt zum schluss gekommen erstmal eine Übertragung über zwei
kapazitiv gekoppelte Zylinder ( "2 Cu-Rohre ineinander" )zu probieren.
also eher ein kondensator als eine antenne.
Hätte gern gewusst wie ich denn solch ein C anbinde an ein Kabel .. also
Verbindung Kabel > Zylinder.
Weiter hätte ich den Aufbau mal gern simuliert.hab aber keine Ahnung ob
das unbedingt sinn macht. gibts denn Programme die die Kapazität
zwischen Geometrien ausrechnen ? also die Koppelkap. und natürlich auch
die Kapazitäten gegen Masse etc.
kenne mich mit FEKO ein bissl aus ... aber da komme ich ja nur an die
S-Parameter . weiß nicht ob das sinn macht.
@ tobias (Gast)
>>http://www.dresden-elektronik.de/shop/prod59.html>viel zu groß
So macht man das aber sinnvollerweise. Kann man auch kleiner bauen, je
nach Anforderungen.
>bin jetzt zum schluss gekommen erstmal eine Übertragung über zwei>kapazitiv gekoppelte Zylinder ( "2 Cu-Rohre ineinander" )zu probieren.>Hätte gern gewusst wie ich denn solch ein C anbinde an ein Kabel .. also>Verbindung Kabel > Zylinder.>Weiter hätte ich den Aufbau mal gern simuliert.hab aber keine Ahnung ob>das unbedingt sinn macht. gibts denn Programme die die Kapazität>zwischen Geometrien ausrechnen ? also die Koppelkap. und natürlich auch>die Kapazitäten gegen Masse etc.
Bei einfachen Zylindern kann man das per Hand. Dafür gibt es in jedem
brauchbaren Tafelwerk Formeln.
http://de.wikipedia.org/wiki/Zylinderkondensator>kenne mich mit FEKO ein bissl aus ... aber da komme ich ja nur an die>S-Parameter . weiß nicht ob das sinn macht.
Wenn ich deine Beiträge so lese, bin ich mir sicher, dass die Aufgabe
für dich drei Nummern zu groß ist. Dir fehlen dazu massiv Grundlagen
sowie Spezialkenntnisse und Erfahrung.
MFG
Falk
