Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM567 für echolot


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von Emanuel H. (holema)


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Hallo alle zusammen,

ich bin gerade dabei ein Echolot für ein Modellboot zu entwerfen und ich 
suche einen Tondecoder um das empfangene Signal zu detektieren.

Dafür bin ich auf den LM567 gestoßen und bin mir nun nicht sicher ob 
dieser IC schnell genug ist um das Signal zu detektieren. ich wollte den 
Ausgang dann auf den Interrupteingang eines Atmegas bringen der dann die 
Laufzeit berechnet.

Hat jemand schon damit seine Erfahrung gemacht?

Vielen Dank schon im vorraus.

VG
Emanuel

von MaWin (Gast)


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Völlig ungeeignet.

von Emanuel H. (holema)


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Vielen Dank. Dann werde ich mich doch an einen Bandpass mit Schmitt 
trigger machen und das damit versuchen zu detektieren.

Hätte mich über ein kurzes Warum gefreut aber nehme dass als 
Erfahrungswert ;).

VG

von Hp M. (nachtmix)


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Emanuel H. schrieb:
> um das Signal zu detektieren.

Welches Signal?

von Emanuel H. (holema)


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Das vom piezoelement empfangene Signal.

von Hp M. (nachtmix)


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Schau dir an, wie ein FM-CW-Radar arbeitet.

von Jochen (Gast)


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> Hätte mich über ein kurzes Warum gefreut aber nehme dass als
> Erfahrungswert ;).

Du gibst aber schnell auf. Nur weil einer (!) schreibt, dass es nicht 
geht.

Aber dein Hauptproblem liegt woanders: Du musst deine Anwendung besser 
beschreiben.

von Klaus (Gast)


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Emanuel H. schrieb:
> ich bin gerade dabei ein Echolot für ein Modellboot zu entwerfen

Könnte man nicht einen "Fish Finder" hacken?

MfG Klaus

von MaWin (Gast)


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Jochen schrieb:
> Aber dein Hauptproblem liegt woanders: Du musst deine Anwendung besser
> beschreiben.

Die Anwendung ist ausreichend genau beschrieben. Das Verfahren kennt er 
noch nicht. Nun ja, nicht jeder kann ohne Grundlagen sofort ein Echolot 
bauen.

von Jochen (Gast)


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Klaus schrieb:
> Emanuel H. schrieb:
>> ich bin gerade dabei ein Echolot für ein Modellboot zu entwerfen
>
> Könnte man nicht einen "Fish Finder" hacken?
>
> MfG Klaus

Eventuell geht auch der "HC-SR04-Ultraschall-Sensor":

Ebay-Artikel Nr. 301675492086

von Emanuel H. (holema)


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@Jochen, nein Aufgeben tu ich es sicher nicht, ich habe mir nur fast 
schon bei dem LM567 gedacht dass der nicht funktioniert. Und eine 
koplette Empfangseinheit mit Bandpass und Trigger ist auch eine 
Herausforderung.

Also ich möchte über einen Piezo-Wandler einen Schall (ca 10kHz) ins 
Wasser abgeben. Nach dem Senden soll dieser oder ein anderer Piezo als 
Empfänger dienen und die Schallwellen wenn sie wieder zurückkommen 
aufnehmen. Damit ich diese dann auswerten kann muss ich sicherstellen 
dass nur der vorher gesendete Frequenzbereich detektiert wird.Ich hatte 
da zuerst an einen Bandpass gedacht an den ein Trigger angeschlossen ist 
der bei einem gewissen Pegel schaltet und den Timer stoppt den ich beim 
lossenden gestartet habe. Nun habe ich eben den LM567 gefunden und 
dachte der kann mir die Arbeit, Bandpass und Trigger, abnehmen da er 
nichts anderes macht. Aber dafür muss er ausreichend schnell sein damit 
es nicht zu einer Verzögerung kommt.

Ich hofffe das ist als Erklärung euasreichend. Und schon mal vielen Dank 
dass sich ein paar mit mir da vielleicht reindenken wollen.

: Bearbeitet durch User
von Rene H. (Gast)


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Emanuel H. schrieb:
> amit ich diese dann auswerten kann muss ich sicherstellen dass nur der
> vorher gesendete Frequenzbereich detektiert wird.

Das wird nicht klappen, weil sich Boote in der Regel bewegen: 
Dopplereffekt. Das wirst Du mit einrechnen müssen, damit Du weisst was 
zu detektieren ist.

von Emanuel H. (holema)


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Ich will nach unten die Tiefe messen. Es geht darum dass es nicht auf 
Grund läuft. Das Boot wird sich nur sehr langsam bewegen und der Schall 
ist ja im Wasser um einiges schneller somit denke ich kann ich diesen 
Effekt außen vor lassen.

VG

von MaWin (Gast)


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Jochen schrieb:
> Eventuell geht auch der "HC-SR04-Ultraschall-Sensor":

Hast du nicht gelesen, daß es um unter-Wasser geht ?

Hast du nicht die leiseste Ahnung, daß an Luft angepasste Sender und 
Empfänger in Wasser überhaupt nicht funktionieren wegen grober 
Fehlanpassung ?

von Emanuel H. (holema)


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@MaWin, hast du schon mal ein Echolot gebaut? Würde mich freuen wenn du 
mir nen paar Tipps geben könntest.
VG

von Rene H. (Gast)


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Emanuel H. schrieb:
> Ich will nach unten die Tiefe messen. Es geht darum dass es nicht auf
> Grund läuft.

Bei irgendwas von 1400 m/s unter Wasser muss das bei einem Modellboot 
ohne grossen Tiefgang aber recht fix gehen. Grob gerechnet bei 10cm 
70uS.

von Jochen (Gast)


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Der HC-SR04 könnte mit diesen Kapseln funktionieren (2. Post):

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=262044.0

von Emanuel H. (holema)


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rechnen wir mal mit ein bis zwei Meter. dann sind wir bei 714µS was 
schon messbar ist. Aber fix muss er schon sein dass stimmt.

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


Angehängte Dateien:

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Emanuel H. schrieb:
> Nun habe ich eben den LM567 gefunden und
> dachte der kann mir die Arbeit, Bandpass und Trigger, abnehmen da er
> nichts anderes macht. Aber dafür muss er ausreichend schnell sein damit
> es nicht zu einer Verzögerung kommt.

Der NE567 muss ja erst mit seiner PLL einrasten, um ein gültiges Signal 
auszugeben. Für deine kurzen Laufzeiten sind die Entfernungsmesser a là 
Roboter besser.
Allerdings ist der Transducer genau das Problem - vor allem wg. der 
geringen geforderten Grösse. Die normalen Dinger sind für ein Modellboot 
einfach zu gross.
Ich habe dir mal eine Schaltung für einen MC gesteuerten US 
Distanzmesser von der ehemaligen roboterwelt.de angehängt, der 
garantiert noch verbessert werden muss.

von Emanuel H. (holema)


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Vielen Dank für die Idee. Ich hatte mir überlegt das piezo Elemnt direkt 
mit dem Atmega anzusteuern aber so geht es auch.
Nur sehe ich keine Filterung des Signals, also kommen mir alle Frequenze 
durch und werden dann Gleichgerichtet, oder habe ich da was übersehen?

von Emanuel H. (holema)


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Sorry hab die Filterung übersehen.

von Emanuel H. (holema)


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Ich hatte auch schon die Idee das direkt an einen AD eingang zu hängen 
aber die AD Wandlung braucht ja auch seine Zeit, deshalb hatte ich an 
den Schmitt Trigger gedacht, der alles Analog macht.

von Wolfgang (Gast)


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Emanuel H. schrieb:
> rechnen wir mal mit ein bis zwei Meter. dann sind wir bei 714µS was
> schon messbar ist. Aber fix muss er schon sein dass stimmt.

Die Rechnung finde ich beachtlich. Aus einer Strecke, die mal gerade auf 
einen Faktor 2 genau festgelegt ist, berechnest du eine Laufzeit auf 
drei Stellen genau - und das Ganze dann noch mit der Einheit einer 
Leitfähigkeit ;-(

Wenn du allerdings berücksichtigst, dass der Schall vom Schiff zum 
Seeboden und wieder zurück muss, ergibt das bei 1 Meter Wassertiefe eine 
Laufzeit von 1,33ms.

Fishfinder/Echolote, wie sie für Sportboote angeboten werden, arbeiten 
übrigens bei Frequenzen von 50 oder 200kHz. Aus Platzgründen 
(Gebergröße) ist dabei immer eine höhere Frequenz vorzuziehen, weil sich 
dann die Schallkeule besser bündeln läßt und man mit einem schwächeren 
Sendesignal ein vernünftiges Echo bekommt. Zu hoch darf man auch nicht 
gehen, weil dann die Dämpfung im Wasser zu hoch wird. Du solltest dir 
also Gedanken über die erforderliche Reichweite machen.

von Emanuel H. (holema)


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@Wolfgang, ich hab auch geschrieben dass die Frequenzangabe nur ein ca 
Wert, der sich aso noch verändern kann. Bei meiner Frage ging es 
ursprünglich um die detektion der zurückgestahlten Wellen. Wie lange die 
brauchen und das sie in Leitfähigkeiten ;) ankommen sei mal dahin 
gestellt. Da muss nur mein Atmega schnell genug sein. Aber viel Dank für 
die Info mit der Frequenz, überall lese ich andere Werte und werde die 
wahrscheinlich selber ausprobieren müssen.

Deshalb bin ich Mathias sehr dankbar für die konstruktive Idee.

von Peter R. (pnu)


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Ein großes Problem bei kurzen Entfernungen stellt das Nachschwingen der 
Piezolemente dar. Bei 40 kHz wird da die "totzeit" zwischen Senden und 
der Wieder-Empfangsfähigkeit recht groß.
Für erste Versuche könnte man die Ultraschallgeber von Autos verwenden. 
Die sind wohl zumindest von der Außenseite her wasserdicht. Ihre 
Arbeitsfrequenz von 40kHz dürfte aber für Wasser ungeeignet sein.

Vielleicht gehts aber mit Einzelimpulsen die durch einen Schlagstift an 
der Bootswandung erzeugt werden. Auch da: zuerst eine tote Zeit, in der 
der Boden zur Ruhe gekommen ist und der Empfänger für das Echo 
empfangsfähig ist.

Erste Versuchsanordnung wäre: Eine Platte (Bootsinnenseite) mit einem 
Piezoelement als Empfänger belegen und ein Scope anschließen, das das 
ankommende Signal anzeigt. Die Platte mit der andren Seite 
(Bootaußenseite) auf Wasser legen (Schüssel oder Wanne) und schauen ab 
welcher oder bis welche Wassertiefe ein Antwortsignal ankommt, wenn man 
mit einem Schlagmechanismus auf die Platte klopft.

von Emanuel H. (holema)


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Deshalb habe ich auch an zwei Elemente gedacht die sich nicht 
gegenseitig beeinflussen außer bei der Detektion. Da habe ich dann das 
Problem nicht mit dem Nachschwingen.

von Wolfgang (Gast)


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Peter R. schrieb:
> Ein großes Problem bei kurzen Entfernungen stellt das Nachschwingen der
> Piezolemente dar. Bei 40 kHz wird da die "totzeit" zwischen Senden und
> der Wieder-Empfangsfähigkeit recht groß.

Mit meinem kommerzielle Sportboot Echolot komme ich auf minimal 50cm 
ran, Frequenz ist 200kHz.

> Für erste Versuche könnte man die Ultraschallgeber von Autos verwenden.
> Die sind wohl zumindest von der Außenseite her wasserdicht. Ihre
> Arbeitsfrequenz von 40kHz dürfte aber für Wasser ungeeignet sein.

Wasserdichtigkeit ist nicht das Problem. Wesentlich ist, dass die 
akkustische Impedanz des Gebers möglichst gut an die des Wassers 
angepaßt ist, damit die Energie überhaupt vom Geber in die Wassersäule 
geht und nicht direkt an der Grenzfläche reflektiert wird.

Dem Wasser schaden die 40kHz ansonsten nicht. Echolote gibt es durchaus 
mit Frequenzen zwischen 17kHz und 700kHz (z.B. EA600 von Kongsberg) - je 
nach Einsatzzweck.

von Wolfgang (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> zwischen 17kHz und 700kHz (z.B. EA600 von Kongsberg)

Korrektur: 12kHz bis 710kHz.
Bei 710 kHz versprechen die eine Tiefenmessung ab 10cm.

von Klaus (Gast)


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So ein Fishfinder kostet keine 30 Steine.
Ebay-Artikel Nr. 331524407127
Da muß man doch nicht rumspekulieren, den kauft man, misst nach was er 
macht und hat für das eigene Modell gleich einen brauchbaren Transducer 
(oder auch mehr).

MfG Klaus

von Rene H. (Gast)


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Da hat Klaus nicht unrecht.

von FishFinder (Gast)


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Der Piezo ist abef sicher für die Frequenz des Fishfinder abgestimmt und 
lässt sich vermutlich nicht so trivial erhöhen. Und 0,7m Wassertiefe 
unter dem Kiel ist halt eher was für ausgewachsene Boote, nicht 
Modellbau. Die 10cm bei 710kHz hören sich gut an, aber ob das auch 
dieser Piezo bringt???

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