Forum: HF, Funk und Felder Datenübertragung unter Wasser 40Mhz Anlage


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von Georg S. (Gast)


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Hallo liebe Leute,
Also erstmal ich bin 16 Jahre alt und komme jetzt erst in die 11. Klasse 
(Leistungskurs Physik, Mathe, Englisch also seid mir bitte nicht böse 
wenn ich noch nicht so wirklich viel Ahnung von der Materie habe;)
Ich weiß das ist nicht das richtige Forum für Modellbau aber da mein 
Problem eher in die HF Technik geht dachte ich ich wende mich damit 
lieber an die Profis in dem Bereich. Also nun zu meinem Problem.
Ich interessiere mich sehr für Elektrotechnik und für U-Boote also habe 
ich beschlossen wenn ich dann mit der Schule fertig bin vielleicht 
Elektrotechnik studiert habe und dann einen Arbeitsplatz habe ein 
Ferngesteuertes U Boot Modell zu bauen. Zur Steuerung möchte ich ein 
40MHZ System verwenden weil 2,4Ghz kann man im Wasser ja vergessen. Das 
Problem ist ich möchte nämlich Statusdaten also zb Akkuspannung und die 
Abstandswerte eines Ultraschallsensors(zum Auswerten der Sensorsignale 
dachte ich an einen Arduino nano wegen dem relativ geringen 
Stromverbrauch) zu einer "Basisstation"(dabei dachte ich an einen 
Raspberry Pi zum anzeigen der Werte auf einem Display.) Soweit so gut 
das Problme ist nur wie bekomme ich die Werte von dem U-Boot auf den 
Raspberry Pi übertragen? Es gibt ja schon unzählige kompatible 
Funkmodule zur Datenübertragung aber die arbeiten alle auf 433MHZ sind 
also wegen der hohen Frequenz ungeeignet da das Boot schon 1 bis 2 Meter 
tief Tauchen soll. Also brauche ich ein vergleichbares System also 
Sender und Empfänger was mit 40MHZ arbeitet(die Bandbreite ist zwar 
schlecht aber für ein paar Messwerte wirds reichen) aber auch nach 
langem suchen habe ich kein geeignetes Produkt gefunden. Falls es hilft 
das Modell darf auf keinen Fall länger als 2 Meter sein und die Antenne 
sollte Lambda 1/16 also 0,468 Meter lang sein. Falls es soetwas 
überhaupt nicht gibt, dürfte man als Amateurfunker Klasse A einen 40MHZ 
Sender und Empfänger selbst bauen und betreiben weil soweit ich es 
verstanden habe darf man als Amateurfunker nur auf bestimmten 
reservierten Frequenzen senden.

Schonmal Danke im vorraus:)

von Dieter F. (Gast)


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Schau Dir mal das

http://www.mi.fu-berlin.de/inf/groups/ag-tech/teaching/2011_SS/S_19510b_Proseminar_Technische_Informatik/vandyshev-sergey-slides.pdf

insbesondere Seite 4 an.

Und hier im Forum mal suchen ... z.B.

Beitrag "µC-Funk-Problem"

Oder einfach mal Google bemühen :-)

http://modelluboot.de/

von Georg S. (Gast)


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Also kann ich die 433MHZ schonmal direkt vergessen damit komm ich dann 
wohl netmal 50cm tief. Also 40MHZ kommen dann auch nicht tief genug 
wobei ich in Modellbauforen auch schon gelesen habe dass sie mit 40MHZ 
bis 10 Meter kommen würden aber das kommt dann warscheinlich nur bei 
destilliertem Wasser komplett ohne Salze hin.
Also eine Alternative wäre eine Kommunikation über Frequenzen unter 9khz 
aber dafür bräuchte ich ja dann als Sender ein 10 Meter hohes Gerüst 
also fällt das auch weg oder?
Ultraschall ist dann auch interessant wobei ich mir da nicht sicher bin 
ob die Kommunikation dann nicht durch die Ultraschallsensoren und 
weitere Geräusche im Wasser gestört wird.

Die 40MHZ würde ich trotzdem nicht so gerne aufgeben. 27MHZ wäre mir 
nicht so lieb weil auf dieser Frequenz auch CB Funkgeräte kommunizieren 
also je nach Lage mit Überlagerungen zu rechnen ist. Wenn jemand also 
einen 40MHZ sender und einen 40MHZ Empfänger kennt mit dem man Daten 
übertragen kann würde ich mich sehr über einen Link oder einen Kontakt 
zum Hersteller freuen:) Die Antenne könnte ich auch bis auf 1,50Meter 
verlängern.

Falls es soetwas nicht geben sollte wäre ich als Amateurfunker Klasse A 
autorisiert Sender und Empfänger auf 40MHZ selbst zu bauen und zu 
betreiben?

von Georg S. (Gast)


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Dieter F. schrieb:
> Oder einfach mal Google bemühen :-)
>
> http://modelluboot.de/

Danke für den Link;) also die 40MHZ kommunikation funktioniert.

Das nächste Problem ist aber dass ich bis jetzt noch keine fertigen 
Funkmodule auf 40mhz gefunden habe mit denen man digital Daten 
übertragen kann Google, Bing usw.

von Der Andere (Gast)


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Georg S. schrieb:
> Also erstmal ich bin 16 Jahre alt und komme jetzt erst in die 11. Klasse

Georg S. schrieb:
> Ich interessiere mich sehr für Elektrotechnik und für U-Boote also habe
> ich beschlossen wenn ich dann mit der Schule fertig bin vielleicht
> Elektrotechnik studiert habe und dann einen Arbeitsplatz habe ein
> Ferngesteuertes U Boot Modell zu bauen.

Dann hat das ja noch so 6-8 Jahre Zeit. Du planst ja schon recht 
frühzeitig.

Mein Tipp: Steuere das U-Boot erst mal über ein Kabel. Das machen sogar 
die Profis so.
https://de.wikipedia.org/wiki/Remotely_Operated_Vehicle

von Sven D. (Gast)


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Georg S. schrieb:
> Falls es soetwas nicht geben sollte wäre ich als Amateurfunker Klasse A
> autorisiert Sender und Empfänger auf 40MHZ selbst zu bauen und zu
> betreiben?

Bauen ja, betreiben nein. 40 MHz ist kein Bereich für den Amateurfunk. 
Allerdings gibt es bei 40 MHz einen Bereich für Fernsteuerungen. Afu 
Klasse A gibt es nicht mehr.

von Günter Lenz (Gast)


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Georg S. schrieb:
>Also eine Alternative wäre eine Kommunikation über Frequenzen unter 9khz
>aber dafür bräuchte ich ja dann als Sender ein 10 Meter hohes Gerüst
>also fällt das auch weg oder?

Lege eine Drahtschleife um den Teich auf dem Erdboden, vielleicht mit
Feldkabel, da kannst du dann deine 9kHz einspeisen. Für den Empfänger
benutzt du dann eine Ferritstabantenne, dann funktioniert es.

von Martin (Gast)


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Ultraschall

von Georg S. (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Dann hat das ja noch so 6-8 Jahre Zeit. Du planst ja schon recht
> frühzeitig.

Ja weil jetzt hab ich ja noch genug Zeit zum Planen und außerdem planen 
ist ja schonmal die halbe Arbeit und ein guter Plan ist schonmal eine 
gute Vorraussetzung für ein Modell

Der Andere schrieb:
> Mein Tipp: Steuere das U-Boot erst mal über ein Kabel. Das machen sogar
> die Profis so.
> https://de.wikipedia.org/wiki/Remotely_Operated_Vehicle

Gute Idee das wird wohl für den Anfang das beste sein und dann hat man 
zur Not auch was an dem man mal ziehen kann wenn das Boot mal nicht mehr 
auftaucht:(

Sven D. schrieb:
> Bauen ja, betreiben nein. 40 MHz ist kein Bereich für den Amateurfunk.
> Allerdings gibt es bei 40 MHz einen Bereich für Fernsteuerungen.

Hmm war ja klar dass man das mal wieder nicht darf;) Aber den 40MHZ 
Bereich für Fernsteuerungen wollte ich auch für die Datenübertragung 
benutzen. Könnte man irgendwie ein Sendermodul was auch in 
Fernsteuerungen verbaut ist (also nur den Teil mit der für die 
Modulation zuständig ist) so mit einem Mikrocontroller ansteuern dass 
man die Signale mit einem Handelsüblichen Empfänger empfangen kann und 
die ausgänge des Empfängers mit einem MC abfragen zb bei 4 Kanälen 
sodass dann ein Binärcode rauskommt(also ob die Ausgänge an oder aus 
sind) also zB 1001 und dann mit einem einfachen Kommunikationsprotokoll 
die Daten übertragen? Ich weiß das klingt weit hergeholt und sehr 
unprofessionell aber kann das theoretisch funktionieren oder nicht. Zu 
dem Sender wenn der Sender an sich gekauft ist und der nur anstatt mit 
dem MC in einer Fernsteuerung mit einem anderen MC amgesteuert wird ist 
das doch legal oder?

von Georg S. (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Lege eine Drahtschleife um den Teich auf dem Erdboden, vielleicht mit
> Feldkabel, da kannst du dann deine 9kHz einspeisen. Für den Empfänger
> benutzt du dann eine Ferritstabantenne, dann funktioniert es.

Hmm also das wäre dann schon etwas zu viel aufwand also fällt das auch 
weg.

von Funkamateur (Gast)


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Sven D. schrieb:
> Afu Klasse A gibt es nicht mehr.

Das wäre mir aber neu!

Funkamateur

von Georg S. (Gast)


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Aber wenn ich wenn ich jetzt Funkamateur Klasse A WÄRE dürfte ich mir 
dann einen 40MHZ Sender und einen passenden Empfänger selbst bauen oder 
nicht weil ich habe gelesen dass man als Klasse E Amateurfunker nur auf 
bestimmten Frequenzen im Kurzwellen und Ultrakurzwellenbereich mit 
Maximal 100W senden darf und bei Klasse A entfallen diese 
Einschränkungen wobei die Strahlenwerte dann auch die Grenzwerte nicht 
übersteigen dürfen.

von Dieter F. (Gast)


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Georg S. schrieb:
> Klasse A WÄRE dürfte ich mir
> dann einen 40MHZ Sender

Soweit mir bekannt (ich bin kein Funker) werden 40 MHz-Sender auch für 
Garagentor-Öffner verwendet. Fertige Fernsteuerungs-Sender für den 
Modellbau gibt es sowieso.

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


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Vermutlich am sinnvollsten ist ein Koaxkabel, auf dem du von 9kHz - 2,4 
Ghz alles mögliche gleichzeitig überträgst - wenn du willst, sogar noch 
Versorgungsspannung. Da geht dann auch 'ne Funkkamera mit drauf und was 
das Herz sonst noch begehrt.

Es muss ja kein dickes 7mm Kabel sein, sondern ein dünnes 3mm Kabel 
reicht schon.
Georg S. schrieb:
> Aber wenn ich wenn ich jetzt Funkamateur Klasse A WÄRE

... müsstest du immer noch eine Möglichkeit finden, dein Rufzeichen mit 
auszustrahlen. Das ist bei Fernsteuersignalen schwierig bis unmöglich 
und ebenso bei Telemetriedaten. Kabelgebundene Trägerfrequenzen hingegen 
kann jeder benutzen, die Abstrahlung in den Freiraum ist da minimal.

: Bearbeitet durch User
von Georg S. (Gast)


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Also erstmal an alle vielen Dank für die hilfreichen Antworten:)
Ich habe mich jetzt entschieden das U Boot mit einem Koax Kabel mit 
einer Sender/Empfängerboye zu verbinden von welcher die Telemetriedaten 
mit einem käuflichen 433mhz oder 2,4ghz Sendermodul an die Steuerung 
gesendet werden und auf welcher die Antenne, die die Steuersignale 
enmpfängt montiert ist.
Dann frage ich mich noch ob ich auf der Boje die Senderantenne für die 
Telemetriedaten und die Empfängerantenne montieren kann ohne dass sie 
sich stören wenn sie auf verschiedenen Kanälen arbeiten.

von Tippgeber (Gast)


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Wie oft denn noch?

Beitrag "Funk für u-boot"

von Wolfgang (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Mein Tipp: Steuere das U-Boot erst mal über ein Kabel. Das machen sogar
> die Profis so.
> https://de.wikipedia.org/wiki/Remotely_Operated_Vehicle

Die Profis sind inzwischen schon deutlich weiter
https://de.wikipedia.org/wiki/Autonomous_Underwater_Vehicle

von Georg S. (Gast)


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Gut also ich nehme jetzt einfach eine Funkboje das müsste soweit 
funktionieren

von 2⁵ (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> ... müsstest du immer noch eine Möglichkeit finden, dein Rufzeichen mit
> auszustrahlen. Das ist bei Fernsteuersignalen schwierig bis unmöglich
> und ebenso bei Telemetriedaten.

Naja: Als Fernsteuerung kann er ja eine "echte", zugelassene 
Funkfernsteuerung nehmen (27 MHz wäre da gar nicht schlecht). Und gerade 
bei Telemetrie ist doch das mitsenden des Rufzeichens gar kein Problem, 
wenn ein µC als Geber funktioniert. Auch würde ihm die E-Klasse locker 
reichen, dann wären 15 m (21-21,4 MHz) und 10 m (28 - 29,7 MHz) mit max. 
75 W möglich. Die Telemetrie muss halt mit einem bekannten Digimode 
(RTTY, PSK usw) übertragen werden und die max. Bandbreite einhalten. 
Streng genommen kann er auch sein eigenes Verfahren definieren, wenn er 
die Bandbreite einhält und es irgendwo (z.B. auf einer Homepage) 
dokumentiert. Da wäre es dann sinnvoll, alle paar Minuten in CW das 
Rufzeichen zu übertragen. Schwieriger könnte es sein, immer zu prüfen, 
ob die Frequenz frei ist.

von Sebastian S. (amateur)


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>Gut also ich nehme jetzt einfach eine Funkboje das müsste soweit
>funktionieren
Denk aber daran, dass es extrem viel Energie kostet, so ein Teil mit 
sich herumzuschleppen. Bei Minianlagen dürfte es auch kaum möglich sein, 
das Teil bei Nichtbetrieb einzuholen.

von Georg S. (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Denk aber daran, dass es extrem viel Energie kostet, so ein Teil mit
> sich herumzuschleppen. Bei Minianlagen dürfte es auch kaum möglich sein,
> das Teil bei Nichtbetrieb einzuholen.

Also das Energieproblem habe ich mir nicht so schlimm vorgestellt da ich 
mit dem U Boot sowieso nicht die ganze Zeit unter Wasser mit Vollgas 
herumfahren möchte sondern eher darauf aus bin dann auch mit einer 
Kamera zB Fische zu beobachten. Das Boot wird sich in der Länge zwischen 
1 und 2 Metern bewegen und mit 2 Schrauben ausgerüstet sein wobei jede 
Schraube ihren eigenen Motor hat.

von Georg S. (Gast)


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2⁵ schrieb:
> Naja: Als Fernsteuerung kann er ja eine "echte", zugelassene
> Funkfernsteuerung nehmen (27 MHz wäre da gar nicht schlecht). Und gerade
> bei Telemetrie ist doch das mitsenden des Rufzeichens gar kein Problem,
> wenn ein µC als Geber funktioniert. Auch würde ihm die E-Klasse locker
> reichen, dann wären 15 m (21-21,4 MHz) und 10 m (28 - 29,7 MHz) mit max.
> 75 W möglich. Die Telemetrie muss halt mit einem bekannten Digimode
> (RTTY, PSK usw) übertragen werden und die max. Bandbreite einhalten.
> Streng genommen kann er auch sein eigenes Verfahren definieren, wenn er
> die Bandbreite einhält und es irgendwo (z.B. auf einer Homepage)
> dokumentiert. Da wäre es dann sinnvoll, alle paar Minuten in CW das
> Rufzeichen zu übertragen. Schwieriger könnte es sein, immer zu prüfen,
> ob die Frequenz frei ist.

Das heißt ich könnte den MC der Fernsteuerung der eigentlich den Sender 
ansteuert einfach durch einen anderen MC ersetzen(der natürlich geeignet 
ist) und mit diesem den Sender so ansteuern, dass man damit 
Telemetriedaten vom Uboot zur Basisstation senden könnte was aber ein 
Amateurfunkzeugnis erfordert und wo ich immer bei jeder Übertragung mein 
Rufzeichen mitsenden müsste habe ich das so richtig verstanden? Klar die 
erlaubten 100Watt mit Zeugnis E werde ich mit einem Modelluboot sicher 
nicht übersteigen ich mache mir eher Sorgen ob die Basisstation auch die 
Signale vom Uboot empfangen könnte wenn sich die Sendeantenne des 
Ubootes 2 Meter unter Wasser befindet. Dann noch zu der Antenne was ist 
als Sendeantenne unter Wasser besser eine Dipolantenne oder eine 
einfache "Kabelantenne"?

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


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Sebastian S. schrieb:
> Denk aber daran, dass es extrem viel Energie kostet, so ein Teil mit
> sich herumzuschleppen.

Das relativiert sich schnell, wenn man sieht, wieviel Zuladung man an 
Bord packen kann, ehe das Ding endlich so balanciert ist, das es auch 
tauchen kann. Mein Experimentier-U-Boot hat nur etwa 15l Leervolumen, 
d.h. ich muss etwa 15kg zuladen, ehe es untergeht. Das sind eine Menge 
LiIon Akkus, Motoren, Pumpen und Kontrollelektronik, die ich da 
reinpacken kann und trotzdem hängt da noch ein schweres Gewicht unten 
dran.

Georg S. schrieb:
> Dann noch zu der Antenne was ist
> als Sendeantenne unter Wasser besser eine Dipolantenne oder eine
> einfache "Kabelantenne"?

Das ist völlig wurscht, da beide praktisch auf einen Kurzschluss 
arbeiten, denn im Wasser ist die Antenne immer fehlangepasst. Für meine 
Zwecke, obwohl ich bereits Funkamateur bin, habe ich mich deswegen für 
ein Schleppkabel mit Trägerfrequenzen entschieden - ich will das Ding 
aber auch kommerziell einsetzen und da muss es funktionieren.

von Georg S. (Gast)


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Also vielen Dank für die hilfreichen Tips:) Die Antenne werde ich jetzt 
auf jeden Fall auf einer Boje anbauen und die Signale über ein Koax 
Kabel ins Boot leiten.

von Bitwurschtler (Gast)


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Georg S. schrieb:
> Ultraschall ist dann auch interessant wobei ich mir da nicht sicher bin
> ob die Kommunikation dann nicht durch die Ultraschallsensoren und
> weitere Geräusche im Wasser gestört wird.

Bei Ultraschall schlägt aber das Bandbreitenproblem auch zu und sogar 
stärker da die Schallgeschwindigkeit deutlich unter 
Lichtgeschwindigkeit.
und je hoher die Ultraschall-freq, desto größer die Dämpfung. Und 
irgendwann schlägt die Kavitation zu. typische Ultraschallfrequenzen 
sind 6.5 Khz bis 1 MHz da ist man bezüglich Datenrate schnell wieder im 
Bereich der Langwellen und drunter.

von Amateur (Gast)


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>Sebastian S. schrieb:
>> Denk aber daran, dass es extrem viel Energie kostet, so ein Teil mit
>> sich herumzuschleppen.

>Das relativiert sich schnell, wenn man sieht, wieviel Zuladung man an
>Bord packen kann, ehe das Ding endlich so balanciert ist, das es auch
>tauchen kann.
Irgendwie wurde aneinander vorbei geredet!

Das Gewicht des U-Bootes hat (fast) nichts mit der Energie zu tun, die 
für die Vorwärtsbewegung aufgewendet werden muss.
Das ist so ähnlich wie bei einem leeren oder vollen Auto. Dabei geht es 
um den Rollwiderstand und nicht um das Gewicht. Beim reinen 
Beschleunigen sieht das natürlich etwas anders aus.

Ähnlich verhält es sich bei einem U-Boot. Hier bestimmen Form und 
Querschnitt die Energie, die fürs Vorwärtskommen aufgewendet werden 
müssen und nicht das Gewicht. Letzteres sollte bei nahezu Null liegen da 
ja sonst ständig die "Höhe/Tiefe" korrigiert werden müsste.

Worauf ich hinweisen wollte ist, ein "Bremsklotz" in mehr als 2 Metern 
Entfernung, der auch nicht besonders schlüpfrig konstruiert werden kann. 
Hinzu kommt noch, dass in dieser Entfernung eine andere Strömung 
herrschen kann. In diesem Falle müsste das U-Boot schon Energie 
aufwenden, um überhaupt auf der Stelle zu liegen. Wind an der Oberfläche 
würde übrigens das Gleiche bewirken. Ein Zug wirkt ja in beide 
Richtungen.

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


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Amateur schrieb:
> Irgendwie wurde aneinander vorbei geredet!

Nicht wirklich. Du meintest, das man viel Energie braucht und ich habe 
geantwortet, das ich sowieso jede Menge Akkus als Last habe. Die haben 
ja die Energie :-P
Schleppantenne über Wasser kann man machen, aber es gibt eigentlich nur 
Nachteile. Kann sich verheddern (wie mein Schleppkabel), ist nicht 
privat (das ist ein Schleppkabel aber), kann keine Energie übertragen 
und man muss nach wie vor richtig senden und empfangen, während auf 
einem Schleppkabel nur kleinste Trägerfrequenzleistung benötigt wird.

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