Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ultraschallsensor stören?


von Dominik D. (technikumdelirium)


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Servus,

mein Team und ich bauen gerade einen "Sumo-Bot". Zur Abtastung wird der 
HC-SR04 Ultraschall Sensor verwendet. Da wir wissen, dass unsere Gegner 
diesen ebenfalls verwenden, habe ich mich gefragt, ob es  denn halbwegs 
einfach möglich ist den gegnerischen Sensor zu stören, indem man mit 
einem zweiten Sensor die Abtastfrequenz des Sensors in Richtung Gegner 
schießt und dieser einfach zu viele Daten empfängt, sodass er fehlerhaft 
reagiert?

Im selben Zug stellt sich mir dann natürlich die Frage, inwiefern 
beeinträchtigen sich die Sensoren gegenseitig allgemein, wenn beide 
Roboter mit dem Selben Sensor, also auch der selben Abtastfrequenz 
arbeiten?

Danke im Voraus!

von Stefan F. (Gast)


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Na klar stören die sich gegenseitig.

Um das zu verhindern, bräuchtest du einen mit anderer Frequenz (Quarz 
und Schallwandler austauschen).

von Soul E. (Gast)


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Dominik D. schrieb:

> Im selben Zug stellt sich mir dann natürlich die Frage, inwiefern
> beeinträchtigen sich die Sensoren gegenseitig allgemein, wenn beide
> Roboter mit dem Selben Sensor, also auch der selben Abtastfrequenz
> arbeiten?

Da diese Sensormodule fast alle nach dem Puls-Echo-Verfahren arbeiten, 
stören sie sich grundsätzlich auch gegenseitig. Das Funktionsprinzip ist 
folgendes: Der Sensor schickt einen Puls los und wartet bis das Echo 
eintrifft. Aus der Laufzeit und der bekannten Schallgeschwindigkeit 
berechnet er dann die Entfernung zum Hindernis. Wenn nun ein zweiter 
Sensor dazwischensendet, hält der erste dessen Chirp für sein Echo.

Abhilfe: den Ultraschallpuls modulieren und über Korrelation prüfen ob 
das empfangene Echo die passende Signatur trägt.

von Dominik D. (technikumdelirium)


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Ja, das dachte ich mir eben. Habe eben nur leider keine Erfahrung mit 
Sensorik und gerade auch keine Möglichkeit das zu testen, deshalb die 
blöde Frage. Danke auf jeden Fall.

Also kann ich einfach denselben Sensor verwenden und diesen rein nur 
senden lassen, um den gegnerischen Sensor zu stören, richtig?

von Stefan F. (Gast)


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Dominik D. schrieb:
> Also kann ich einfach denselben Sensor verwenden und diesen rein nur
> senden lassen, um den gegnerischen Sensor zu stören, richtig?

Ja

von Wolfgang (Gast)


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soul e. schrieb:
> Abhilfe: den Ultraschallpuls modulieren und über Korrelation prüfen ob
> das empfangene Echo die passende Signatur trägt.

Das bring mal dem Geber bei. So ein US-Wandler ist nicht sonderlich 
breitbanding.

Falls der Gegner nicht absichtlich stört, d.h. gezielt auf empfangene 
US-Signale mit eigenen Bursts antwortet, reicht es vermutlich, etwas 
häufiger in unregelmäßigen Abständen zu messen und Ausreißer 
rauszuschmeißen.

von Jacko (Gast)


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Wie läuft denn das Spielchen ab?

Da diese Module mit der gleichen (jedenfalls nicht unterscheid-
baren) Ultraschallfrequenz und dem gleichen Ultraschall-Burst
arbeiten, KANN die Suche des Gegners nur sicher funktionieren,
wenn man den Trigger für die Ortungspulse nicht mit festem Zeitabstand
macht, sondern (per Pseudo-Zufallszahl) den Abstand um +/-10..20%
variieren lässt.

In den zeitlichen Zwischenräumen zwischen den eigenen Ortungspulsen
(+ Antwortzeit) kann man natürlich wild Dummy-Ortungspulse absenden,
um den Gegner zu verwirren, oder zu "betäuben"..

Bei der primitiven Technik ist das aber schnell ausgereizt, wenn der
Gegner den gleichen Trick benutzt, oder wenn das Ortungsmodul bei
höheren Abfrageraten nicht mitmacht...

Empfangene Pulse vom Gegner verzögert zu "beantworten"  bringt nix,
weil der vorher schon das Echo von deinem Boot hat.

von Otto A. (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Na klar stören die sich gegenseitig.
>
> Um das zu verhindern, bräuchtest du einen mit anderer Frequenz (Quarz
> und Schallwandler austauschen).

Das reicht? Die Rs und Cs am OpAmp sind doch Frequenzabhängig..

von Wolfgang (Gast)


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Jacko schrieb:
> Empfangene Pulse vom Gegner verzögert zu "beantworten"  bringt nix,
> weil der vorher schon das Echo von deinem Boot hat.

Wieso?
Guck dir mal die Radar-Gleichung an, die gilt auch für US ;-)

Man muss den Gegner schon verwirren, bevor er zu dicht dran ist.
Insbesondere ein Stealth Boot sieht die gegnerischen US-Pulse lange 
bevor der Gegner ein auswertbares Echo empfängt.
Der eigene Boot darf den anderen nur nicht zu dicht ran lassen ;-)
Einen US-Transponder aufzubauen, wäre da kontraproduktiv.

von Volle (Gast)


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Ich war vor vielen Jahren an einem Täuschgerät für 
Laserentfernungsmesser beteiligt.

Man muss einen  deutlich stärkeren Puls verzögert senden dann  hält der 
Empfänger das erste Echo  für eine Störung und wertet das zweite Echo 
als korrekt aus.  Man darf es halt nicht übertreiben und muss im 
plausiblen Bereich bleiben.

von Detlef _. (detlef_a)


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Die Ultraschall Sender/Empfänger sind sehr schmalbandig, 1kHz neben den 
40kHz sind die 20dB im Keller.

Klimpernde Schlüssel machen Ultraschall ohne Ende. Damit habe ich in den 
70ern die US Fernbedienungen plattgemacht und in den 90ern die 
Spezialisten, die 'professionelle' indoor Navigation mit Ultraschall 
vorführen wollten. Ging dann nicht ;)).

Ultraschall is nich so gut.
Cheers
Detlef

von Jacko (Gast)


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> Volle (Gast) schrieb:
> Man muss einen  deutlich stärkeren Puls verzögert senden dann  hält
> der Empfänger das erste Echo  für eine Störung und wertet das zweite
> Echo als korrekt aus.

Vollkommen verkehrt gedacht!

Für den Preis ist da keine Logik drin: Nach dem Senden ist jedes
40 kHz-Signal im Empfänger "ein Echo", was nur als Logikpegel an den
µC geliefert wird. Der gegnerische Programmierer müsste also so doof
sein, auf verzögerte FAKE-Antworten zu warten, anstatt gleich das
(mit deutlich größerer Wahrscheinlichkeit) ECHTE Echo zu nutzen...

von Wega (Gast)


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Jacko schrieb:

> Für den Preis ist da keine Logik drin:

Für ein PRN PPM Muster hätte der eingebaute µC sich noch Zeit - aber wie 
so oft gilt: HW hui, SW pfui.

von oszi40 (Gast)


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Dominik D. schrieb:
> Zur Abtastung wird der HC-SR04 Ultraschall Sensor verwendet.

Dann schau mal wie es funktioniert und ob Ihr überhaupt im Kegel der 
Auswertung Euch befindet um irgendeine störende Antwort zu erzeugen. 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf

von Jacko (Gast)


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Wega (Gast) schrieb:
> Für ein PRN PPM Muster hätte der eingebaute µC sich(er?) noch Zeit

Hat er bestimmt, kann es bei dem Billig-Modul aber nicht ausgeben,
oder auswerten.

Ich kenne das Modul auch nicht, habe aber wenigstens interessehalber
mal in Datenblatt/Anleitung geguckt...

Und den Fragesteller interessiert es auch schon 2 Tage nicht mehr!
Tschüs!

von ich (Gast)


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Ist es dann wichtig welcher von den beiden Metallzylindern in welchen 
Zeigt?

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