Hallo, Ich muss für ein Schulprojekt die Ankunft eines Funksignals an 3 Antennenstation mit mindestens 10m abstand zueinander messen umd die Differenzen zu berechnen. Man stelle sich vor, ein gleichseitiges Dreieck mit a >=10m. Resultat soll 3 Werte mit 0s und 2 Verzögerungswerte dazu sein. Nun habe ich schon recherchiert und nichts gefunden. Also die Frage: Womit kann ich (mit z.B. Arduino,etc.) diese Signale brauchbar messen? AD oder so? Ich habe bereits Erfahrungen mit Programmierung in C++ und Python, aber da ist mein ABC zu Ende. Vielen Dank
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Pass auf das du dir nicht die Finger zerpiekst. ;) Der Laufzeitunterschied den du da messen willst ist weit unter der Ansprechzeit jedes Fertigempfängers, und einen eigenen Empfänger bekommst du nicht gebaut. Sicher, das es Funk ist und nicht Schall?
Ja, ganz sicher. Ich bin mir die Kürze der Unterschiede bewusst. Und wär es einfacher, hätt ich nicht gefragt
Und meinst Du nicht Pikosekunden!? Und meinst Du das wirklich? Vergiss es. Und der sogenannte "Lehrer"... Ach lassen wir das. Gruss Chregu
Ja, natürlich Pikosekunden Und ich möchte betonen, dass ich mir die Aufgabe teilweise selbst gestellt habe. Da GPS als ortung des Senders nicht funzt, muss ich mir eine Alternative ausdenken und habe mich zusammen mit ein paar anderen Schülern für 3-Punkt-Ortung entschieden. Jetzt brauch ich einfach nur etwas, womit ich die Zeiten nach dem Event x messen kann. Unproduktive Beiträge wie “Sicher dass du nicht Schall meinst“ oder “lass es lieber“ bringen mich jetzt auch nicht weiter. Also: Kennt jemand einen Chip/Modul, womit ich die Signalankunft auf Piko oder 10Pikosekunden genau unterscheiden/messen kann?
Ich fürchte, für Interferometrie ist etwas mehr als ein Arduino erforderlich.
Per L. schrieb: > Also: Kennt jemand einen Chip/Modul, womit ich die Signalankunft auf > Piko oder 10Pikosekunden genau unterscheiden/messen kann? 10 Pikosekunden entsprechen 3 Millimetern. Das schafft ein Baulaser.
Und wie bekomme ich die Leistung an so etwas wie einen Arduino angeschlossen? Oder geht das irgendwie anders?
Ich möchte ein interstellares Raumschiff bauen. Geht das auch mit einem Arduino?
Mache lieber ein anderes Projekt, z.B. eines mit "Radar Bewegungsmelder". Die Einheiten dazu sind noch bezahlbar: https://www.conrad.de/de/radar-bewegungsmelder-1-st-rsm-1650-5-v-max-l-x-b-x-h-25-x-25-x-13-mm-502370.html
Bernhard S. schrieb: > Ich möchte ein interstellares Raumschiff bauen. Geht das auch mit einem > Arduino? Klar. Da mußt du nur den Wurmloch-Sketch flashen.
Überleg dir bitte nochmal die genauen Anforderungen an dein System. Wie kommst du darauf, dass du Pikosekunden Genauigkeit brauchst. Vielleicht sagst du uns was du genau messen möchtest und nicht wie. Ansonsten kann ich dir nur davon abraten oder du solltest in der Richtung promovieren. Hier nur ein paar Gedanken, die mir zu deinem irrwitzigen Plan gekommen sind. Du hast drei Empfänger, die du auf Pikosekunden Genauigkeit synchronisieren musst. Wie? Ich meine GPS Empfänger schaffen es auch "nur" sich im Nanosekundenbereich zu synchronisieren. Dein Arduino kann analoge Daten warhscheinlich mit 125kHz samplen. D.h. all 8µs ein Sample. Das ist Faktor 10e6 bis zu Pikosekunden. Das aktuelle schnellste Oszilloskop (Keysight Infiniium UXR) sampelt mit 256GSa/s. D.h. all 3.7ps ein Sample. Da sind wir ja fast schon bei deinen Anforderungen, aber warum kostet das ganze bloß ~1Mio €?
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Piko wird nicht gehen. Ultraschall wäre schon anspruchsvoll genug. Die Aufgabe ist die gleiche, Sender/Empfänger und Schaltung aber bezahlbar/selbstmachbar.
@mkbit Entfernungsmesser auf Lichtbasis gibt es allerdings schon eine ganze Weile. Inzwischen sogar ganze arrays in einem Chip; genannt "ToF Camera". Da muss es also wohl eine Technik geben die ohne klassisches Samplen auskommt. Womöglich funktioniert das aber immer nur wenn Licht-Sender und Empfänger in einem Gerät sind. @perjl Solche ToF sensoren gibt es auch für Arduino. Wenn ihr die Einschränkung zulasst dass die Winkel dieses Dreiecks immer bekannt sind, könnte man damit eine Lokalisierung ermöglichen. Oder die Annahme treffen das Gebiet um das lokalisierende Objekt ist leer; dann könnte man den Sensor an einen Servomotor anbringen und damit die Umgebung abscannen.
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Also zuallererst: Ich kann mir nur die Lösung aussuchen, das Problem bleibt! Ich habe ein Sender (Dosengröße) und 3 Biodenstationen. Bodenstationen sollen für Ankunft des Signals X Zeiten liefern. Zur Synchronisation habe ich gedacht, könnte man doch dcf benutzen, oder?
Alex G. schrieb: > Womöglich funktioniert das aber immer nur wenn Licht-Sender und > Empfänger in einem Gerät sind. Man kann das natürlich auch über Interferenz lösen. Dann braucht man auch keine Synchronisation. Aber dazu braucht man dann eine bekannte Strecke, was innerhalb eines Moduls dann auch kein Problem ist.
Per L. schrieb: > Ich kann mir nur die Lösung aussuchen, das Problem bleibt! > > Ich habe ein Sender (Dosengröße) und 3 Biodenstationen. Bodenstationen > sollen für Ankunft des Signals X Zeiten liefern. Du beschreibst hier schon wieder nur deine Lösung. Dein Problem ist doch aber die Ortung der Dose. Welche Präzision brauchst du dabei?
Alleine die Synchronisation der Bodenstationen wird eine interessante Aufgabe!
Per L. schrieb: > Zur Synchronisation habe ich gedacht, könnte man doch dcf benutzen, > oder? Meinst Du das ernst, oder sollte das ein Scherz sein? > Ich kann mir nur die Lösung aussuchen, das Problem bleibt! Du kannst auch einsehen, dass Du Dir da etwas vorgenommen habt, was in der ursprünglich angedachten Form mit Deinen Mitteln schlicht nicht realisierbar ist. Du musst ja lediglich statt auf Funk z.B. auf Ultraschall setzen, schon ist das Vorhaben realisierbar. Wenn Du dem Lehrer erklärst, warum es in der ursprünglich angedachten Form nicht realisierbar ist, dann kann er unmöglich verlangen, dass die Aufgabenstellung in keinster Weise verändert werden darf.
per Licht kannst Du sowas prinzipiell lösen. Da ist die Wellenlänge fast ein Peta-Herz. Kilo Mega Giga Tera Peta Zudem gibt es optisch weit besser untersuchte Mechanismen als rein elektrisch. Bei Funk ist die Frequenz im Mega oder knapp einstellige Gigi-Herz Bei DCF-77 sind es (Überraschung: 77(,5)) kHz. Mach es mit Ultraschall, dann geht es und ist genauso schwer. Mit 77,5kHz (=12µs) ein Signal auf 12ps genau zu synchronisieren (10^6) ist so, als wolltest Du Deine Schieblehre an Kilometersteinen ausrichten.
Was technisch in der Hinsicht möglich ist, zeigt das Tracking von aktuellen VR-Headsets und Controllern. Ich besitze eine HTC Vive und bin immer wieder fasziniert, wie schnell und präzise das Tracking der Controller funktioniert. Die Basisstationen kennen ihre Position zueinander und den Winkel, in dem sie befestigt sind, ohne, dass ich den Abstand oder ähnliche Parameter angeben musste. Und das Tracking des Headsets funktioniert sogar mit nur einer Basisstation schon recht gut. Ein bisschen Theorie: http://vrjump.de/lighthouse-erklaert Ansonsten wäre es vielleicht möglich, das zu trackende Objekt optisch zu verfolgen. Ein paar RasPis mit Kameras, dazu OpenCV und ein paar "Kalibrierdaten" könnten schon reichen.
Generell betrachte ich die Aufgabe als lösbar. Man benötigt 3 analoge Empfänger die ohne Taktverzögerung einen trigger heraus geben, die Triggersignale kann man mit einem TDC (Time-to-Digital Converter) messen. Der TDC7200 von ti kann mit 55 pS auflösen, der GP30 von acam löst mit 11pS auf - ob das genau genug ist kann ich Dir nicht sagen... Dein Arduino ist dafür zu langsam, er muss ja aber auch nicht messen. Dein großes Problem wird aber der Messaufbau sein, das bekommt man als Schüler nicht hin - sorry für die Pauschalisierung! Darüber hinaus sind solche Zählerbausteine sehr modern und kommen deshalb in Zeitgemäßen Bauformen daher, fraglich ob Du TSOP14 oder gar QFN32 verarbeiten bzw. löten und fräsen kannst....
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Christian M. schrieb: > Und der sogenannte "Lehrer"... Ach lassen wir das. Der muss gar nicht so schlecht sein. Der pädagogische Ansatz, Schüler selbst herausfinden zu lassen, daß sie sich mit einem Ansatz gnadenlos und komplett verrannt haben, ist durchaus nicht schlecht -- von Fehlern lernt man schließlich am meisten.
Per L. schrieb: > Ja, natürlich Pikosekunden Du musst auf 0,3 mm genau messen? Geforderte Fehler/Genauigkeit hast du uns noch nicht verraten. > Und ich möchte betonen, dass ich mir die Aufgabe teilweise selbst > gestellt habe. Da GPS als ortung des Senders nicht funzt, muss ich mir > eine Alternative ausdenken und habe mich zusammen mit ein paar anderen > Schülern für 3-Punkt-Ortung entschieden. Man kann auch in der Schule lernen, dass man sich falsche Vorgaben gemacht hat und nach der Evaluierungsphase auf eine bessere, billigere, genauere und einfachere Möglichkeit zur Realisierung umsteigen. > Jetzt brauch ich einfach nur etwas, womit ich die Zeiten nach dem Event > x messen kann. Habe kurz geschaut - der ESP32 dürfte einen 80MHz Timer haben. Damit wärst du schon mal im Bereich von ~4 Metern... > Unproduktive Beiträge wie “Sicher dass du nicht Schall meinst“ oder > “lass es lieber“ bringen mich jetzt auch nicht weiter. Arg aufgerieben vor dem Lehrer und jetzt fehlt der Mumm zurückzuschwenken? Weiterbringen können dich diese Kommentare sehr wohl - du kannst lernen dich in Zukunft nicht mehr in solche Situationen zu bringen (soziale Kompetenz erhöhen, eigene Möglichkeiten besser einschätzen) > Also: Kennt jemand einen Chip/Modul, womit ich die Signalankunft auf > Piko oder 10Pikosekunden genau unterscheiden/messen kann? Ich nicht, aber beim googeln nach "ghz counter ic" kommen einige Links die dir ev. weiterhelfen könnten.
Beitrag #5750350 wurde vom Autor gelöscht.
Nochmals zu der Situation. Das Objekt wird sich bis zu 3km (Höhe) von den Empfängern entfernen und dannach bis zu 1km (horizontal) von den Stationen entfernt liegen. Zwischen Empfänger und Sender kann ein Wald liegen und die ganze Technik muss in 50-70ml passen (also im Sender). Also das ist die reine Situation. Daher halte ich eine Ortung über Audio oder Optik für unwahrscheinlich.
Per L. schrieb: > Nochmals zu der Situation. Das Objekt wird sich bis zu 3km (Höhe) von > den Empfängern entfernen und dannach bis zu 1km (horizontal) von den > Stationen entfernt liegen. Zwischen Empfänger und Sender kann ein Wald > liegen und die ganze Technik muss in 50-70ml passen (also im Sender). > > Also das ist die reine Situation. Daher halte ich eine Ortung über Audio > oder Optik für unwahrscheinlich. Bist du irre? Glaub das geht nicht mal mit Militärtechnik... Alternative: GPS + GSM Modul in die Dose einbauen.
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Das ist ein Thema, mit denen sich Heerscharen von Ingenieuren seit Jahren beschäftigen. Dafür wurden dann aufwändige schnelle AD Wandlerausteine oder FMCW-Radare mit FPGAs oder DSPs gekoppelt. Das größte Problem ist bei dieser Anwendung, dass sich per Mehrwegeausbreitung die Signale überlagern. Das allererste eintreffende Signal kannst Du nur bei sehr hoher Bandbreite des Sendesignals von den Echos, die z.B. an Trapezblechwänden, Schränken und Maschinen entstehen, trennen. Sonst ist die Genauigkeit dahin. Anstatt FMCW Radar wird mittlerweile meist UWB -Technik verwendet. Da hast Du dann statt der knapp 50 -100MHz im ISM Band dann bis zu mehreren GHz Bandbreite. Diese dann aber mit sehr geringen Leistungen. Vor 10 Jahren kostete so ein industriell hergestelltes (FMCW) System mit vielleicht 4 Ankern und einem Tag / Mobilteilnehmer noch um die 20.000€ Seit einger Zeit gibt es dafür fertige relativ preiswerte Chipsätze, bei denen das komplette Evulationskit mit mehreren Ankern um die zweihundert Euro kostet. Suche mal nach der Firma Decawave, die haben nach vielen Jahren verschobener Ankündigungen einen Chipsatz entwickelt. -- habe soeben den nachtrag zur vermutlichen Drohnensteuerung gesehen. Problematisch wird für Dich dabei die schlechte Sichtverbindung der Anker werden, die diese zur Synchronisation benötigen. Insbesondere wenn eine UWB Lösung zum Einsatz kommt. Selbst wenn Du die Dinger mit super Sicht auf Stative im Freifeld aufstellst wird das sehr sportlich. Andere System arbeiten dann z.B. mit Synchrionisation der Anker z.B. über Referenztaktleitungen, ob nun Glasfaserwickel bekannter Länge ... vg
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Ja genau, Per L. schrieb: > >=10m kann ja auch Per L. schrieb: > 3km (Höhe) > 1km (horizontal) sein. TROLL! Gruss Chregu
Per L. schrieb: > Nochmals zu der Situation. > ... Und was fehlt noch von der Aufgabenstellung? > Also das ist die reine Situation. Aber nicht spezifiziert. > Daher halte ich eine Ortung über Audio > oder Optik für unwahrscheinlich Was hâltst du von einem Neuanfang? Sammelt einmal alle Vorgaben und macht eine ordentliche Spezifikation! Das erleichtert das finden einer Lösung ungemein. > ... > Das Objekt wird sich bis zu 3km (Höhe) von > den Empfängern entfernen und dannach bis zu 1km (horizontal) von den > Stationen entfernt liegen. Und das bei Bodenstationen, die im Abstand von 10m stehen können?!
Per L. schrieb: > Das Objekt wird sich bis zu 3km (Höhe) Und 3km über dem Wald gibts kein GPS? Und außerdem bedenke auch die gesetzliche Situation bzgl unbemannte Flugkörper und zulässige Flughöhen und Flug außer Sichtweite, nicht daß das Ärger gibt!
Per L. schrieb: > Zur Synchronisation habe ich gedacht, könnte man doch dcf benutzen, > oder? Dazu gibt es sogar einen extra Absatz in Wikpedia: https://de.wikipedia.org/wiki/DCF77#Genauigkeit:_Erkennung_des_Sekundenbeginns "Mit optimierten Dekodieralgorithmen und keiner zu starken Bandbegrenzung im Empfangsfilter liegt die zeitliche Unsicherheit, mit der der exakte Beginn der amplitudenmodulierten Sekundenmarken erkannt werden kann, bei wenigstens etwa 100 Mikrosekunden. "
@perjl: Erkläre doch lieber einfach mal konkret, um was es bei diesem ominösen Schulprojekt eigentlich geht, und welches konkrete Problem Du dabei lösen musst. Auf die Weise kann man Dir viel schneller und zielgerichteter helfen als mit dieser scheibchenweisen Informationspolitik. Dass Du jetzt plötzlich anfängst von 3km Höhe, 1km Entfernung, Wald dazwinschen und nur 50-70ml Volumen zu sprechen, lässt mich bspw. vermuten, dass da eine kleine Rakete oder sowas in der Art in die Luft geschossen werden soll, was nicht gesteuert wird und was dann wieder irgendwo auf dem Boden aufschlägt? (Und am Ende kommt dann vermutlich heraus, dass es eigentlich nur darum geht, dieses Flugobjekt danach wieder zu bergen ;-) )
Das Projekt heißt CanSat (Google hilft weiter) GPS funktioniert nicht, weil das Modul von den “Strapazen“ der 20s in der Rakete und den 120s etwas verwirrz ist und sich erst findet, wenns schon am Boden liegt. Und ich bin kein Troll, wenn ich behaupte, dass die Bodenstationen mehr als 10m voneinander entfernt stehen und später angebe, dass der 'Satellit' etwas höher und weiter fliegt.
Joachim S. schrieb: > @perjl: > > Dass Du jetzt plötzlich anfängst von 3km Höhe, 1km Entfernung, Wald > dazwinschen und nur 50-70ml Volumen zu sprechen, lässt mich bspw. > vermuten, dass da eine kleine Rakete oder sowas in der Art in die Luft > geschossen werden soll, was nicht gesteuert wird und was dann wieder > irgendwo auf dem Boden aufschlägt? > (Und am Ende kommt dann vermutlich heraus, dass es eigentlich nur darum > geht, dieses Flugobjekt danach wieder zu bergen ;-) ) In der Tat Aber ich möchte das Teil nicht nur bergen (dafür würde GPS ausreichen) sondern während des Fluges verfolgen. Das hat bis jetzt kaum jemand geschafft.
Per L. schrieb: > Das hat bis jetzt kaum jemand > geschafft. Und hier wurden viele Gründe genannt, weshalb.
Per L. schrieb: > Das Objekt wird sich bis zu 3km (Höhe) von den Empfängern entfernen und > dannach bis zu 1km (horizontal) von den Stationen entfernt liegen Ah, ihr macht beim Cansat-Projekt mit. :-) Vergiss die Pikosekunden. Was eher noch funktioniert, ist die Messung eines Phasenversatzes eines (U)HF-Signals. Allerdings wird das spätestens mit dem Wald dazwischen dann zu Ende sein, selbst wenn das bei freier Sicht noch funktioniert. (Edit: OK, Cansat hattest du danach selbst genannt, ich hatte es noch aus deinen Anforderungen geraten.)
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Sebastian R. schrieb: > Per L. schrieb: > > Und hier wurden viele Gründe genannt, weshalb. Ich liebe die Herrausforderung. Darum, und weil ich gewinnen will muss ich es zumindest versuchen.
dann betrachte die Sache mit den TDCs mal etwas genauer..
Per L. schrieb: > GPS funktioniert nicht, weil das Modul von den “Strapazen“ der 20s in > der Rakete und den 120s etwas verwirrz ist Ich würde erstmal versuchen ein weniger defektes GPS-Modul kaufen das nicht von den "Strapazen" verwirrz wird.
Dann war die erste lehrreiche Erkenntnis, dass man seine Anforderungen und Details gleich zu Beginn schreibt und nicht erst die Leute tagelang raten lässt..
Per L. schrieb: > Aber ich möchte das Teil nicht nur bergen (dafür würde GPS ausreichen) > sondern während des Fluges verfolgen. Das hat bis jetzt kaum jemand > geschafft. Wie wäre es mit einem Inertial-Navigationssystem? Die bestimmen mit GPS+Beschleunigungssensoren ihre Position. Dann musst du die Position übertragen (z.B. mit einem gängigen Funkmodul) oder nachträglich aus Logdaten auslesen. z.B.: https://www.vectornav.com/products/vn-200 Die sind genau und robust genug für Rennautos :-)
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Wenn es um die reine Bahn geht, sollte doch eine optische Verfolgung ganz gut gehen? Den Start in die Nacht versetzen, die Empfänger in ein paar Kilometern Entfernung aufstellen und den Sender mit ein paar ordentlichen LEDs blinken lassen. Das Ganze mit jeweils einer Kamera in der Empfangsstation filmen. Da sollte die Flugparabel sich am Anfang und nachdem der Motor verloschen ist, genau genug aufzeichnen lassen, um den Rest extrapolieren zu können.
Walter T. schrieb: > Den Start in die Nacht versetzen Den Starttermin kann er sich nicht aussuchen. ;-)
Ist das nicht die Ureigenste Domäne der CB-Funk-Fuchsjagden? Ich kenne das nicht, aber prinzipiell können die doch auch von 3 festen Punkten peilen und finden, oder?
Walter T. schrieb: > Jörg W. schrieb: >> Den Starttermin kann er sich nicht aussuchen. ;-) > > Wann ist er denn? Weiß ich nicht, aber ich weiß, wie Cansat funktioniert. Der Starttag steht damit mehr oder weniger bereits fest, die genaue Reihenfolge und -zeiten, wann die jeweiligen Teams starten, stehen erst kurz davor fest. Hängt ja u.a. auch vom Wetter ab. Ist auf jeden Fall alles am hellen Tag. A. S. schrieb: > Ist das nicht die Ureigenste Domäne der CB-Funk-Fuchsjagden? CB und Fuchsjagd? Wäre mir neu. Amateurfunk ja, allerdings fliegen die Füchse da nicht durch die Gegend sondern bleiben fest auf dem Boden …
Theoretisch würde sein Vorhaben schon gehen! Vorschlag: Phasenpeiler! Dann benötigt er nur zwei Stationen und kann mittels Triangulation die Position des Senders ermitteln. Machen Amateurfunker schon seit Jahren. Phasenpeiler aufzubauen ist einfach: 4 Antennen an einen 4-fach-Antennenschalter auf Diodenbasis und dann die Umschaltzeit als Frequenz messen. Das geht mit einem Arduino. Als Empfänger kann er einen DRA818U von Box73 verwenden. Dieser lässt sich vom Arduino aus konfigurieren. Als Sender kann er dann einen RFM69 benutzen.
Mhm... vielleicht hätte ich gleich lediglich die Situation und Aufgabe schildern sollen... Ich entschuldige mich an dieser Stelle für meine unpräzisen Angaben anfangs (auch wenns schlimmer geht). Wenn es einfacher mit 2 Punkten geht, bin ich natürlich sehr offen dafür. Passt der RFM69 denn in eine Dose (mit reichlich Platz) und wie ist die Reichweite?
Wie wäre es, wenn Du etwas ganz anderes messen würdest? Werden die Sender sehr genau aufeinander abgestimmt, so müsste sich über die Empfangsfeldstärke was machen lassen. Also Dezibellos statt Pikoflöten.
Amateur schrieb: > Werden die Sender sehr genau aufeinander abgestimmt, so müsste sich über > die Empfangsfeldstärke was machen lassen. Ist extrem ungenau, zumal die RSSI-Granularität bei den meisten Empfängern auch nur recht grob ist.
In der Elektor (Heft 9/2018) war ein Projekt wo mit Sendern/Empfängern (ich glaube für LoraWan 2,4GHz) sowas gemacht wurde... über die integrierte Ranging-Funktion konnte ein Pärchen die Laufzeit messen... vielleicht als Idee. Kostet leider Geld der Artikel... https://www.elektormagazine.de/magazine/elektor-59/41887
Also mit 10.000.-€ bis 20.000.-€ bist du dabei. Die Laufzeitmessungen erfordern synchronisierte Uhren in Pico-Bereich und das kostet Geld. Dann überlege mal, ob du mit drei Empfängern auskommst, das geht nämlich nur mit perfekter Synchronisation. Alle Frequenzreferenzen müssen die gleiche Genauigkeit haben und bei den Anforderungen wird eine teure thermische Regelung erforderlich. Mit Amateurmitteln erreichst du 10-7 (mit Ofen). Standard ist es auf ein 10-MHz-Frequenznormal mit DCF-Anbindung zurückzugreifen. Dann ist bei 10-11 Schluss. Das entspricht 10 Picosekunden.
Skyper schrieb: > Kostet leider Geld der Artikel... > https://www.elektormagazine.de/magazine/elektor-59/41887 "Sie müssen eingeloggt sein, um diese Datei herunterzuladen." Habe ohne Einloggen aber die Datei laden können!
Per L. schrieb: > Joachim S. schrieb: >> @perjl: >> >> Dass Du jetzt plötzlich anfängst von 3km Höhe, 1km Entfernung, Wald >> dazwinschen und nur 50-70ml Volumen zu sprechen, lässt mich bspw. >> vermuten, dass da eine kleine Rakete oder sowas in der Art in die Luft >> geschossen werden soll, was nicht gesteuert wird und was dann wieder >> irgendwo auf dem Boden aufschlägt? >> (Und am Ende kommt dann vermutlich heraus, dass es eigentlich nur darum >> geht, dieses Flugobjekt danach wieder zu bergen ;-) ) > > In der Tat > > Aber ich möchte das Teil nicht nur bergen (dafür würde GPS ausreichen) > sondern während des Fluges verfolgen. Das hat bis jetzt kaum jemand > geschafft. Ok, ich versuch mal einen Ansatz: im "Satellit" einen Sender auf 2,4 GHz oder noch besser 5Ghz, also im ISM-Band. Diesen Sender beim Abstieg mit drei Antennen verfolgen. Als Antennen preiswerte Sat-Spiegel mit Dosenerreger, als Empfänger etwas was den Empfangspegel auswirft. Kontinuierlich Azimuth und Elevation der Spiegel messen und ggf über den Empfangspegel nachführen. Während des Abstiegs anhand der Winkel die Kurve und Aufschlagpunkt berechnen. Also sowas wie ein FL-Radar, bloss mit "aktiven" Ziel. Viel Erfolg ;) Grüße Michael
Bernhard S. schrieb: > Ich möchte ein interstellares Raumschiff bauen. Geht das auch mit einem > Arduino? Nein, aber vielleicht mit einer Feuerwerksrakete?
Bernadette schrieb: > Also mit 10.000.-€ bis 20.000.-€ bist du dabei. Soooo heftig ist es auch wieder nicht. Es gibt schon Indoor-Lokalisationssysteme, die ebenfalls mit Laufzeitunterschieden arbeiten und die weit unterhalb der 10k€ anzusiedeln sind: https://www.localino.net/de/
Per L. schrieb: > Womit kann ich (mit z.B. Arduino,etc.) diese Signale brauchbar messen? > AD oder so? Direktes messen im Bereich ps kannst du vergessen. Die Zähler würden im Ghz Bereich arbeiten und müssten auch noch genau sein. Sehe aber die Chance das du auf einen Träger zwei Signale modulierst und den Phasenwinkel zwischen beiden misst. Das geht in Hardware oder Software. Über die Signalfrequenz bist du unabhängig vom Träger und kannst einen messtechnisch sinnvollen Bereich wählen. Das Signal ist dann kontinuierlich also Oversampling so viel du willst. Da du ja zusätzlich eine Dopplerverschiebung bekommst kannst du auch die Beschleunigung der Rakete rausrechnen. Das ganze hat aber einen Nachteil, ich hab mir das gerade ausgedacht und weiß nicht ob es funzt. ;-)
Bernd K. schrieb: > Und 3km über dem Wald gibts kein GPS? Mit Differential-GPS schafft man da auch die Genauigkeit im Meterbereich. So arbeiten m.W. inzwischen die Vermesser.
Skyper schrieb: > Kostet leider Geld der Artikel... > https://www.elektormagazine.de/magazine/elektor-59/41887 Nicht, wenn man sich den Artikel in der nächsten Leihbücherei holt.
Noch ne Idee: Die Rakete sendet einen unmodulierten Träger auf 443MHz aus. Der wird per PLL aus irgendeinem per Funk empfangbaren Zeitnormal gewonnen und ist deshalb phasenstarr an dieses gekoppelt. An jeder Bodenstation erzeugst Du mit genau der selben Methode aus genau dem selben Zeitnormal genau den selben Träger und mischt diesen mit dem empfangenen Träger von der Rakete per IQ-Mischung. Wenn die Rakete stillsteht dann zeigt Dein IQ-Vektor irgendwohin und bewegt sich nicht. Entfernt sich die Rakete dann dreht der Vektor sich links herum, die Umdrehungen zählst Du, jede volle Umdrehung sind ungefähr 70cm. Nähert sich die Rakete dann dreht er sich rechts herum.
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Bernhard S. schrieb: > 10 Pikosekunden entsprechen 3 Millimetern. Das schafft ein Baulaser. Zur Funktionsweise: https://www.youtube.com/watch?v=pcw3Ue3cLUo Kurz vor Ende des Films wird es interessant. Er erklärt wie sich ein Phasenverschiebung (Laufzeitunterschied) in den Millisekundenbereich umsetzen lässt.
Was spricht gegen Trägheitsnavigation? Beschleunigung, Drehrate, Magnetfeld (Kompass) alle Komponenten über wenigstens drei Achsen Messen, dazu noch die Höhe über Drucksensor, die Geschwindigkeit über Staudruck und dazu GPS Stützpunke aus einem oder mehreren 10 Hz GPS Empfängern. Die Daten zur Bodenstation Funken und an einem Rechner verheiraten. Am Ende sollte eine recht genaue Position raus kommen.
Bernhard S. schrieb: > Ich möchte ein interstellares Raumschiff bauen. Geht das auch mit > einem Arduino? Geht, möchtest Du mal mitfliegen? Musst aber einen eigenen Bootloader mitbringen. Mal ernsthaft gefragt...das Problem ist doch wohl nur mit sehr aufwendiger und teurer Messtechnik lösbar, oder? Ist das überhaupt eine sinnvolle, also realistische bzw. praxisorientierte Aufgabenstellung?
Jörg R. schrieb: > nur mit sehr > aufwendiger und teurer Messtechnik lösbar Nicht notwendigerweise besonders teuer nur sehr aufwendig. Weiter oben hat jemand nen Link zu nem integrierten Trägheitsnavigationssystem (VN-200) gepostet. Das Ding kostet 900€. Im Innern des Gehäuses sind 5€ GPS, 5€ Accelerometer und Gyro, 1€ Mikrocontroller und 889€ Hirnschmalz. Wenn er selber schon ausreichend Hirnschmalz vorrätig hat kommt er vielleicht zu ner preisgünstigeren Lösung.
Wenn man das implementieren will, könnte man hier anfangen: http://cache.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN3397.pdf?fsrch=1&sr=2
Bernd K. schrieb: > Nicht notwendigerweise besonders teuer nur sehr aufwendig. In einer (Feststoff)Rakete? Wie viel G hat die beim Start? Kannst du da ohne viel Aufwand messen und speichern? Kann ich mir nicht vorstellen. Ein Inertialsystem hat den Nachteil das alles mitgeschleppt werden muss. Einen Sender kannst du billig bauen, vergießen und die Antenne als Teil der Hülle ausformen. Am Boden kannst du mit dem Signal bis hin zur gemieteten Rechnerfarm alles machen und weder die Information noch das Equipment geht verloren wenn ...
HyperMario schrieb: > In einer (Feststoff)Rakete? Wie viel G hat die beim Start? Kannst du da > ohne viel Aufwand messen und speichern? Kann ich mir nicht vorstellen. Ja. Die meisten Sensoren können 8 oder sogar 16g messen.
Wegen der G können wir Navigation mit Gyro und Accelerometer vergessen, beim Start kommt nur Pfusch herraus. Das ist eine Erfahrung von mehreren Teams. Genau deshalb, bin ich für was anderes. Nicht, dass ich lieber Funk benutzen würde, aber wisst ihr, ob es einen Ultraschallsender gibt, der klein genug für eine Dose ist, aber genügend stark ist um ihn über 1000-2000m zu messen?
Per L. schrieb: > Wegen der G können wir Navigation mit Gyro und Accelerometer vergessen, > beim Start kommt nur Pfusch herraus. Das ist eine Erfahrung von mehreren > Teams Auch mit hochqualitativen Systemen wie dem genannten VN-200? Wie gesagt funktioniert das selbst bei der starken Beschleunigung und Vibration in Elektro-Rennautos (ca 8g). Das ist ne andere Hausnummer als die ollen Arduino-Module. Die Teile sind unglaublich winzig, präzise... und teuer ;-) Wichtig ist das Modul möglichst starr mit dem schwersten Teil des Fahrzeugs (Rahmen?) zu verbinden, weil das am Wenigsten vibriert (Trägheit).
Vn200 sieht ja schön und gut aus, aber wo kann ich den kaufen? Geld ist “nebensächlich“.Solange unsere Dose selbst nicht über 500€ Materialkosten hat...
Per L. schrieb: > Vn200 sieht ja schön und gut aus, aber wo kann ich den kaufen? https://www.vectornav.com/purchase/product/vn-200-chip
Niklas Gürtler schrieb: > Per L. schrieb: >> Wegen der G können wir Navigation mit Gyro und Accelerometer vergessen, >> beim Start kommt nur Pfusch herraus. Das ist eine Erfahrung von mehreren >> Teams > > Auch mit hochqualitativen Systemen wie dem genannten VN-200? Wie gesagt > funktioniert das selbst bei der starken Beschleunigung und Vibration in > Elektro-Rennautos (ca 8g). A. S. schrieb: > HyperMario schrieb: >> In einer (Feststoff)Rakete? Wie viel G hat die beim Start? Kannst du da >> ohne viel Aufwand messen und speichern? Kann ich mir nicht vorstellen. > > Ja. Die meisten Sensoren können 8 oder sogar 16g messen. Laut den technischen Anforderungen: https://www.cansat.de/technische-anforderungen muss der Satellit Beschleunigungen bis zu 20g standhalten. In den Anforderungen steht übrigens auch, dass die Kosten für alle Bestandteile des Satelliten 500 Euro nicht überschreiten dürfen. Davon müssen nochmal 80 Euro abgezogen werden, "wenn das zur Verfügung gestellte CanSat-Kit verwendet wird", was die meisten Teams vermutlich verwenden. Diese 500 bzw 420-Euro-Grenze gilt allerdings nur für die Flugeinheit, das Equipment am Boden kann offenbar beliebig teuer sein. Dieses VN-200 für 2100$ wäre damit aber bspw. schon mal raus.
Per L. schrieb: > Geld ist “nebensächlich“.Solange unsere Dose selbst nicht über 500€ > Materialkosten hat... Hmm. Vielleicht sponsorn die euch ja...
Joachim S. schrieb: > r Satellit Beschleunigungen bis zu 20g standhalten. Auch 64g sind für Sensoren kein Problem. Das Problem ist (für mich, parallelthread), dass die Messungen nach wenigen Sekunden bei optimalen Bedingungen schon jenseits gut und böse liegen. Wegen doppelter Integration.
Per L. schrieb: > Nicht, dass ich lieber Funk benutzen würde, aber wisst ihr, ob es einen > Ultraschallsender gibt, der klein genug für eine Dose ist, aber genügend > stark ist um ihn über 1000-2000m zu messen? Ja wissen wir: Gibt es nicht. Physikalische Gründe sprechen dagegen, denn Ultraschall wird in der Luft erheblich gedämpft. Hier http://www.sengpielaudio.com/calculator-air.htm Gibt es einen Online-Calculator, bei 20kHz und +20°C und 50% Luftfeuchte hat man ein halbes dB pro Meter. Das ist zu verstehen zusätzlich zum 1/r^2 Verhalten welches 6dB pro Entfernungsverdoppelung verursacht. Bei 1000 Meter wären es 500 dB alleine durch die Luftdämpfung. Übrigens ist das der Grund, warum weit reichende Schiffshörner tiefe Frequenzen benutzen. Die Reichweite ist dann größer.
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Per L. schrieb: > Nicht, dass ich lieber Funk benutzen würde, aber wisst ihr, ob es einen > Ultraschallsender gibt, der klein genug für eine Dose ist, aber genügend > stark ist um ihn über 1000-2000m zu messen? Kannst du auch vergessen, die Dämpfung der Atmosphäre ist zu hoch. Da steckst du so viel Energie rein das du Rakete mit einer Thermokamera verfolgen kannst ;-). Die Fuchsjagd der Funkamateure funzt auch nicht. Diese setzt ein Nachführen der Antennen während des Fluges voraus. Da wäre eine optische Peilung mit Kamera oder von Hand einfacher. Du hast kaum Kohle für die Nutzlast (Wettbewerbsbeschränkung). Das Teil in der Dose muss also so einfach wie möglich sein. Die Bodenstationen haben keine Beschränkung. Die Dose fliegt auch ziemlich schnell (20g ist schon eine Hausnummer). Ein Pieper wie im Sputnik, das Signal am Boden aufzeichnen und im Postprocess die Dopplerverschiebung auswerten wäre mein Favorit. Das geht mit simplen Funkgeräten die müssen aber weiter auseinander stehen als die angesagten 10 Meter.
Per L. schrieb: > wisst ihr, ob es einen > Ultraschallsender gibt Ultraschall war gut bei 10m oder mehr Per L. schrieb: > Man stelle sich vor, ein gleichseitiges > Dreieck mit a >=10m. Es ist den Größenordnungstod gestorben bei Per L. schrieb: > bis zu 1km (horizontal) von den > Stationen entfernt Solange aber Sichtverbindung während des Falls besteht (also bis über ggf. Baumwipfel) und man zu dritt ist, käme man auch so auf 50m an den Sender heran. Da reicht dann ja schon fast eine LED oder halt wieder Ultraschall bzw. ein echter Piepser. Ist Deine Aufgabe am Ende nur, einen "halben Backstein" in einem Gebiet von 500m Umkreis manuell zu bergen? Zu dritt ist das eine Arbeit von 10Minuten.
A. S. schrieb: > käme man auch so auf 50m an den Sender heran was aber aufwendig genug ist, z.B.: 1) im Dreieck ums Zielgebiet aufstellen 2) GPS-Positionen genau bestimmen 3) den jeweiligen Sektor durch 2 Landmarken genau eingrenzen 4) einen Metermaß waagerecht auf Kinnhöhe anbringen, mit den Enden optisch an den Landmarken 5) die 3 cm-Werte ablesen und in einer App (Excel-Tabelle) den Schnittpunkt als GPS-Koordinate berechnen 6) von allen 3 Seiten den Weg dahin bahnen 7) 50m vorher auf Nahnavigation umstellen
A. S. schrieb: > Da reicht dann ja schon fast eine LED oder halt wieder > Ultraschall bzw. ein echter Piepser. > > Ist Deine Aufgabe am Ende nur, einen "halben Backstein" in einem Gebiet > von 500m Umkreis manuell zu bergen? Zu dritt ist das eine Arbeit von > 10Minuten. Verschätz Dich nicht wie schlecht ein Pieper manchmal zu hören ist. Ich stand schonmal fast 10 Minuten vor meinem abgestürzten Flugobjekt, bin mehrmals fast schon draufgetreten ohne es zu sehen (dichtes Blattwerk in Bodennähe), konnte es deutlich piepen hören aber die hohe Frequenz des Piepers nur schwer orten.
HyperMario schrieb: > Ein Pieper wie im Sputnik, das Signal am Boden aufzeichnen und im > Postprocess die Dopplerverschiebung auswerten wäre mein Favorit. Wenn er einen unmodulierten Träger direkt bis auf wenige hundert Hertz heruntermischt anstatt einen aufmodulierten Piepston zu nehmen wird der Effekt sogar noch deutlicher. Aber er muß sich dennoch ziemliche Mühe geben daß der Sender (und auch die Empfänger am Boden) möglichst nicht driften, und zwar nicht das kleinste bisschen sonst ist er ruckzuck ein paar Meter daneben.
Im Elektor Märzheft ist ein "Lichtlineal" beschrieben, das Abstände bis 2m messen kann. https://www.elektormagazine.de/magazine/elektor-87/42482 https://www.elektor.de/elektor-raspberry-pi-ruler "VL53L0X Time-of-Flight (ToF) sensor" Die Entfernung ist für die Anwendung hier natürlich zu gering, aber die Präzision der Messung im Picosekundenbereich muss das Teil ja auch haben.
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https://www.elektor.de/downloads/dl/file/id/1843/18713_datasheet.pdf Naja Fig.21 S.26 zeigt eine Streubreite von 10cm auf 2m Entfernung.
Christoph db1uq K. schrieb: > "VL53L0X Time-of-Flight (ToF) sensor" > > Die Entfernung ist für die Anwendung hier natürlich zu gering, aber die > Präzision der Messung im Picosekundenbereich muss das Teil ja auch > haben. Der moduliert ein Signal im 3-stelligen MHz-Bereich auf einen Infrarotsender und mißt die Phasenverschiebug des reflektierten Signals. Das alte Exemplar das ich vor Jahren mal hier hatte ging damals noch keine 2m, da war ab nem halben Meter Schluß und die Zahlen wurden jenseits des Maximum wieder kleiner, wahrscheinlich hätte sich das dann periodisch über mehrere Wellenlängen wiederholt wenn die Reichweite gereicht hätte. "Time of Flight" ist übrigens ein selten dämlicher Name für sowas. Der sich das ausgedacht hat gehört 8-kantig gefeuert. Wahrscheinlich eine bildungsferne Marketingkrawatte. Den Ingenieuren die an diesem Produkt arbeiten rollt es wahrscheinlich jedesmal die Zehennnägel nach oben wenn sie diesen peinlichen Begriff hören müssen.
Per L. schrieb: > die Ankunft eines Funksignals an 3 > Antennenstation mit mindestens 10m Abstand zueinander messen, > um die Differenzen zu berechnen. > Man stelle sich vor, ein gleichseitiges > Dreieck mit a >=10m. Resultat soll 3 Werte mit 0s und 2 > Verzögerungswerte dazu sein. und dann steht der Sender in der Mitte :-)
● J-A V. schrieb: > > und dann steht der Sender in der Mitte :-) > Selbstverständlich nicht. Im Besten Fall (wortwörtlich), immer mind. 50m entfernt
Bernd K. schrieb: > Wenn er einen unmodulierten Träger direkt bis auf wenige hundert Hertz > heruntermischt anstatt einen aufmodulierten Piepston zu nehmen wird der > Effekt sogar noch deutlicher. Frage aus dem Tal der Ahnungslosen: Den Träger muss er doch senden, wie soll er den dann heruntermischen? > Aber er muß sich dennoch ziemliche Mühe > geben daß der Sender (und auch die Empfänger am Boden) möglichst nicht > driften, und zwar nicht das kleinste bisschen sonst ist er ruckzuck ein > paar Meter daneben. Das kann man ja mit GPS in Richtung Nanosekunden syncen
Niklas Gürtler schrieb: > Per L. schrieb: >> Wegen der G können wir Navigation mit Gyro und Accelerometer vergessen, >> beim Start kommt nur Pfusch herraus. Das ist eine Erfahrung von mehreren >> Teams > > Auch mit hochqualitativen Systemen wie dem genannten VN-200? Wie gesagt > funktioniert das selbst bei der starken Beschleunigung und Vibration in > Elektro-Rennautos (ca 8g). Das ist ne andere Hausnummer als die ollen > Arduino-Module. Die Teile sind unglaublich winzig, präzise... und teuer > ;-) Wichtig ist das Modul möglichst starr mit dem schwersten Teil des > Fahrzeugs (Rahmen?) zu verbinden, weil das am Wenigsten vibriert > (Trägheit). Soweit ich weiß, verlaufen sich selbst die 100k€ Inertialmesssysteme sehr schnell, wenn sie nicht ständig per GPS nachgestellt werden. Das liegt einfach daran, dass man um von Beschleunigung auf Position zu kommen zweimal integrieren muss, und dadurch jeder Fehler extrem schnell explodiert. Veranschaulichendes Beispiel: wenn die z-Achse deines Sensors um 0.001° gegen die "unten"-Richtung verdreht ist, und der Sensor nur still auf dem Tisch liegt, bist du nach einer Stunde um über einen Kilometer zur Seite gedriftet.
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Sven B. schrieb: > Soweit ich weiß, verlaufen sich selbst die 100k€ Inertialmesssysteme > sehr schnell, wenn sie nicht ständig per GPS nachgestellt werden Ja und deswegen haben diese Teile 1-2 GPS Module integriert mit welchen die Position ständig nachgeführt wird.
Bernd K. schrieb: > Noch ne Idee: > > Die Rakete sendet einen unmodulierten Träger auf 443MHz aus. Der wird > per PLL aus irgendeinem per Funk empfangbaren Zeitnormal gewonnen und > ist deshalb phasenstarr an dieses gekoppelt. > > An jeder Bodenstation erzeugst Du mit genau der selben Methode aus genau > dem selben Zeitnormal genau den selben Träger und mischt diesen mit dem > empfangenen Träger von der Rakete per IQ-Mischung. > > Wenn die Rakete stillsteht dann zeigt Dein IQ-Vektor irgendwohin und > bewegt sich nicht. Entfernt sich die Rakete dann dreht der Vektor sich > links herum, die Umdrehungen zählst Du, jede volle Umdrehung sind > ungefähr 70cm. Nähert sich die Rakete dann dreht er sich rechts herum. Der Ansatz gefällt mir. Wie lange fliegt die Dose? Die drei (oder mehr) Empfangsstationen zu synchronisieren ist ja nicht das Problem (GPS oder vor dem Start auf den modulierten Sender). Aber wie baut man einen Sender der bei 80-200m/s² nicht wegläuft? Quarz? Hohlraumresonator? Naja zum Testen auf einen Shaker und gib ihm. Oder reicht es evtl. wenn mann ein moduliertes Signal mit mehr als drei Stationen empfängt? Reichen evtl ein paar RTL-Sticks und ein zweiter (stabiler) stationärer Sender mit ein paar kHz Ablage? Oder die Dose empfängt bei (?) 880MHz und teilt runter und sendet bei 440MHz. Dann hat man sogar den doppelten Doppler :D Und den Sync-Sender für die Empfänger.
> Wenn die Rakete stillsteht dann zeigt Dein IQ-Vektor irgendwohin und > bewegt sich nicht. Entfernt sich die Rakete dann dreht der Vektor sich > links herum, die Umdrehungen zählst Du, jede volle Umdrehung sind > ungefähr 70cm. Nähert sich die Rakete dann dreht er sich rechts herum. Das Problem dabei ist wieder dass du integrierst, zwar nur einmal, aber man müsste trotzdem mal abschätzen ob man mit bezahlbarer Genauigkeit (sagen wir Oszillatoren auf 10^-8 synchron) die nötigen Specs erreichst. Ich glaube nicht. Das mit dem synchronisieren des Trägers funktioniert natürlich nicht, weil der auch dopplerverschoben ist.
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Per L. schrieb: > Ich muss für ein Schulprojekt Per L. schrieb: > Und ich möchte betonen, dass ich mir die Aufgabe teilweise selbst > gestellt habe. Per L. schrieb: > Ich liebe die Herrausforderung. Darum, und weil ich gewinnen will muss > ich es zumindest versuchen. Und jetzt wartest Du hier (und in anderen Foren ?) auf die Lösung. Hinweise hast Du eigentlich ausreichend bekommen - denke ich - also mach einfach mal. Außerdem könnt ihr euch die "Nebenaufgabe" doch selbst aussuchen - warum nicht etwas, was ihr leisten könnt? Wenn ich immer nur "ich" lese und ein Team dahinter sehe (soll wohl so sein), dann ist das für mich etwas befremdlich.
ganzwasanderes: ich gehe davon aus, daß relative Entfernungsmessung ausreicht. Die absolute Messung erfolgt vor dem Start mit dem Bandmaß. Die Messung braucht nur 30min stabil zu sein, und vor dem Start kann möglicherweise auch mit Kabel synchronisiert werden. Auf jeden Fall ist man sicher, daß vor dem Start die Geschwindigkeit 0 ist. Sender: zB 433MHz, CW. Eventuell temperaturstabilisierter oder geheizter Quarz. Sonst recht einfach gebaut. Empfänger: Antenne, dann aufgeteilt in Zweig X und Y X: Mischer mit 433MHz (alle 433MHz empfangsseitig vom gleichen Oszillator, der sollte möglichst genau an den Sender angeglichen sein und auch gut stabilisiert. Verteilung des Signals an alle Empfänger über Kabel) Danach erhälst Du ein Signal X schätzungsweise 0-1kHz. Y: Mischer mit 433MHz und 90Grad Phasenverschoben (Laufzeit, stück längere Leitung) X und Y Signale an ADC (eventuell kann das ein Arduino machen. Da dieser die beiden Signale nicht absolut gleichzeitig samplen kann, beidesmal S&H vorschalten) Dann weiter im PC. Ich weiß nicht, ob man die Daten so schnell in den PC übertragen kann, oder zwischenspeichern. Vielleicht ist der Ard. damit überfordert, aber sollte kein Problem sein, was anderes an der Stelle zu finden. 2-Kanal ADC mit 1kHz könnte sogar Soundkarte sein aber !!Bitte nicht!! Im PC denkst Du Dir die X-Y Ebene, da wird jeder Meßwert X und Y aufgezeichnet. Wenn sich nun der Sender entfernt, wird der Punkt (Vektor) eine Kreisbahn beschreiben. Radius (Länge) entspricht der Signalqualität. Der Winkel (in Radiant!!) (und Länge auf 1 gesetzt!) multipliziert mit Wellenlänge (von den 433MHz) ist die Entfernung, das heißt Rotationsgeschwindigkeit ist die Entfernungsgeschwindigkeit. Rückwärts-Rotation ist Annäherung (beim Absturz, Köpfe einziehen). Jetzt brauchst Du 3 derartige Empfänger. Sie sollten so weit wie möglich auseinander stehen. Denke Dir eine Kugel, r=1km (Entfernung des Senders), sie liegt auf 3 Punkten (Empfänger). Bei 10m Abstand der 3 Punkte liegt die Kugel recht wackelig. 100m sind besser (noch mit Kabelverbindung machbar). Weil der Sender nach "schräg vorne" fliegt, muß ein Punkt "schräg hinten oben" sein, so daß die gedachte Kugel nicht zu wacklig liegt. 100m über Grund ist kaum machbar, vielleicht reicht ein Antennenmast 10m auch aus, um die Höhe erfaßbar zu machen. Reflexionen bedenken, diese ergeben einen zusätzlich addierten Vektor, der mit anderem Winkel rotiert. Kritisch scheint da die Antenne hoch über Grund; evtl Richtantenne oder Abschirmung nach Grund. Für die Mathematik im 3-Dimensionalen braucht euer Team einen Einser-Kandidaten in Mathe, ich bin dazu nicht geeignet. Messung der Antennenabstände und Winkel zueinander am Startplatz mit Bandmaß und dann in den LAptop. Dann Vorversuche mit Ultraschall, das Prinzip ist genauso, aber dann mit einem 20MHz Oszilloskop sichtbar. Das gibt Erfahrungen, ist schnell und billig aufzubauen und euer Informatiker kann mit den Ergebnissen seine Software quälen. (wichtig: im Team parallel arbeiten). An alle Forentrolle: Man braucht keinen THz-Zähler und kein 100000Euro Oszilloskop. Aber auch keinen Rekord in wer-hat-die-schnellste-Antwort. Damit ist dem TO nicht geholfen. Aber ich gebe zu, ich habe auch keine Analyse dazu erstellt. Bitte Details selbst nachrechnen.
Das funktioniert nicht. Wenn die Oszillatoren im Bereich von 10^-8 herumdriften, laufen sie in 1 h um sqrt(3600)*10^-8 = 6e-7 = 600 ns = 180 Meter rms auseinander.
Sven B. schrieb: >> Wenn die Rakete stillsteht dann zeigt Dein IQ-Vektor irgendwohin und >> bewegt sich nicht. Entfernt sich die Rakete dann dreht der Vektor sich >> links herum, die Umdrehungen zählst Du, jede volle Umdrehung sind >> ungefähr 70cm. Nähert sich die Rakete dann dreht er sich rechts herum. > > Das Problem dabei ist wieder dass du integrierst, zwar nur einmal, aber > man müsste trotzdem mal abschätzen ob man mit bezahlbarer Genauigkeit > (sagen wir Oszillatoren auf 10^-8 synchron) die nötigen Specs erreichst. > Ich glaube nicht. Da wird keine Geschwindigkeit integriert, sondern Anzahl der Wellenlängen gezählt. Großer Unterschied. > > Das mit dem synchronisieren des Trägers funktioniert natürlich nicht, > weil der auch dopplerverschoben ist. Wenn der Standort des Sync-Senders bekannt ist, KEIN Problem. Nur etwas Mathe :)
Henrik V. schrieb: > Sven B. schrieb: >>> Wenn die Rakete stillsteht dann zeigt Dein IQ-Vektor irgendwohin und >>> bewegt sich nicht. Entfernt sich die Rakete dann dreht der Vektor sich >>> links herum, die Umdrehungen zählst Du, jede volle Umdrehung sind >>> ungefähr 70cm. Nähert sich die Rakete dann dreht er sich rechts herum. >> >> Das Problem dabei ist wieder dass du integrierst, zwar nur einmal, aber >> man müsste trotzdem mal abschätzen ob man mit bezahlbarer Genauigkeit >> (sagen wir Oszillatoren auf 10^-8 synchron) die nötigen Specs erreichst. >> Ich glaube nicht. > > Da wird keine Geschwindigkeit integriert, sondern Anzahl der > Wellenlängen gezählt. Großer Unterschied. Nein, das ist genau dasselbe nur aus unterschiedlichem Blickwinkel. Ob du Nulldurchgänge zählst oder Frequenzdifferenzen (die ja proportional zur Geschwindigkeit sind) misst bleibt sich genau gleich. Du kannst das eine ja ganz einfach in das andere umrechnen.
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Sven B. schrieb: > Du kannst das > eine ja ganz einfach in das andere umrechnen. Genau :) Aber wenn ich die Geschwindigkeit mit Fehler messe bekomme ich einen integralen Fehler.. schlecht. Wenn ich Nullduchgänge (Phasenlange) messe bleibt mein Fehler je nach Auswertemethode und Randbedingungen bei +- 1 bis <1/100'stel der Wellenlänge :) (BTDT HeNe-Laser Heterodyne 40MHz)
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Henrik V. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Du kannst das >> eine ja ganz einfach in das andere umrechnen. > Wenn ich Nullduchgänge (Phasenlange) messe bleibt mein Fehler je nach > Auswertemethode und Randbedingungen bei +- 1 bis 1/100'stel der > Wellenlänge :) Na, wenn die Grundschwingungen phasensynchron sind. Sind sie hier ja aber nicht. Dann ist das Problem doch genau dasselbe ...?
Sven B. schrieb: > Na, wenn die Grundschwingungen phasensynchron sind. Sind sie hier ja > aber nicht. Dann ist das Problem doch genau dasselbe ...? In der Dose sitzt ein Empfänger und ein Sender. Sync durch einen stationären Sender mit doppelter Frequenz, oder in der Dose wird ein Träger empfangen und je ein Träger +- ein paar kHz zurückgesendet. Wie schon geschrieben, wenn der Senderstandort bekannt ist, ist der Rest Mathe. Und man verdoppelt grob die Auflösung, da doppelter Dopplereffekt. Die Physik stimmt. In der Praxis ist CW Senden und Empfangen bei 400-900MHz bei den kleinen Leistungen auch keine Raketentechnik.
Henrik V. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Na, wenn die Grundschwingungen phasensynchron sind. Sind sie hier ja >> aber nicht. Dann ist das Problem doch genau dasselbe ...? > > In der Dose sitzt ein Empfänger und ein Sender. Sync durch einen > stationären Sender mit doppelter Frequenz, oder in der Dose wird ein > Träger empfangen und je ein Träger +- ein paar kHz zurückgesendet. Das geht doch aber nicht. Der Träger wird genauso dopllerverschoben wie das Signal.
Per L. schrieb: > Nun habe ich schon recherchiert und nichts gefunden. Also die Frage: > > Womit kann ich (mit z.B. Arduino,etc.) diese Signale brauchbar messen? > AD oder so? > > Ich habe bereits Erfahrungen mit Programmierung in C++ und Python, aber > da ist mein ABC zu Ende. > > Vielen Dank Ganz ehrlich? Erst mit "dicken Eiern" beim Lehrer vorsprechen und Systemgrenzen angeben, die so trival nicht zu beherrschen sind und dann soll das Forum auch noch deine selbst eingebrockten Hausaufgaben machen? Mach man schön selbst, vielleicht lernst Du daraus auch noch etwas. Als Lehrer würde ich Dich auch erstmal zappeln lassen und sagen, mach mal Jung.
dl1hwo schrieb: > > Ganz ehrlich? Erst mit "dicken Eiern" beim Lehrer vorsprechen und > Systemgrenzen angeben, die so trival nicht zu beherrschen sind und dann > soll das Forum auch noch deine selbst eingebrockten Hausaufgaben machen? > > > Mach man schön selbst, vielleicht lernst Du daraus auch noch etwas. > Als Lehrer würde ich Dich auch erstmal zappeln lassen und sagen, mach > mal Jung. 1. Sind meine Lehrer nicht so 2. Hat sich das Team zusammen gesetzt und sich dafür entschieden, das auszuprobieren 3. Haben mich (ich bin im Teil für soetwas zuständig) die Betreuer (ich bevorzuge diesen Begriff) auf die Komplexität hingewiesen, halten es aber für realistisch. 4. Da die Betreuer aus einem Doktor der Physik und einem wandelnden Lexikon rund um MCs und Physik sind, vertraue ich darauf, dass sie uns nicht (so) einfach ins Messer laufen lassen. Es sind keine “simplen“ Lehrer die nur auf Lehramt studiert haben und Wetbewerbe nett finden. Ich möchte außerdem keine fertige Formeln. Ich arbeite parallel zu dieser Diskussion an Recherchen und Tests. Bis jetzt ohne Erfolg. Aber es ist ja noch kein Meister vom Himmel gefallen und daher lege ich sehr viel Wert auf die Ideen des Forums
Sven B. schrieb: > 180 Meter rms auseinander. irgendeinen Tod muß man sterben. Bei Funk geht's nicht anders. Vielleicht ist es nicht zufällig sondern voraussehbar. Dann kann man rausrechnen. Es gibt nunmal Artefakte, und damit muß man klarkommen. (oder?? Mit Aufgeben und Bedenkenträger wird nix) Zu meinem Beitrag von oben: Könnte sein, daß Du mit einem 4. Empfänger die Unsicherheiten im Oszillator herausrechnen kannst. Bsp GPS, das ist genauso aber umgekehrt: Da müssen 4 Satelliten sichtbar sein, die Satelliten sind mit Atomuhren genau synchron. Das hast Du nicht, nimm ein Kabel zwischen deinen Empfängern. Der GPS Empfänger kommt mit einem billigheimer Quarz aus. Die Sender haben Zeitmarken im Signal, und verschiedene (?) Frequenzen. Das ist recht sportlich. Dafür hast Du das Bandmaß am Startplatz, das hat mein GPS-Empfänger nicht. Nocheineandereidee: Suche dir 2 (zulässige) Frequenzen [F1,F2], die um ungradzahlige Teiler auseinander liegen. Sende F1 über stationären Oszillator in CW zu deinem UFO. Dort umsetzen (Mischer) mit lokalem Oszillator auf F2 und zurück senden. Am Boden genau so umsetzen (baugleicher Mischer+Oszillator) und wie oben beschrieben in den Empfängern auf 0 runtermischen und auswerten. Ich denke, da kürzt sich der mitfliegende Oszillator heraus und du brauchst nicht so extrem auf dessen Stabilität zu achten. Aber du hast dann RX und TX auf deinem UFO, das ist sportlich im Empfänger. Wenn nicht so geht: Frequenz nicht mit Oszillator mischen zum Umsetzen, sondern PLL und Zähler verwenden ( ich rede von <=433MHz, sollte also machbar sein). Baugleich am Boden. Dann hast Du nicht mal einen Referenz-Oszillator mitfliegen. Und am Boden gibt es nur 1 Oszillator. Wenn es nicht geht: Das UFO rein passiv als Retroreflektor. Mit 3 (oder 4) Bodenstationen auf verschiedenen Frequenzen beleuchten, in den Bodenstationen Sende und Reflex-Signal mischen und die Wellenlängen auszählen. Stichwort Doppler-Radar? Aber nicht Mikrowelle sondern "machbare" Frequenzen. Ob rein passiv in Eure Ausschreibungsbedingungen paßt, weiß ich nicht.
> dl1hwo schrieb: >> >> Ganz ehrlich? Erst mit "dicken Eiern" Als Funker solltest Du doch wissen: Im Leben ist vieles Experimentiell und Hobby. Man lernt nur dazu, wenn man es selbst durchzieht. Auch der Mißerfolg ist ein Erfolg (beim Lernen). Oder lötest Du nichts und drehst nur am Yaesu herum?
abc.def schrieb: > Sven B. schrieb: >> 180 Meter rms auseinander. > > irgendeinen Tod muß man sterben. Bei Funk geht's nicht anders. > Vielleicht ist es nicht zufällig sondern voraussehbar. Dann kann man > rausrechnen. Es gibt nunmal Artefakte, und damit muß man klarkommen. > (oder?? Mit Aufgeben und Bedenkenträger wird nix) Klar, aber blind drauf los basteln ohne grob abzuschätzen was rauskommen könnte wird halt auch nichts. Und Positionsbestimmung mit EM braucht halt stabile Oszillatoren, sonst wird das nichts, und die kriegt man eher nicht für 500 Euro. Bei den GPS-Satelliten ist nicht zum Spaß in jedem eine Atomuhr. Rauschen kann man nicht rausrechnen. Wenn das ginge, gäbe es für 3 Euro entsprechend stabile Oszillatoren zu kaufen. Die Situation bei diesem Projekt ist halt dass das Problem extrem bekannt und extrem gut untersucht ist, weil es super viele Leute interessiert. Da es keine einzige (zumindest mir) bekannte Lösung dafür gibt, für wenig Geld Objekte im Kilometerabstand auf irgendwelche Zentimeter oder Meter mit EM zu vermessen, wird es vermutlich einfach nicht gehen. Der einzige Trick der mir in der vorliegenden Situation einfällt, wäre die Bodenstationen per Kabel zu synchronisieren. Dann sind eigentlich alle teuren Komponenten weg. Die Komplexität bleibt aber, im Endeffekt musst du GPS nachbauen. Was nicht gerade die einfachste Technologie ist. @TO: Du musst die Trollbeiträge ignorieren und dich an der Diskussion beteiligen, wenn du es umgekehrt machst (was du tust), werden es nur immer mehr Trollbeiträge.
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Per L. schrieb: > Also zuallererst: > Ich habe ein Sender (Dosengröße) und 3 Biodenstationen. Bodenstationen > sollen für Ankunft des Signals X Zeiten liefern. Ein Team aus Dresden hat das umgekehrt (CanSat als Empfänger) 2017 im Wettbewerb probiert. (https://positune.space/cansat-2017/) Vlt. kannst Du dich mit denen ja Abseits der Trolle hier einmal austauschen ;)
Sven B. schrieb: > Das geht doch aber nicht. Der Träger wird genauso dopllerverschoben wie > das Signal. Geht doch, eben doppelt so gut. Syncsender -> Ufo -> Empfänger Genau diese Streckensumme kann aus der Phasenmessung gewonnen werden. Die Positionen des Syncsenders und der Empfänger ist bekannt, das Ufo befindet sich irgendwo auf der Hüllfläche eines Ellipsoiden. Wie in der Schule Ellipsen an die Tafel malen mit Bindfaden, jetzt mit drei Bindfäden durch einem Schlüsselring im Raum. (Fliegt die Rakete (Ufo) genau auf der Geraden zwischen Syncsender und Empfänger, denkt dieser Empfänger die Rakete steht noch :> . Gilt auch für die Ellipse, aber dann trift er den Empfänger nicht. Diesen Fall hattest Du wohl als dauernd gegeben gesehen, der ist aber die Ausnahme und immer nur für einen Empfänger möglich) Wenn der Syncträger im UFO mit z.B. 32kHz 200% AM moduliert wird, d.h. nur die Seitenbänder werden ausgesendet, (dazu sucht man sich am besten einen Funkamateur, der einen dabei unterstützt), dann reichen als Empfänger die billigen RTL-SDR Sticks und etwas GNUradio zur Demodulation und Phasenmessung. Die besch... Frequenzstabilität des Sticks ist egal, da ich den Syncsender gleichzeitig sample und demoduliere. Schwankungen der 32kHz sind auch egal, da beide Seitenbänder gesendet werden. NTP über Wifi sollte wohl 1 ms sync schaffen sonst eben Kabel, bei Mach 3 (nicht den Rasierer, ca. 1000m/s ) plus eine Wellenlänge (eher weniger) macht grob geschätzt ein U von 2m pro Strecke es kommen noch ein paar ggf instabile Gruppenlaufzeiten dazu, noch mehr dann im Raum... je nach Geometrie. Wenn Ihr als Schüler soetwas aufbaut und die Physik dahinter verstanden habt, Hut ab. Meldet Euch bei mir, ich hätte da eine paar Praktika, Werkstudentenpositionen etc. :) ich hab schon fertig Studierte erlebt, die dazu nicht in der Lage sind. Gruß Henrik
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Sven B. schrieb: > braucht halt stabile Oszillatoren, Andererseits: Der Flug dauert ja nur ein paar Sekunden. Und vorher hat man jede Menge Zeit, Sender und Empfänger aufeinander einzustimmen, sprich eine Phasendrift bei stehendem Gerät zu ermitteln. Bleibt noch die Frage, ob die starke Beschleunigung den Oszillator beeinflusst, eventuell wäre hier ein rein elektrischer Oszillator, also kein Schwingquarz, besser.
Sven B. schrieb: > Die Situation bei diesem Projekt ist halt dass das Problem extrem > bekannt und extrem gut untersucht ist, weil es super viele Leute > interessiert. Da es keine einzige (zumindest mir) bekannte Lösung dafür > gibt, für wenig Geld Objekte im Kilometerabstand auf irgendwelche > Zentimeter oder Meter mit EM zu vermessen, wird es vermutlich einfach > nicht gehen. Svenni: Klar, nur auf bekannte Lösungen setzen, kann ein sicherer Weg sein. Deshalb wird er von Controllern und Menschen, die in der Materie unsicher sind auch gerne (und völligzu recht!) beschritten. Schnell eine bekannte Menge Cash draufschmeissen und gut ist. Mit dieser Einstellung kommt man aber nur endlich weiter und findet keine neuen Lösungen/Wege. /Obiwanmodus Die Physik ist stark und überall. Vertraue auf die Physik. /Obiwanmodus Also : >Da es keine einzige (zumindest mir) bekannte Lösung dafür gibt... oder >wird es vermutlich einfach nicht gehen. sind keine Gründe warum es nicht gehen kann. Selbst Erfahrung der alten Hasen zählt im negativen Fall nicht, man kann auch 20 Jahre lang etwas falsch machen. Gruß Henrik
Ernstl schrieb: > Bleibt noch die Frage, ob die starke Beschleunigung den Oszillator > beeinflusst, eventuell wäre hier ein rein elektrischer Oszillator, also > kein Schwingquarz, besser. Wenn`s noch keiner Gemacht hat, könnte ich mal einen XX MHz Oszillator (diese Blechkisten mit Quarz drin) auf einen Shaker schnallen (in xyz) und mal messen. ...so irgendwann im laufe dieses oder des nächsten Jahres.. würde mich aber wundern, wenn da in den letzten 70a nix zu publiziert worden ist. Ein elektrischer Schwingkeis aus Spule und Kondensator wird eher noch empfindlicher sein. Wie weiter oben schon erwähnt: Hohlraumresonator. Da ist es dann die Temperatur. Oder eben die Referenz am Boden lassen.
Henrik V. schrieb: > Sven B. schrieb: >> Das geht doch aber nicht. Der Träger wird genauso dopllerverschoben wie >> das Signal. > > Geht doch, eben doppelt so gut. Ok, hast recht, du baust quasi einen aktiven Reflektor auf. Das könnte gehen.
Henrik V. schrieb: > sind keine Gründe warum es nicht gehen kann. > Selbst Erfahrung der alten Hasen zählt im negativen Fall nicht, man kann > auch 20 Jahre lang etwas falsch machen. https://xkcd.com/675/
Henrik V. schrieb: > Oder eben die Referenz am Boden lassen Hab früher mit einem System gearbeitet das ähnlich funktioniert hat. Im Radarbereich mit Referenzstationen, allerdings mit Laufzeitmessung. Da gab es Sende- und Empfangsfrequenz weil die sich sonst gestört haben. Think simple, ein System das sendet und empfängt wird nicht einfacher. Den Doppler zu messen kann man mit einem Auto oder einer Drohne, Bahnänderungen in jeder Kurve. Das wäre dann die Machbarkeitsstudie. Daß in den letzten Jahrhunderten niemand versucht hat eine Cola Dose in 1km Höhe zu orten mag ja richtig sein, würde mich aber nicht davon abhalten. Im Gegenteil ;-).
Sven B. schrieb: > https://xkcd.com/675/ Nur dass "alte Hasen" eben keine Wissenschaftler sind. Im Flugmodellbau hat man anfangs nur Sperrholz und Kiefer verwendet. Die "alten Hasen" haben über Balsa die Schnuppernasen gerümpft, viel zu unstabil das Zeug. Man hat ja seine Erfahrungen.
Sven B. schrieb: > Dann sind eigentlich alle teuren Komponenten weg. Die Komplexität bleibt > aber, im Endeffekt musst du GPS nachbauen. Was nicht gerade die > einfachste Technologie ist. Im Gegensatz zu GNSS braucht man sich um die relativistischen Effekte nicht zu kümmern, kann die "Satelliten" fest aufstellen und hat keine Signalausbreitung in einer inhomogenen Ionosphäre. Das macht vieles einfacher.
Ohne jetzt alles gelesen zu haben, scheint es mit moeglich. Es ist standard 10MHz clocks synchron laufen zu lassen. Stichwort GPSDO. Bei 10MHz ist die Wellenlaenge 30m. Auf jedem der Basisstationen laesst man nun einen Zufallszahlenfolgen decoder auf einer hoeheren harmonischen laufen und empfaengt die Zufallsfolge des Flugkoerpers. Daraus kann man die Phasenverschiebung messen. Ohne Picosekunden. Ist allerdings sehr weit von einem Schulprojekt entfernt.
Also nehmen wir mal an, ich baue 3 (oder 2/4/5/...) Stationen mit einem Mindestabstand von 250m auf und lasse das Programm zum Messen nach Aktivierung über gleich lange Kabel starten. Dann müsste es doch eigentlich klappen, oder? Bei dem Signal x wird die Zeit seit der Aktivierung gestoppt und zurückgestellt, anschließend an den Server (ja, wir haben einen Server als Bodenstation) übermittelt. Dass vorgehen müsste doch auch mit Arduinos ohne zusätzliche Timer funktionieren, oder?
Wolfgang schrieb: > Sven B. schrieb: >> Dann sind eigentlich alle teuren Komponenten weg. Die Komplexität bleibt >> aber, im Endeffekt musst du GPS nachbauen. Was nicht gerade die >> einfachste Technologie ist. > > Im Gegensatz zu GNSS braucht man sich um die relativistischen Effekte > nicht zu kümmern Brauchst du bei GPS auch nicht, das ist eine verbreitete Fehlannahme. Der Effekt ist bemerkbar, aber nicht soo schlimm. > Signalausbreitung in einer inhomogenen Ionosphäre. Darum kümmert sich GPS ohne Korrekturdaten ja auch nicht. > Es ist > standard 10MHz clocks synchron laufen zu lassen. Stichwort GPSDO. Ja toll, dann kannst du auch gleich GPS nehmen. > und lasse das Programm zum Messen nach > Aktivierung über gleich lange Kabel starten. Dann müsste es doch > eigentlich klappen, oder? Auf dem Niveau wird das nix. Allermindestens musst du irgendwas programmieren was mit einem sehr schnellen Timer das Event in Hardware captured. Mit der Arduino-IDE 5 Zeilen C zusammenkleben, die in Software nach einem Muster suchen, und dann die Systemzeit per WLAN verschicken ... das kannst du vergessen.
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Per L. schrieb: > Also nehmen wir mal an, ich baue 3 (oder 2/4/5/...) Stationen mit einem > Mindestabstand von 250m auf und lasse das Programm zum Messen nach > Aktivierung über gleich lange Kabel starten. Dann müsste es doch > eigentlich klappen, oder? Als erstes (dachte das sei klar) nimmst Du keine Timer sondern misst Dopplerverschiebungen von hohen Frequenzen durch Mischen mit festen Referenzfrequenzen, Frequenzen mit Wellenlängen im Meterbereich oder darunter. Wenn Du dann an allen Empfängern das rohe I/Q-Signal das direkt aus dem Mischer rauskommt so gut wie möglich mit ADC sampelst und wegspeicherst kannst Du nachher im Postprocessing am PC in aller Seelenruhe analysieren, plotten filtern, zwei Tage drüber meditieren, den oben genannten Doktor hinzuziehen, Offsets schätzen oder ermitteln und rausrechnen, Drift ermitteln und rausrechnen, noch zwei Nächte drüber schlafen, die Algorithmen angesichts der realen Daten noch weiter verfeinern oder alles über den Haufen werfen und nochmal ganz frisch rangehen und am Schluß kann man vielleicht aus den aufgezeichneten Daten wieder eine wunderschöne Flugbahn rekonstruieren. Echtzeit würd ich mir erst mal abschminken. Ich würd so gut und genau wie möglich aufzeichnen was aufzuzeichnen geht und dann erst mal sehen was Du dann überhaupt für Geschütze auffahren mußt um aus den verrauschten oder fehlerbehafteten Daten was brauchbares rauszuziehen. Nach der zweiten oder dritten Rakete wenn Du weiß wie verdreckt die Daten wirklich sind und wie man die trotzdem richtig auswertet hast Du dann vielleicht was das tatsächlich live in Farbe und 3d die Bahn automatisch verfolgen kann.
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Wenn man die empfangenen HF-Signale heruntermischt, bleiben die Phasenbeziehungen erhalten. Im Klartext bedeutet dies, dass wenn ich 100MHz auf 1KHz heruntermische sich die zu messenden Laufzeitunterschiede um den Faktor 100000 erhöhen. Das kann man dann ganz bequem mit dem Arduino messen. Auf diese Weise arbeiten übrigens auch die Laser-Entfernungsmesser. ein µC misst dann die Phasendifferenz.
Nachtrag: Es ist bei obiger Betrachtung allerdings zu beachten, dass Mehrdeutigkeiten (vielfaches von 360 Grad Phasenverschiebung) auftreten. Das ist vor allem dann relevant, wenn man so riesige Distanzunterschiede misst. Man kann diese Mehrdeutigkeiten mit einer zusätzlichen GPS Ortsinformation herausrechnen.
Mischer schrieb: > Nachtrag: Es ist bei obiger Betrachtung allerdings zu beachten, dass > Mehrdeutigkeiten (vielfaches von 360 Grad Phasenverschiebung) auftreten. Deshalb muß er kontinuierlich aufzeichnen und hinterher im Postprocessing zuhause am PC die Perioden zählen, wenn er ganz auf 0Hz runtermischt und nen Quadraturmischer nimmt und nen 2-Kanal ADC muss er nur die Umdrehungen des IO-Vektors zählen. Wenn er auf 100Hz runtermischt reicht ein einfacher Mischer und dann muss er es halt rechnerisch mit einem konstanten 100Hz Sinus/Cosinus auf 0 runtermischen (oder wenn er feststellt daß es gedriftet ist dann halt mit einem 99.98Hz, so lange dran schrauben bis es plausibel wird und dann über den Verlauf des Fluges die verschobenen Perioden zählen, vorwärts und rückwärts.
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Per L. schrieb: > GPS funktioniert nicht, weil das Modul von den “Strapazen“ der 20s in > der Rakete und den 120s etwas verwirrz ist und sich erst findet, wenns > schon am Boden liegt. Warum geht GPS eigentlich nicht? Während der Zündung könnte es ja aus bleiben. Und wieder ein bei 5s <<1g.
A. S. schrieb: > Warum geht GPS eigentlich nicht? M.W. wird die Nutzung von GPS bei hohen Geschwindigkeiten und in großen Höhen von den Amis aktiv unterbunden, um zu verhindern, dass der Feind es in seinen eigenen Raketen einsetzt. Ob auch eine nur 3000m hoch fliegende CanSat-Rakete davon betroffen ist, kann ich nicht sagen. Ein anderer Punkt, den ich als große Herausforderung sehe: Wie soll eigentlich die Höhe der Rakete bestimmt werden? Über die Laufzeitdifferenzen bzw. Phasenverschiebungen des Funksignals an den stationären Empfängern geht das ja nur extrem ungenau, selbst dann, wenn man die Differenzen auf den Millimeter genau bestimmen kann, was auch schon sehr sportlich ist.
Yalu X. schrieb: > Ob auch eine nur 3000m hoch > fliegende CanSat-Rakete davon betroffen ist, kann ich nicht sagen. Nein, allerdings haben Ballonmissionen (Wetterballon aufsteigen lassen, bis er platzt) damit hin und wieder Probleme. Die erreichen aber ganz ordentliche Höhen. Unterbunden wird das natürlich sowieso nur in den Empfängern, also theoretisch könnte man die Signale auch selbst auswerten und damit diese Beschränkung umgehen.
Yalu X. schrieb: > M.W. wird die Nutzung von GPS bei hohen Geschwindigkeiten und in großen > Höhen von den Amis aktiv unterbunden, um zu verhindern, dass der Feind > es in seinen eigenen Raketen einsetzt. Wenn du Exportbeschränkungen als "aktives Unterbinden" bezeichnest, hast du Recht. Das CoCom (Coordinating Committee for Multilateral Export Controls) hat exakt Grenzen festgelegt (Geschwindigkeit größer 1000 Knoten und Höhe größer 60000 Fuß) und beziehen sich auf die Empfänger. Falls der Hersteller des Empfängers die Regulierung dem Wortlaut entsprechend implementiert hat, liefert der GPS-Empfänger also durchaus ein Fix, wenn er nur die Geschwindigkeitsgrenze oder nur die Höhengrenze überschreitet. Je nach GPS sind die Grenzen aber z.T. als "Oder" implementiert - also Augen auf beim Empfängerkauf.
Die Höhe wird das System via barometrischer livedaten vom Satellit berechnen.
Per L. schrieb: > Die Höhe wird das System via barometrischer livedaten vom Satellit > berechnen. Erklär mal, was "barometrischer livedaten vom Satellit" sind >:\
Nach meiner Einschätzung kann man die 3d Bahnkurve ausrechnen, wenn man 4 Basisstationen mit Entfernungen hat. Die 3d Koordinaten von Basisstationen und Startpunkt müssen bekannt sein, auf den Zentimeter genau. (10cm bei 100m entspricht 5m bei 5km und nur durch das Vermessen) Und das UFO, wenn es hinunterblickt, muß die Basisstationen in möglichst großem Raumwinkel stehen sehen. Da reichen 3 Basisstationen, aber weil sich der Blick ändert (oben, Landepunkt) werden 4 gebraucht. 4 auch, um die Phasendrift herausrechnen zu können. 1. Ihr habt nur 1 Rakete, das muß dann klappen 2. Versuche machen, viele. Stationen auf dem Stoppelfeld aufbauen und die Dose mit dem Fahrrad umherfahren. Unter/auf einer Brücke die Höhenmessung testen (dann sind es nur 30 statt 3000 Meter, aber besser so wie nix. 3. Die Auswertung muß auf dem Laptop gleich da sein. Nach hause fahren, wird nix. Der Laptop rechnet schnell genug. Problem sind die Formeln aufstellen und (vorher) testen. 4. barometrische Höhe ist vielleicht gar nicht für euch? Das ist die Kontrolle, ob eure Messung irgendwie passen könnte. 99. Wahrscheinlich mußt Du eine End-Auswertung schreiben, die dann veröffentlicht wird. Kannst Du dann bitte einen Link dazu hier in den thread einstellen? Wir interessieren uns dafür, wie das Spiel ausgegangen ist. Viel Glück! Es ist zu schaffen. Aber es gibt auch Chancen, zu scheitern. 50:50. Wäre es nicht zu schaffen, würde das Bundesfroschministerium nicht für die Rakete zahlen, und das DLR das nicht durchführen. Die wissen, was sie tun.
Per L. schrieb: > 4. Da die Betreuer aus einem Doktor der Physik und einem wandelnden > Lexikon rund um MCs und Physik sind, vertraue ich darauf, dass sie uns > nicht (so) einfach ins Messer laufen lassen. Es sind keine “simplen“ > Lehrer die nur auf Lehramt studiert haben und Wetbewerbe nett finden. Das sind nur Theoretiker! Die haben von Praxis keine Ahnung! Theoretisch kann man zum steuern einer Raumsonde auch ein Arduino nehmen. Sind halt aber nicht gehärtet gegen Strahlung.
Linuxschlau schrieb: > Theoretisch kann man zum steuern einer Raumsonde auch ein Arduino > nehmen. Sind halt aber nicht gehärtet gegen Strahlung. Der alte AVR mit seinen vergleichsweise klobigen Strukturen wird aber wahrscheinlich länger durchhalten als ein moderner ARM von heute.
abc.def schrieb: > Die 3d Koordinaten von > Basisstationen und Startpunkt müssen bekannt sein, auf den Zentimeter > genau. Ich glaube, das geht schon mit GPS, wenn man darauf achtet, die Standortmessung genau zum gleichen Zeitpunkt zu machen.
Linuxschlau schrieb: > Per L. schrieb: >> 4. Da die Betreuer aus einem Doktor der Physik und einem wandelnden >> Lexikon rund um MCs und Physik sind, vertraue ich darauf, dass sie uns >> nicht (so) einfach ins Messer laufen lassen. Es sind keine “simplen“ >> Lehrer die nur auf Lehramt studiert haben und Wetbewerbe nett finden. > > Das sind nur Theoretiker! Die haben von Praxis keine Ahnung! Richtig! Und haben Sie es (auch mit Dr.-Titel) doch nur in den Schulbetrieb geschafft.
Linuxschlau schrieb: > Theoretisch kann man zum steuern einer Raumsonde auch ein Arduino > nehmen. Sicherlich geht das auch mit einer Z1 von Zuse, wenn die Sonde gross genug ist.
Barometer -> misst Lüftdruck (Höhe) -> sendet live an Bodenstation -> Bodenstation berechnet Höhe in Metern Noch Fragen?
Wolfgang schrieb: > Per L. schrieb: >> Die Höhe wird das System via barometrischer livedaten vom Satellit >> berechnen. > > Erklär mal, was "barometrischer livedaten vom Satellit" sind >:\ Im Cansat-Jargon heißt diese "Coladose" dann "Satellit".
Mischer schrieb: > Im Klartext bedeutet dies, dass wenn ich > 100MHz auf 1KHz heruntermische sich die zu messenden > Laufzeitunterschiede um den Faktor 100000 erhöhen. Wenn du dir keine gewaltige Raum-Zeit-Verschiebung einhandeln willst, wirst du wohl damit leben müssen, dass die Laufzeitunterschiede in Luft/Vakuum nicht von der Frequenz abhängig sind.
my2ct schrieb: > Mischer schrieb: > Im Klartext bedeutet dies, dass wenn ich > 100MHz auf 1KHz heruntermische sich die zu messenden > Laufzeitunterschiede um den Faktor 100000 erhöhen. > > Wenn du dir keine gewaltige Raum-Zeit-Verschiebung einhandeln willst, > wirst du wohl damit leben müssen, dass die Laufzeitunterschiede in > Luft/Vakuum nicht von der Frequenz abhängig sind. Blödsinn! Genau das macht man bei Laser-Entfernungsmesser!
Linuxschlau schrieb: > Blödsinn! Genau das macht man bei Laser-Entfernungsmesser! Die Laufzeit hängt von der Entfernung und der Lichtgeschwindigkeit ab. Da ändert auch ein Mischer nichts dran.
my2ct schrieb: > Mischer schrieb: >> Im Klartext bedeutet dies, dass wenn ich >> 100MHz auf 1KHz heruntermische sich die zu messenden >> Laufzeitunterschiede um den Faktor 100000 erhöhen. > > Wenn du dir keine gewaltige Raum-Zeit-Verschiebung einhandeln willst, > wirst du wohl damit leben müssen, dass die Laufzeitunterschiede in > Luft/Vakuum nicht von der Frequenz abhängig sind. Er meint die Auswirkung derselben. Die Frequenzänderung (prozentual) des heruntergemischten Signals ist dann um das 100000-fache höher. aus 100000010 Hz vs. 100000000 Hz (0.1 pro Million) wird dann zum Beispiel 1010 Hz vs. 1000 Hz (ein fettes Prozent) und das ist messtechnisch um den Faktor 100000 einfacher zu handhaben und rückt damit sogar in die Arduino-Liga.
my2ct schrieb: > Mischer schrieb: >> Im Klartext bedeutet dies, dass wenn ich >> 100MHz auf 1KHz heruntermische sich die zu messenden >> Laufzeitunterschiede um den Faktor 100000 erhöhen. > > Wenn du dir keine gewaltige Raum-Zeit-Verschiebung einhandeln willst, > wirst du wohl damit leben müssen, dass die Laufzeitunterschiede in > Luft/Vakuum nicht von der Frequenz abhängig sind. Die Phasenbeziehung bleibt nach dem Mischen erhalten. Stell dir vor du hast zwei 100MHz Signale die um 30 Grad phasenverschoben sind. Nun mischt du diese beiden Signale auf 1KHz herunter. Nun wirst du feststellen, dass diese 1KHz Signale immer noch um 30 Grad phasenverschoben sind! Der Witz an der Sache ist nun, dass 30 Grad bei 100MHz etwa 0,8ns entsprechen (kann der Arduino nicht messen). Bei 1KHz sind das aber nun 83 Mikrosekunden (Das kann der Arduino messen). Allerdings ist die Analogtechnik dann natürlich durchaus anspruchsvoll (Jitter muss niedrig sein).
Phasenverschiebung ist was anderes als Laufzeitdifferenz
Nun habe ich endlich mal die cansat.de Ausschreibungsbedingungen durchgesehen. Da geht es nur noch um einen barometrischen Datenlogger? Die ganzen Funkpeilungen mit Wellenlängen habe ich da nicht mehr gesehen oder bloß falsch gelesen? Wofür sind dann die "Messungen auf Pikosekunden" verwendet? P.S. Das US-amerikanische cansat-Projekt ist für Uni-Studenten und damit einen Zacken schärfer. Das deutsche ist für 'Highschool'
abc.def schrieb: > Das US-amerikanische cansat-Projekt ist für Uni-Studenten und damit > einen Zacken schärfer. Das deutsche ist für 'Highschool' Deutsche "Highschool" ist äquivalent mit amerikanischen "Uni".
abc.def schrieb: > Da geht es nur noch um einen barometrischen Datenlogger? Das ist die Minimalanforderung, die jeder erfüllen muss. Zusätzlich stellt sich jedes Team einer selbst gewählten Aufgabe. Gerade das macht ja am Ende den Reiz des Wettbewerbs aus. Nach dem, was sich die Teams dort aussuchen, entscheidet sich am Ende, wer am zentralen Ausscheid teilnehmen kann. Dass nicht immer jedes dieser Ziele erreicht wird, ist natürlich auch klar. Der Anspruch, den sich die Teams stellen, darf also schon so sein, dass nicht von vornherein alles zu 1000 % sicher ist. Also bisschen was von Forschergeist ist da durchaus erwünscht.
my2ct schrieb: > Phasenverschiebung ist was anderes als Laufzeitdifferenz In dem Zusammenhang um den es hier geht ist das ein und das selbe. Die Laufzeitdifferenz äußert sich nämlich als Phasenverschiebung. Bei 443MHz entsprechen 70 Zentimeter 360°. Je höher die Frequenz desto mehr Phasenverschiebung bei der selben Laufzeitdifferenz. Und man mißt nicht den irrsinnig kurzen Zeitunterschied (weil das überhaupt nicht praktikabel ist) sondern man mißt die Phasenverschiebung die damit einhergeht, wenn man nämlich die hohe Frequenz runtersetzt auf ne niedrige handhabbare Frequenz von ein paar hundert Hertz dann kann man dort die Phasenverschiebung sogar mit nem normalen µC völlig bequem und sehr genau messen. Das "reduziert" dann das ganze Problem darauf daß man sich überlegen muß wo man die Referenz herbekommt mit der man das Empfangssignal runtermischt, bzw woher der Sender in der Dose überhaupt seine Sendefrequenz mit bekannter Phasenbeziehung zur Referenz am Boden herbekommt. Früher hätte man einfach eine Atomuhr in die Dose gebaut um die Frequenz zu erzeugen und am Boden eine ebensolche. Für den 3 km / 5 Minuten Dosenflug gibts vielleicht auch ne einfachere Lösung. Und wenn man dieses winzige Problemchen gelöst hat ist der Rest nur noch Pillepalle und ein bisschen Mathematik.
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Im Grunde wurde die Grundidee der besten und günstigsten (bezogen auf die fliegende Dose) Realisierung bereits genannt, aber mit schwachsinniger Umsetzung. Viel besser ist eine "passive" Dose, die als Target für ein harmonisches Radar funktioniert. Man braucht praktisch nur eine Antenne und Diode und fertig. Über den empfangenen Doppler aus verschiedenen Ansichten ist das ganze dann in 3D rekonstruierbar.
Und das Problem vom stabilen Phasenbeziehungen zwischen Basestation und Flugobjekt hat man auch nicht, kann also die hier vorgeschlagene Phasenauswertung ebenso machen. Dann kann man Position und Geschwindigkeit estimieren und per Kalman fusionieren, sodass auch kein explodierender Fehler durch dauerhafte Integration auftritt.
Idee: Man könnte am Boden 3 Sender aufstellen die je einen Dauerträger auf 3 leicht unterschiedlichen Frequenzen senden: f, f+100Hz, f+200Hz. Alle 3 Frequenzen werden vom selben Frequenznormal abgeleitet und stehen in fester Beziehung zueinander, am Boden müsste das ohne größere Probleme machbar sein. In der Dose befindet soich ein relativ simpel gestrickter Transponder der dieses Frequenzgemisch direkt so wie es ist auf ein ganz anderes Frequenzband umsetzt und wieder abstrahlt. Am Boden sitzt ein Empfänger der das empfängt und runtersetzt auf sagen wir mal ungefähr 100Hz, 200Hz und 300Hz. Das geht an den ADC und ab da übernimmt dann die Mathematik. Weder der Transponder in der Dose noch der Empfänger am Boden müssen dazu in irgendeiner Weise besonders genau oder driftfrei sein, Hauptsache sie eiern nicht gerade hunderte von Hertz in der Gegend rum. Das einzige was wirklich genau sein muß sind unsere 3 Sender, aber die sind ortsfest und da kann man sich eine Lösung einfallen lassen die alle mit dem selben Frequenznormal zu versorgen.
Bernd K. schrieb: > > In der Dose befindet soich ein relativ simpel gestrickter Transponder > der dieses Frequenzgemisch direkt so wie es ist auf ein ganz anderes > Frequenzband umsetzt und wieder abstrahlt. Siehe oben, mit harmonischem Radar extrem günstig umsetzbar.
RadarDok schrieb: > Man braucht praktisch nur eine Antenne und Diode und > fertig. Aber mit welcher brachialen Leistung willst Du die anstrahlen daß da nach 3km Entfernung hin und nochmal 3 zurück noch was messbares zum Boden zurückkommt? Da müssen die sich ein paar lizensierte Funkamateure ins Boot holen die auch ein bisschen Dampf auf die Antenne machen dürfen damit das legal bleibt, mit ein paar dutzend Milliwatt in irgend nem ISM-Band wird das nichts.
Bernd K. schrieb: > Früher hätte man einfach eine Atomuhr in die Dose gebaut um die Frequenz > zu erzeugen und am Boden eine ebensolche. Schon bei der Konzeption des GPS hat man erkannt, dass eine Atomuhr im Empfänger wegen des Aufwandes eine üble Systemeinschränkung wäre. Statt dessen hat man lieber eine etwas dichter besetzte Satellitenkonstellation gewählt, so dass der Nutzer mit ausreichender Sicherheit einen Satelliten mehr sieht, als für die reine Positionsbestimmung nötig wäre. Damit kann man sich die Atomuhr im Empfänger sparen und die Zeit, genauso wie die Position, anhand der Laufzeitdifferenzen ausrechnen. Die absolute Laufzeit ist dann belanglos.
Hast du es mal ausgerechnet? Ich habe es noch nicht gemacht muss ich gestehen, aber das sollen mal lieber die Jungs machen, die sich nachher ggf mit den Federn schmücken wollen ;) Und je nachdem was die Rechnung so ergibt, kann man ja die Diode notfalls noch biasen um die Effizienz zu erhöhen oder gar einen schmalbandigen Verstärker mit an Board nehmen, was die ganzen Insektentracker ja nicht machen können. Alternativ kann man auch an der Bodenstation extrem gute und günstige Empfänger mit Sat-LNBs aufbauen. Hier muss dann ggf die Auswertung in Echtzeit passieren und nachgeführt werden.
RadarDok schrieb: > Hast du es mal ausgerechnet? > Ich habe es noch nicht gemacht muss ich gestehen Dann schätzen Sie, Spock!
RadarDok schrieb: > > Und je nachdem was die Rechnung so ergibt, kann man ja die Diode > notfalls noch biasen um die Effizienz zu erhöhen oder gar einen > schmalbandigen Verstärker mit an Board nehmen, was die ganzen > Insektentracker ja nicht machen können. Alternativ kann man auch an der > Bodenstation extrem gute und günstige Empfänger mit Sat-LNBs aufbauen. > Hier muss dann ggf die Auswertung in Echtzeit passieren und nachgeführt > werden. Das dauert, auch wenn es „fertige“ Lösungen bei den FPV-Racern gibt. Die Reichweite ist für >500m fragwürdig - für die eingeschränkte Reichweite ist das harmonische Radar ja bekannt. Und Reichweite kostet Geld. Und wieviel Leistung darf man gleich noch mal „leuchten“ lassen? Das gleiche Thema entsteht bei optischen Lösungen auch, wenn die Sendeleistung zu gering ist. Zudem ist die Atmosphäre ein wichtiger Faktor. Den Laufzeitbasierten Ansatz mit 3/4 Bodenstationen, verbunden mit gleichlangen Kabeln, finde ich als aussichtsreicher umzusetzen.... Die Tipps zu den Bau-Lasern sind ein guter Ansatz für die Laufzeitdifferenzen.
Per L. schrieb: > Barometer -> misst Lüftdruck (Höhe) -> sendet live an Bodenstation > -> > Bodenstation berechnet Höhe in Metern > > Noch Fragen? Ziemlich viele, hier nur die erste. Die Kiste fliegt ja mit einer unbekannten Beschleunigung/Geschwindigkeit durch die Luft . Wie und mit welchem Sensor willst du da "Luftdruck" messen?
RadarDok schrieb: > Siehe oben, mit harmonischem Radar extrem günstig umsetzbar. Das Verfahren ist Temperaturempfindlich, wir haben damals ca. alle 2 Stunden an einem Referenzpunkt abgeglichen. > Aber mit welcher brachialen Leistung willst Du die anstrahlen daß da > nach 3km Entfernung hin und nochmal 3 zurück noch was messbares zum > Boden zurückkommt? Vor allem mit welcher Frequenz? Eine Coaldose kannst du ja nicht mal Profiequipment sehen, egal wie viel Leistung du auf die Antenne brätst.
HyperMario schrieb: > Wie und mit welchem Sensor willst du da "Luftdruck" messen? Indem du den Port für die Messung an eine Stelle legst, an der durch die aerodynamischen Effekte der Druck durch die Geschwindigkeit nicht beeinflusst wird, so wie z.B. beim Prandtl-Rohr die seitlichen Öffnungen.
HyperMario schrieb: > Wie und mit > welchem Sensor willst du da "Luftdruck" messen? So wie es bei jedem Flugzeug auf dieser Welt, egal ob klein oder groß, für den (mechanischen) Höhenmesser gemacht wird.
Uwe D. schrieb: > Das dauert, auch wenn es „fertige“ Lösungen bei den FPV-Racern gibt. Die > Reichweite ist für >500m fragwürdig - für die eingeschränkte Reichweite > ist das harmonische Radar ja bekannt. Und Reichweite kostet Geld. Und > wieviel Leistung darf man gleich noch mal „leuchten“ lassen? Naja, einzig die Mechanik könnte da hilfreich sein. Ansonsten, wer die Lokalisation hinprogrammiert bekommt, macht die Trackingsteuerung mit links. Leistungsproblematik erübrigt sich wenn man den Verstärker in der Dose verbaut. HyperMario schrieb: > Das Verfahren ist Temperaturempfindlich, wir haben damals ca. alle 2 > Stunden an einem Referenzpunkt abgeglichen. Was genau soll temperaturempfindlich sein? HyperMario schrieb: > Vor allem mit welcher Frequenz? Eine Coaldose kannst du ja nicht mal > Profiequipment sehen, egal wie viel Leistung du auf die Antenne brätst. Irgendein Wort fehlt. Falls es "mit" ist, warum soll man die nicht sehen können? Vorallem wenn man abgestimmte Antennen hat.
Ich konnte jetzt nicht alles hier lesen (zu viel "geht nicht! gibts nicht!") Ein IPS (Indoor Positioning System) als DIY und open source gibt es bereits: https://www.instructables.com/id/Localino-Open-Source-Indoor-Location-System-Arduin/
Ohne das alles gelesen zu haben ein möglicher Chip, der für genau diese Anwendungen geschffen ist, wäre der DW1000 von DecaWave. Arbeitet mit UWB und kann IIRC auf ~10 ps auflösen.
Ja, die Module sind auch bezahlbar (ca. 30€). Allerdings ist hier immer „nur“ der Nahbereich im Fokus, nie Distanzen >>100m und großen Geschwindigkeiten. Aber es wäre ein überschaubares Invest, auch wenn es nicht geht... Gute Tipps.
Uwe D. schrieb: > Allerdings ist hier immer „nur“ der Nahbereich im Fokus, nie Distanzen > >>100m Das ist auch logisch. UWB ist ein „Frequenzbesen“, ein extrem breitbandiger Störer. Daher wird das nur mit vernachlässigbaren Sendeleistungen rechtlich toleriert, denn ansonsten würde man ganze Land-, ähem Frequenzstriche damit unbrauchbar machen.
Für diesen Outdoor-Anwendungsfall könnten die relativ neuen GPS-RTK Empfänger von u-blox namens ZED-F9P tauglich sein. Das Modul lässt sich als Empfänger oder als Referenzstation zur Erzeugung von Korrekturdaten einstellen. Zwischen Referenzstation und mobilen Empfänger braucht man dann nur noch eine Funkübertragung 1:1 der bereitgestellten Korrekturdaten und damit hat man Navigation im cm-Bereich. Das Modul kostet zwar um die 150€ pro Stück, ist aber gemessen an bisherigen GPS-RTK-Lösungen SEHR günstig.
Ralf schrieb: > relativ neuen GPS-RTK Empfänger von ... Was darauf hinaus läuft daß die Rakete 1 x pro Sekunde Korrekturdaten bekommst. Die sind in X/Y relativ genau, Z Richtung aber nicht. Wenn du dann beim Start eh keine Position hast sind die Daten auch wenig sinnvoll. Wenn du die Position in Echtzeit habe willst muss das ganze auch wieder zur Bodenstation gefunkt werden. - Meiner unwissenden Meinung nach ist ne Bake an Bord die einfachste Lösung. Die kann dann angepeilt werden und evtl der Dopplershift genutzt werden. Mal ne Frage an die Funker hier. Angenommen man peilt die Rakete an. Mittels rotierenden Antennen mit starker Richtwirkung. Je Peilstation eine Antenne vertikal und eine horizontal rotierend. Max RSSI zu Antennenwinkel wäre dann der Peilwinkel zur Rakete. Kann man mit X/Y rotierenden Antennen 3D Peilen? Was wenn die bake in der Rakete abwechselnd vertikal und horizontal polarisiert sendet und die Empfänger entsprechend filtern. Ist das sinnvoll?
HyperMario schrieb: > Was darauf hinaus läuft daß die Rakete 1 x pro Sekunde Korrekturdaten > bekommst. Diese GPS-Chips können auch schneller - das ist nur eine Frage der Einstellung.
Uhu U. schrieb: > Diese GPS-Chips können auch schneller - das ist nur eine Frage der > Einstellung. Das meinte ich nicht, es reicht theoretisch sogar die Korrekturdaten nur kurz vor dem Start zu übertragen. So schnell ändern sich die Laufzeitbedingungen nicht. Danach hast du die gleichen Probleme wie weiter oben angesprochen, nur halt etwas genauer ;-) . GPS hat eine update rate von 1Hz. Alles andere wird irgendwo mit RTK oder sonstwie gekoppelt.
Uhu U. schrieb: > HyperMario schrieb: > GPS hat eine update rate von 1Hz. > > Der NEO-7M von u-blox schafft maximal 10 hz Sowas wollen Kritiker doch gar nicht lesen ;-)
Linuxschlau schrieb: >> Der NEO-7M von u-blox schafft maximal 10 hz > > Sowas wollen Kritiker doch gar nicht lesen ;-) Also ich lese so etwas gerne, wer will schon blöd bleiben? Das ist imo aber kein Widerspruch. Die Updaterate kommt ja nicht aus dem GPS Protokoll sondern über andere Messungen (RTK Trägerphase ...) . Der -7M macht eh nur 4G funzt also nicht.
Schon die Verbindung zwischen der schnell rotierenden Antenne und dem Empfänger ist nicht trivial (Drehkupplung). Einfacher zu lösen wäre sicherlich die gezielte Nachführung einer Anordnung aus vier Einzelantennen anhand der gewonnenen Peilinformation (Radiotheodolit, siehe beispielsweise hier: https://www.vaisala.com/de/products/instruments-sensors-and-other-measurement-devices/soundings-products/rt20a ). Auch hier ist die Mechanik bei entsprechender Genauigkeit alles andere als trivial. Statt vier Einzelantennen könnte auch eine Einzelantenne mit konusförmig rotierendem Richtiagramm verwendet werden, wie beispielsweise im historischen "Würzburg"-Radar geschehen. Zuvor sollte man sich einmal grundsätzliche Gedanken über die Peilgenauigkeit machen: bei 0.5 Grad Richtungsauflösung (das ist schon verdammt gut) beträgt der Positionsfehler knapp 10 EXP-2 (d.h. 2xPI/360), also etwa 1cm pro Meter Entfernung oder 30m auf 3km; sind damit die gestellten Anforderungen zu erfüllen? (in der Praxis wird die Genauigkeit eines mit Amateurmitteln erstellten Systems um den Faktor 2..4 geringer ausfallen). Genauer wäre eine optische Peilung möglich (z.B. Optik mit rotierender Blende und Photomiultiplier samt entsprechender Auswertung und Nachführung), aber das setzt voraus, daß der Kontrast zwischen "Satellit" und Hintergrund hoch genug für die Diskriminierung ist; mit einer Leuchtkugel wäre das vermutlich machbar.
In die Formel hat sich ein Fehler eingeschlichen: Es muß bei 0.5 Grad Peilgenauigkeit natürlich heißen: 2xPI/720 .
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