Hallo ihr alle, ich möchte ein Modell-U-Boot unter Wasser steuern und habe dazu zwei Fragen: 1. Als Übertragungsstrecke möchte ich wegen der großen Sendeleistung und der "niedrigen" Frequenz CB-Funkgeräte mit einem DTMF-Modem verwenden. Ein paar Stunden im Jahr würde ich damit also einen Kanal zu ca. 25% belegen. Die Modems wechseln selbstständig den Kanal, wenn in den Pausen "gebreakt" wird. Ist diese Form der Datenübertragung legal? 2. Die Antenne des Schiffs muss unter Wasser und außerhalb des Schiffs sein. Könnt ihr mir einen Tipp geben, was ich am besten um die Antenne packe (Schutzlack, Rohr,...), damit möglichst wenig Leistung verloren geht? Vielen Dank im Voraus, Bernhard
Antenne unter Wasser? Wasser hat ein Epsilon von 80 http://de.wikipedia.org/wiki/Wasser_%28Stoffdaten%29 : Dielektrizitätskonstante 80,35 (20 °C) Die Antenne muß also um Wurzel aus 80 verkürzt sein. Die Verluste dürften ziemlich groß sein, Eindringtiefe proportional zur Wellenlänge. Getauchte U-Boote verwenden Niederfrequenzen unterhalb von 50 Hz als Funkfrequenzen.
Zur Eindringtiefe gibts hier leider keine direkte Angabe zu Wasser: http://de.wikipedia.org/wiki/Eindringtiefe Es hängt vermutlich vom Salzgehalt ab.
Hallo Christoph, die Antennenlänge möchte ich in keinem Fall verändern müssen, damit Tests über Wasser genauso gehen. Deshalb soll die Antenne ja ummantelt werden. Dass die Eindringtiefe in Wasser miserabel ist, ist mir klar. Aber mit niederfrequenteren Funksystemen darf ich als Nicht-Amateurfunker nunmal nicht arbeiten. Ein paar Meter geht's übrigens bei klarem Wasser. Nur im Voraus: Ultraschall geht nicht, da Wirbeltiere im Wasser sein können. Viele Grüße, Bernhard
Wie tief soll das Uboot denn gehen, bzgl. Sendeleistung? Ich weiß zwar nicht, wie tief "handelsübliche" Modelluboote tauchen, aber ab ca. 2m Tauchtiefe wird das doch eh uninteressant (meiner Meinung nach). Alles was tiefer gehen soll, würde ich an ein Kabel hängen (dann nennt man das Ding aber auch eher ROV), damit man es notfalls auch herausziehen kann...
Moin.. Mal unabhängig von der Antennenfrage: Als ich mit CB-Funk aufhörte, war auf den Kanälen 24+25 digitaler Betrieb in Form von Packet Radio (AX.25) gestattet. So wärest du, wenn du ein zugelassenes CB-Funkgerät benutzt, Datentechnisch auf der rechtlich zumindest unbedenklichen Seite. lach Dazu noch AX.25 Schwimmbojen als Funk-Digipeater, das wäre schon was, sogar sicherlich möglich ^^ Gruss, Tim O.
@Christoph: Die Antennen für den "Uboot-Funk" werden doch auch gerne in der Erde vergraben, weil sich doch eine gewisse Länge haben, oder? Zumindest war das in einer Akte-X-Folge mal so. Bei "Crimson Tide" gab es ja auch Probleme mit der (3km?-)Schleppantenne...
Ich hab mal gelesen, in USA wird das Meer um eine Halbinsel als Antennenschleife benutzt, um eine UBoot-Verbindung mit Reichweite rund um die Erde zu bekommen. Diese Sender sollen schon mit der Soundkarte zu empfangen sein. Antenne in Gehäuse nutzt nichts, die Stoßstelle Luft/Wasser existiert ja trotzdem. Dann findet die Reflexion eben an der Gehäusewand statt.
U-Boot-Modelle sollten über Ultraschall gesteuert werden. Dazu müssen sie autonom auftauchen wenn die US-Verbindung abreisst.Eine Boje als wandler von (normaler) Funk-Fernbedienung zu Ultraschall entspricht auch mehr dem Original. Oder eine Schleppboje mit Antenne... Alles Andere wird Aufwendig, unsicher, Teuer und ev. illegal. oder gleich ne Kabelfernsteuerung... Die ist allerdings uncool.
@ ??? Eine drahtlose Verbindung per Ultraschal scheidet aus o.g. Grund definitiv aus, ich habe mich informiert.
Der Berliner Wannsee hat etwa 700µS/cm, das entspricht kappa=0.07 S/m, mit der Skintiefe=sqrt(2/(µ*w*kappa)) ergeben sich bei 27MHz etwa 37cm Eindringtiefe. Nach dieser Entfernung ist die Feldstärke um 20*log(e)= 8,7dB gefallen. Wenn man 4W Sendeleistung annimmt, außerdem eine Empfängerempfindlichkeit von 1.0µV, dann ergibt sich eine zulässige Dämpfung von 143dB. Dementsprechend eine Entfernung von 6 Meter! Dabei sind weitere Verluste noch nicht drin, weder dielektrische Verluste (wieviel hat Wasser? Keine Ahnung) noch Verluste in der Antennenanpassung. Wenn man von einem Boot aus das Uboot ein paar Meter senkrecht tauchen lassen will, könnte es gehen, aber vom Ufer aus, wenn die Strecke durchs Wasser mehr als 6m beträgt, das wird wohl nichts...
Was ist denn das Problem mit:
40MHz Boje auf Wasser
Funk ----> Funk empfangen
Ultraschall im
Wasser senden ------> U-Boot
Mit Ultraschall kommt man unter Wasser zumindest weiter als mit Funk.
Natürlich braucht das U-Boot soviel Intelligenz bei Ausfall des
US-Trägers automatisch aufzutauchen.
Richtige U-Boote verwenden Kilometerlange Schleppantennen und können damit ein paar Bits pro Stunde empfangen, meist der Befehl eine Nachricht von einem Satelliten "abzuholen", also dicht unter die Wasseroberfläche aufzusteigen und den Funkmast auszufahren.
@ Berliner Bernhard Vielen Dank für den theoretischen Hintergrund zu meinem Problem. Mit 35 Mhz-Fernsteueranlagen sind in Schwimmbädern ca. 3 m möglich. In "trüben" Gewässern sind es nur einige 'zig cm. Aber eigentlich interessiert mich ja, wie ich die Antenne unterbringen soll. Wenn ich sie in ein dünnes Kunststoffrohr packe, dann wird doch die vom Wasser reflektierte Sendeleistung direkt auf die Antenne zurückgeworfen. Ist das problematisch? Bei stationären Antennen benötigt man einen Gegenpol, wie kann ich diesen schaffen? Viele Grüße und Danke im Voraus, Bernhard
Hallo! Ich vermute mal, daß die 'trüben Gewässer' gegenüber einem Schwimmbad durch mehr Salzgehalt leitfähiger sind, und dann entprechend die Dämpfung größer ist. Einer der Vorredner hatte meiner Meinung nach Recht mit dem Kommentar, daß die Antenne wegen dem Epsilon sehr viel kleiner sein muss, das Epsilon ist zwar frequenzabhängig, bei Licht wesentlich kleiner, aber bei einigen 10 MHz würde ich die Abschätzung mit dem Epsilon für f=0 als vernünftig ansehen. Die Leistung wird nicht auf die Antenne zurückreflektiert, sondern der Fußpunktwiderstand der Antenne wird sich durch das Wasser dramatisch verändern, so daß der Großteil der Leistung am Antennenfußpunkt aufgrund der Fehlanpassung reflektiert wird, und gar nicht erst abgestrahlt wird, zumindest wenn die Antenne 'in Luft' angepasst ist. Die Antenne 'in Wasser' abzustimmen...nunja...nette Bastelei, könnte man versuchen. Aber wo baut man das Stehwellenmessgerät hin? Keine Einfache Sache. Einen 'Gegenpol' braucht jede Antenne, außer sie ist 'sich selbst' bereits der Gegenpol (z.B. Dipol). Bei der Wahl eines Lambda/4 Strahlers brauchst du auch einen Gegenpol, z.B. eventuell vorhandenes Metallgehäuse des U-Bootes. Auf jeden Fall wird die Wahl des Gegenpoles deinen Fußpunktwiderstand beeinflussen...also keine leichte Aufgabe, im Wasser für auch nur halbwegs vernünftige Anpassung zu sorgen! Ansonsten wüßte ich jetzt auch keine bessere Lösung als das Kunststoffrohr, so würde ich das auch machen. Wie tief soll denn getaucht werden? Und auf welche Entfernung zur Fernsteuerung?
Da der Thread recht umfangreich geworden ist, möchte ich zeurst eine kleine Zusammenfassung posten. Rechtliche Seite: Hätte ich auch selbst suchen können, ist umfangreich im Netz beschrieben. Es gibt einige Kanäle (24, 25, 40 ...), die für Datenübertragung mit den üblichen Protokollen zugalassen sind. Ultraschall in jeglicher Form: Schädlich für Tiere. @ Harry Jetzt lass mir doch den Spaß mit dem Funk. @ Berliner Bernhard Die Tauchtiefe soll in jedem Fall bei einzelnen Metern liegen, die Steuerung (PC) wird wohl am Becken-/Flussrand stehen, also max. 100 m. Ich hoffe, ich habe dich richtig verstanden und eine Anpassung ist nur nötig, wenn die Antenne im Wasser ist und nicht im Rohr. In diesem Fall werde ich ein Stück Draht mit der Länge Lambda/4, also ca. 2,75 m, in einem dünnen (d=10 mm) Kunststoffrohr spannen. Sollte ich als Gegenpol einfach die Schirmung des Koax-Kabels mittels eines Stück Blechs mit dem Wasser verbinden? Bei stationären Antennen kann als Gegenpol auch eine zweite Antenne (Drahtstück) verwendet werden, muss diese um 90° gegen die andere Antenne verdreht sein? Viele Grüße, Bernhard
Ein Lambda/2 Dipol unter Wasser für das 11m-Band ist nur (11/2)m/(Wurzel aus 80) also etwa 60 cm lang.
Die Antenne befindet sich in Luft (Rohr) und muss deshalb in Luft abgestimmt und für Luft ausgelegt sein. Dass nach (äußerst kurzer) Entfernung Kunststoff und dann Wasser kommt, muss mich dabei doch nicht stören, oder? Viele Grüße, Benrhard
Auf diese Idee bin ich noch gar nicht gekommen. Trotzdem denke ich, dass mein Antennenproblem wesentlich schneller gelöst sein wird als eine Schall-Datenübertragung. Leider bin ich mit meinem Erdungsproblem immer noch nicht weiter.
sicher? eine "simple" pulsmodulation eines Echolot-Transievers (z.B. aus der segelyacht-branche) ...
Die Fische müssen leiden ! Mit einer Hochspannung kannst du die Geschwindigkeit der Fische direkt proportional steuern, am anderen Ende der Übertragungsstrecke stellst du einen Radargeschwindigkeitssensor auf(steht an vielen Strassenrändern herum, einfach abplücken) und misst die Geschwindigkeit der Fische. Das so gewonnene Signal wandelst du wieder in dein eigentliches Nutzsignal um. Denke aber an die begrenzte Haltbarkeit der Fische! Gerade Überspannung mag so ein Fisch gar nicht(Elko, Transistor sind auch sehr empfindlich). Jetzt hast du auch keine Erdungsprobleme mehr.
http://de.wikipedia.org/wiki/ISM-Band # 9 kHz - 10 kHz (praktisch nicht genutzt, daher selten erwähnt) # 6 765 kHz - 6 795 kHz ob das wirklich stimmt müsste man nachschaun..... bei 10khz wirds richtig grob.. aber da ists sicher möglich.. 6Mhz und "schlepp-antenne" wär ideal.. wie tief soll denn das teil "sinken" ??? ;) 73
Wie klein könnte man eine halbwegs effektive 10kHz Antenne bauen?
Die Luft in dem Kunststoffrohr ändert natürlich nichts daran, daß sich die Antenne nahezu komplett im Wasser befindet (genauer: das Nahfeld der Antenne befindet sich fast komplett im Wasser), folglich muss die Antenne auf das Wasser abgestimmt werden, nicht auf die Luft! Die paar Zentimeter Luft im Rohr retten dich dabei nicht. Natürlich kann ein Stück Blech als behelfsmässiger Gegenpol dienen, auch ein weiterer Draht würde gehen (am besten Lambda/4), ob er 90° zur Seite geht oder 180° nach hinten, das wird deinen Fußpunktwiderstand + deine Abstrahlung verändern. Ich würde am ehesten einen Dipol aufspannen, mit etwa 60cm Gesamtlänge. Wie groß ist dann eigentlich der Fußpunktwiderstand? Ändert der sich nicht auch mit 1/sqrt(er) ? Dann hätten wir um die 8 Ohm, da müsste man sich noch Gedanken über eine Wellenwiderstandsanpassung machen. Vielleicht mit einem 1:4 Balun, wenigstens näherungsweise. 100m durchs Wasser sind sehr viel, hier im Wannsee würde es nicht gehen (siehe Rechnung oben), im Schwimmbecken, nunja, ich würde nicht drauf wetten. Keine Ahnung, welche Leitfähigkeit das Wasser dort hat. Ich fürchte, daß das mit Funk auf die Entfernung nicht klappen wird, zumindest nicht wenn Draht+Ultraschall+Boje ausgeschlossen werden müssen.
@ Berliner Bernhard Damit hast du gleich zwei große Denkfehler von mir aufgedeckt. Bei der Funklösung möchte ich in jedem Fall bleiben, dann darf das Boot halt nicht weit weg von mir. Auch eine schwimmende Relaisstation wäre eigentlich kein Problem, da das Modem diese Funktion schon drin hat. Vielleicht in Form eines Zerstörers :-) Dass für die Antennenlänge das Nahfeld bestimmend ist und nicht das berührende Medium ist vollkommen logisch, war wohl ein unüberlegtes Wunschdenken von mir. Ein Dipol erscheint mir auch als sehr gute Lösung, obwohl zwecks der Abstrstrahleigenschaften eine Lambda/4 besser wäre, oder? Von Fußpunktwiderstand und Wellenwiderstandsanpassung habe ich keine Ahnung, ich werde mich belesen. Wenn ihr mir noch weitere Ideen oder Erklärungen hättet, wäre ich natürlich dankbar. Viele Grüße und danke im Voraus, Bernhard
@ Hans 10 KHz? Im Ernst? Nein, besser nicht. 6 MHz klingt natürlich schön, aber das darf ich ja wieder nicht, oder?
Wo liegt denn bitte das Problem bei Ultraschall?? Die Fische? Ok, dann nimm eine Frequenz von 200 kHz, die hoert garantiert KEIN Wirbeltier mehr. Und selbst wenn die Fische es hoeren- man muss ja nicht gleich 30 W Leistung ins Wasser pusten. Mit einem halben Watt kommst Du bei guter Einkopplung wesentlich weiter als mit 4 W CB egal wie. Alpha
ich würde mal nen versuch machen, mit ferrit-antenne ala kofferradio auf langwelle, so bei 100khz rum. bei diesen frequenzen arbeiten auch metallsuchgeräte, mit tiefen bis 2m in feuchtem erdreich. sollte also klappen. und keine riesige antenne nötig.
wie schauts mit ner antenne aus die am Uboot fest ist und auf dem Wasser schwimmt? quasi so ne art "leine" an der die Atennenboje dran ist, dann ne antennenleitung von der Boje zum Uboot? Wie schauts mit Richtantenne für das Uboot? Hab ja keine Ahnung wie gross das ist. HF-Verstärker fürs Uboot? Wenn es unter wasser ist sollte die Sendeleistung schnell (einige cm) wieder im gesetzlichen Normbereich liegen
Mit Induktionsschleife? Müsste man nur irgentwie im See verlegen, ist auch blöd, oder? Ich habe früher ein mehradriges Kabel verwendet und die Enden in Reihe geschaltet. Dann mit Tongenerator und Verstärker aufs Kabel. Innerhalb der Schleife konnte man mit einer alten Relaisspule und einem kleinen Verstärker/Kopfhörer die Töne gut hören. könnte man die Impulstelegramme AM auf 1Khz statt auf 35Mhz modulieren und im U-Boot mit einem bewickelten Eisenkern empfangen, gleichrichten, dekodieren? Wer verlegt das Kabel im See? Bei einem "Vereinssee" könnte man sich eine feste Installation vorstellen, so evtl. an Bojen oder Modellschlepper auf dem Wasser bei portablen Einsätzen.
Oder wieder antennenboje mit bisschen logik drin und dann via glasfaser am Uboot "anleinen" und selbige gleich zur Datenübertragung nutzen.
Bei niedrigeren Frequenzen dürfte das wohl auf Magnetantennen hinauslaufen. Schau Dir bei http://www.bundesnetzagentur.de/enid/1a81ddffcbd32c8e69ebc3e661f40dce,0/Frequenzordnung/Allgemeinzuteilungen_9u.html die Allgemeinzuteilungen an und suche Dir was raus, was andere nicht stört. Unter 9kHz ist wohl kein Funkdienst zugewiesen. Im funkamateur wurden schon diverse Bauanleitungen im VLF-Bereich veröffentlicht. Die Website des Entwicklers: http://www.sfericsempfang.de/ Vielleicht sind ein paar Denkanstösse dabei. Arno
Man könnte auch zwei Elektroden (Abstand mehrere Meter) im Wasser versenken) und ein codiertes AC-Signal einspeisen (wenige Volt). Am U-Boot wird am Bug und am Heck ebenfalls je eine Elektrode befestigt. Da der Rumpf des U-Bootes relativ lang ist, ist selbst bei einer größeren Entfernung mit ausreichendem Emfang zu rechnen, oder? Bernhard (aus Erfurt)
Wie trüb ist das Wasser tatsächlich? vielleicht lässt sich ja wirklich was mit Licht/Laser aufbauen?
Lach bei diesem braunen Gewässer braucht der Laser mehrere Watt! Die im Wasser schwimmende Kacke (von Hausbooten) wird dann garantiert durchgebrutzelt und der Empfänger kann das Signal auswerten.
Wie willst das übrigens mit dem Laser machen wenn das U-Boot fährt und du nicht weisst wo es sich befindet müsstest du den ganzen See "ablasern" damit das U-Boot zufällig mal was vom Laserstrahl abbekommt.
9kHz und ne Ferritstabantenne... Wo bekommt man GROßE! Ferritstäbe?
Also zuerst mal vielen Dank für eure zahlreichen Ideen, da sind in jedem Fall einige gute Ansätze dabei. Eine feste oder große Installation kommt leider nicht in Frage, da das Boot später in jedem beliebigen Tümpelchen fahren können soll. Bei optischen Varianten kann ich Fischfreund nur zustimmen, das kommt mir zu heikel vor. Und mit 'nem Laser mein Boot zerschneiden, wenmn die Sicht mal besser wird? Nein, danke :-) @ Bernhard Schulz Deine Idee klingt sehr gut und vor allen Dingen einfach, aber wenn ich an den Rand eines (Fisch-)Teichs zwei Elektroden stecke, dann wird mich der Besitzer schon aus Prinzip und unabhngig von der Spannung lünchen. Haben ja nicht alle so viel Ahnung von Strom... Außerdem sind 1,8 m Bootlänge nicht so sehr viel, vor allem bei Drehungen. @ Tobias A Die Idee mit der schimmenden Antenne gefällt mir sehr gut, da ich fertige (und billige) PMR-Funkgeräte verwenden könnte und die maximale Tauchtiefe ja nicht groß ist. Gibt es vielleicht noch Amateurfunker unter euch, die mir bei der Theorie der Unterwasser-Antenne weiterhelfen könnten? Wenn ich es richtig sehe, dann könnte ich einen L/2-Dipol mit 60 cm Länge verwenden. Im Wasser verändert sich (Berliner Bernhard) auch der Fußpunktwiderstand und ungefähr den Faktor Unter Wikipedia findet man "Der sog. Faltdipol ist eine spezielle Art des λ/2-Dipols, bei dem die Speisung in der Mitte zweier paralleler Drähte erfolgt, die an den Enden kurzgeschlossen sind. Seine Impedanz ist 4 mal höher als die des gestreckten Dipols" Könnte das den Balun ersetzen? Viele Grüße und danke, Bernhard
Da ging wohl etwas verloren. "Im Wasser verändert sich (Berliner Bernhard) auch der Fußpunktwiderstand und ungefähr den Faktor" 1/sqrt(epsilon relativ)
200 kHz Ultraschall, am besten mit PRN gesendet und Du bist alle Probleme los und kannst bis Amiland fahren.
@ alpha Kennst du Sender/Empfänger mit vernünftigen Preisen für diese Frequenzen? Bei Conrad gibt es wasserdichte Teile, ber ohne Leistung, für zu niedrige Frequenzen und mit falschem Abstrahlwinkel, dieser verändert sich übrigens im Wasser.
Also ich wuerde es mal mit denen von Conrad probieren. Ansonsten gibt es hier: http://www.oppermann-electronic.de/html/piezo.html "Piezo-Keramik-Ultraschall-Geber" Die haben 100 kHz, das kannst Du bedenkenlos verwenden. Fledermaeuse schwimmen nicht, und wenn doch, sollten selbst die bei 100 kHz an ihre Grenzen stossen. Schau Dir mal den Thread "Korrelation ist besser als hohe Sendeleistung" an. Das ist etwas fuer Dich. Damit geht es evtl. auch mit denen von Conrad. Die haben zwar nur 40 kHz aber das sollte die Fischlein eigentlich nicht so sehr stoeren, die Leistung ist ja klein. Probier es doch mal! Soviel kosten die ja nicht... Alpha ps: kann es sein dass Du eine Kamera ins Boot packen willst? Wenn ja, wuerde ich doch etwas Drahtgebundenes bauen. Da ist dann auch Strom und Livebild kein Problem. Wie willste denn sonst fahren?
@Bernhard Ein sehr interessantes Thema. Könntest Du uns mal ein Bild von Deinem U-Boot zur Verfügung stellen? Bernhard (Erfurt)
Falls Du allerdings wirklich ne Cam dranmachen willst muss wohl wirklich ne schwimmantenne ran. eventuell wirklich über ne Richtantenne (zumindest für die Antenne empfangsseitig) nachdenken
Also eine Kamera soll definitiv nicht an Bord, aber einzelne Bilder möchte ich später eventuell knipsen und hochschicken. @ alpha Mit den Dingern vom C habe ich mich mal beschäftigt, deren Abstrahlwinkel war, glaube ich, viel zu gering. Außerdem wurde ich genau vor diesen bzgl. der Fische gewarnt. Ein Bild vom Boot kann ich leider nicht posten, weil es momentan auf der Bühne verstaut ist. Aber den Aufbau kann ich kurz beschreiben: Der Rumpf besteht aus einem PVC-(Abwasser-)Rohr, und zwei abnehmbaren Kuppeln aus lebstlaminiertem Glasfasermaterial. Die ebene Oberseite des Rumpfs und der Turm sind aus dünnem Glasfasermaterial geformt und gehörenm nicht zum Druckkörper. Gesamtlänge 1,8m, Verdrängung ca. 30 Kg. Der Antrieb besteht aus zwei Jet-Triebwerken (Einlass auf der Seite, Auslass nach hinten) mit je 250W Leistungsaufnahme. Diese dienen, umgekehrt betrieben, auch als Strahldüsen zum rangieren. Das Tauchsystem besteht aus je einem Wasserbeutel vorne und hinten mit jeweils einer Peristaltikpumpe. Währen der Fahrt wird mit einem X-Ruder gelenkt. Das Boot ist bisher weder dicht noch lackiert noch mit Elektronik ausgestattet. Tobias A. Guter Tipp von dir, eine Richtantenne wäre sicherlich geschickt, unter Wasser würden ja auch die Dimensionen schrumpfen. Früher habe ich mal einer Richtantenne aus zwei Lambda/2 gesehen, die L/2 auseinander waren. Leigend müsste das nach oben strahlen. Ich werde mal suchen. Dumme Frage: Ist die Richtwirkung einer RA immer beim Senden und Empfangen vorhanden? Viele Grüße, Bernhard
Ich frage mich die ganze Zeit, wieso Bernhard nicht einfach eine handelsübliche Modellbau-Fernsteuerung benutzen will, so wie es die anderen Modell-UBoot-Fahrer auch machen.
Weil er nicht auf unidirektionale Verbindungen mit unter 100 mW und hohen Preisen steht.
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