Entfernungsmesser: Ein Piezo für RX und TX (statt zwei Piezos)

[Florian E. (florian_e256)]

Hallo,

hatte vorhin wohl die falsche Frage gestellt - deswegen hier nochmal 
konkretisiert:
Wie muss die gezeigte Schaltung geändert werden, damit der gleiche Piezo 
für Senden und Empfangen benutzt werden kann?

vg, Florian

[Helmut H. (helmuth)]

Mit Signalprozessor und Transducer-Treiber für Ultraschallanwendungen, 
z.B.
https://www.ti.com/product/de-de/PGA460

[Pandur S. (jetztnicht)]

Naja. Der Pegelunterschied zwischen Senden und Empfangen wird 
wahrscheinlich 60dB oder mehr sein. Dabei sollte dein Empfaengereingang 
erstens nicht kapputt gehen, und zweitens, da er in die Saettigung gehen 
wuerde nicht zu lange braucht um sich zu erholen.
Der Standardansatz ist den Eingang mit Schaltern zu schuetzen. Die 
muessen natuerlich schnell genug sein.
Beim Senden wirst du vielleicht 30Vpp anlegen und zurueck kommt 
vielleicht 3mVpp Dein Schalter muss also 30Vpp aushalten und und den 
Empfaenger isolieren, dH es sollten weniger als die 3mVpp durchkommen. 
Eine Isolation von 80dB.
Ah. Ja. Der Sender sollte natuerlich eine Ecke weniger wie die 3mVpp 
Rauschen.
Viel Glueck.

[Harald W. (wilhelms)]

Florian E. schrieb:

> Wie muss die gezeigte Schaltung geändert werden, damit der gleiche Piezo
> für Senden und Empfangen benutzt werden kann?

Ich denke, das wird ziemlich aufwändig. Ein zweiter Piezo dürfte da
deutlich billiger sein.

[Nemopuk (nemopuk)]

Ich könnte mir vorstellen, dass zwischen dem Senden und Empfangen eine 
extra Pause eingefügt werden muss, um Schwingungen ausklingen zu lassen.

[Clemens S. (zoggl)]

Nemopuk schrieb:
> extra Pause eingefügt werden muss, um Schwingungen ausklingen zu lassen
Nicht ganz.

Der Trick dürfte sein (laut TI Whitepaper) dass der Quarz knapp neben 
der Resonanz betrieben wird.

In einem cirp schwingt der Quarz dann min Max min und dann wird auf 
Empfang geschaltet. Da sollte der Quarz von selbst wieder fast 
mechanisch still sein.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/Superposition_of_two_simple_harmonic_motions,_almost_equal_frequencies.png

Und den Rest dann passiv weg dämpfen.

[Rahul D. (rahul)]

Nemopuk schrieb:
> Ich könnte mir vorstellen, dass zwischen dem Senden und Empfangen
> eine
> extra Pause eingefügt werden muss, um Schwingungen ausklingen zu lassen.

Vor allem muss man eine Schaltung einbauen, die verhindert, dass die 
Sendeleistung auf die Empfnagsschaltung wirken kann.

[Rainer W. (rawi)]

Clemens S. schrieb:
> In einem cirp schwingt der Quarz dann min Max min und dann wird auf
> Empfang geschaltet. Da sollte der Quarz von selbst wieder fast
> mechanisch still sein.

Statt darauf zu warten, dass die Schwingung von selbst abklingt, könnte 
man den Kristall auch mit einem Signal ansteuern, dass nicht nur aus 
einem Sinus-Burst besteht, sondern mit einem Gegenpuls endet, der die 
Schwingung gezielt abwürgt.

[Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)]

Wie es grundsätzlich geht, "zeigen" preiswerte Sensoren für das 
Arduino-Universum. Dieser z.B.: (siehe Bild). Kostet um die 6,-

Alaysieren, Zerlegen, mit Oszi messen ... Chips sind nicht 
abgeschliffen.

[Rahul D. (rahul)]

Frank E. schrieb:
> Wie es grundsätzlich geht, "zeigen" preiswerte Sensoren für das
> Arduino-Universum. Dieser z.B.: (siehe Bild). Kostet um die 6,-

Das ist wohl ein JSN-SR04T.
Dazu spuckt google auch Schaltplanlinks / -bilder aus...

[Heinz (tachyonator)]

Die Schaltung würde ich mit einem Widerstand und einigen zusätzlichen 
Dioden am Eingang - zum Schutze des Empfängers - ergänzen. Siehe Anhang.

[Clemens S. (zoggl)]

Rainer W. schrieb:
> Statt darauf zu warten, dass die Schwingung von selbst abklingt,

Die Schwingung klingt nicht von selbst ab. Durch den Betrieb nehmen der 
Resonanzfrequenz wir sie nach dem überschreiten des Maximums aktiv 
bedämpft.

Rainer W. schrieb:
> könnte
> man den Kristall auch mit einem Signal ansteuern, dass nicht nur aus
> einem Sinus-Burst besteht, sondern mit einem Gegenpuls endet, der die
> Schwingung gezielt abwürgt.

Die Resonanz will man ja gerade für die Signalstärke haben
Die Ansteuerung müsste sonst die vielfache Leistung bringen
Einen Quarz mit einem Gegenpuls abwürgen ist keine gute Idee. Das gibt 
im schlimmsten Fall Risse, braucht viel Leistung und eine aufwändige 
Schaltung.

Frank E. schrieb:
> Wie es grundsätzlich geht, "zeigen" preiswerte Sensoren für das
> Arduino-Universum. Dieser z.B.: (siehe Bild). Kostet um die 6,-

mach das Fenster auf, wirf die 6€ raus und mach das Fenster wieder zu.

nochmal: die haben die Falsche Frequenz, zu wenig Leistung und die 
falsche Ansteuerung.

hat schon mal jemand ausprobiert:

Beitrag "Wasserdichter Ultraschallsensor - Umbau verbreitetes Distanzmessmodul"

sg

[Rainer W. (rawi)]

Clemens S. schrieb:
> Die Resonanz will man ja gerade für die Signalstärke haben
> Die Ansteuerung müsste sonst die vielfache Leistung bringen

Deshalb: Anregung auf der Resonanzfrequenz und dann die 
Schwingungsenergie mit einem Gegenpuls herausnehmen, statt die Energie 
durch die sich zwischen Eigenschwingung und daneben liegender 
Anregungsfrequenz aufbauende Phasendifferenz verhältnismäßig langsam 
heraus zu ziehen.

> Das gibt im schlimmsten Fall Risse

Das kommt auf die Pulsform an. Der aperiodische Grenzfall wäre z.B. ein 
mögliche Ziel.