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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Phasenverschiebung Auswerten


Autor: Darryl (Gast)
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Hallo,

als Laie habe ich folgendes Problem und hoffe irgendjemand hier hat
eine Lösungsmöglichkeit parat.

Gegeben: Radar-Bewegungsmelder KMY24 von Siemens (siehe Datenblatt)
liefert Richtungs/Geschwindigkeitsinformation des erfassten Ziels über
zwei Spannungen Vd1 und Vd2. Vd1 ist Referenzspannung, Vd2 enthält die
Information. Bewegt sich das Ziel auf den Melder zu ist Vd2 in der
Phase voreilend, entfernt es sich ist Vd2 nacheilend. Je größer die
Phasenverschiebung umso größer die Geschwindigkeit des Objektes.

Gesucht: Eine Mikrocontroller-Lösung die die Spannungen Vd1 und Vd2
überwacht und jederzeit feststellen kann, ob Vd2 nun vor oder
nacheilend ist und außerdem den Phasenwinkel erfassen kann. Beide Werte
sollen zu einer Ergebniseinheit zusammengefaßt werden und mit den
Werten einer zweiten KMY24-Einheit verglichen werden.

Ziel: Aus zwei schwenkbar (Schwenkkopf) nebeneinander montierten
(Winkelversetzt) KMY24-Einheiten soll die Richtungs- und
Geschwindigkeitsinformation ausgewertet werden. Im überwachten Raum ist
dann eine definitive Aussage möglich ob das Ziel von rechts nach links
oder umgekehrt an den Meldern vorbeiläuft. Kommt es von rechts melden
beide Bewegungsmelder eine Annäherung, wobei die Annäherung an den
rechten Bewegungsmelder größer ist, da er das Objekt unter einem
besseren Winkel erfaßt. Ergo: Signal an den Schwenkkopf für Drehung
nach rechts solange bis beide KMY24 gleiche Annäherungsrichtung und
Geschwindigkeit liefern. Prinzip verstanden???

Kleines Nebenproblem: Durch die Drehung der Meldereinheit wird ja auch
ein Radarecho verursacht das als Bewegung erfaßt wird. Wie bekomme ich
das denn weg? Nur Bewegungen von einer bestimmten Geschwindigkeit
ignorieren (Schwenkgeschwindigkeit der Einheit 3°/sec). Wenn ja, wie
mache ich das????


Danke!!

Autor: Sascha (Gast)
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Hallo,

da hast Du Dir ja (als Laie) was vorgenommen.

Ich kann da in Kürze nur theoretisch helfen.

Du sprichst von Phasenverschiebung, also geben deine Geräte eine
Frequenz aus. Ich würde beide Frequenzen auf Nulldurchgang prüfen
(externer Interrupt), die Zeit dazwischen messen und schon hast Du mit
ein wenig Mathematik den Phasenwinkel, der dir dann wohl laut einer
Tabelle eine Geschwindigkeit gibt oder so.
Diese Tabelle installierst Du auch in deinem mC.
Deine selbsterzeugte Geschwindigkeit durch Drehung mußt Du abziehen.

Das war nur Theorie. Ob deine Idee durchsetzbar ist, weiß ich nicht.


Sascha

Autor: hendrik (Gast)
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bump

hi,
bevor ich neuen thread aufmache,
bin auch laie und ebenfalls gerne die phasenverschiebung auswerten, das
mit dem nulldurchgang hab ich in der theorie schon verstanden,
allerdings stellt sich immer noch die frage, kann jeder
handelsueblicher microcontroller, handelsueblich in form von bei
conrad.de microcoontroller in der suchbox eingebenm, die 2 frequenzen
auf nulldurchgang checken?

ich mein wenn ich bei conrad nach micocontroller suche bekomme ich 72
ergebnisse, dazu gibs noch diverser startersets.
da ich wie gesagt kaum vorbildung habe wuerde ich gerne soviele details
wie moeglich skippen und auch ein starterset kaufen wenn es damit
einfacher geht ;)
also wenn jemand ein gutes set kennt fuer einen laien oder mir sagt
worauf ich bei einem kauf achten sollte damit die funktione gegeben ist
waere ich sehr dankbar.

achja der microcontroller sollte natuerlich sich irgendwie mit einem pc
verbinden lassen.

mfg
elektroniklaie hendrik

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo,

"Gesucht: Eine Mikrocontroller-Lösung die die Spannungen Vd1 und Vd2
überwacht und jederzeit feststellen kann, ob Vd2 nun vor oder
nacheilend ist und außerdem den Phasenwinkel erfassen kann. Beide
Werte
sollen zu einer Ergebniseinheit zusammengefaßt werden und mit den
Werten einer zweiten KMY24-Einheit verglichen werden."

Der theoretische Ablauf ist so machbar! Aber es kommt auf die
Signalfrequenz bzw. den Laufzeitunterschied der beiden Phasen an.
Ein µP könnte zu langsam sein. Ansonsten Komparatoren, Schwellen messen
und Uhr entsprechender Auflösung mitlaufen lassen. Mehr Detailles sind
notwendig.

MfG  Manfred Glahe

Autor: hmann (Gast)
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@hendrik: Eine Minimallösung mit der du einfach und schnell einen uC zum
laufen bringen kannst findest du auf:

http://s-huehn.de/elektronik/avr-prog/avr-prog.htm

Ich habe mir das 2. Board aufgebaut und statt der Diode alle Pins mit
nem Stecker auf ner Lochrasterplatine nach aussen geführt. Funktioniert
wunderbar und kostet so gut wie nix.

ciao
  hmann

Autor: wolli (Gast)
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Man könnte die (Sinus?) Spannungen mit Komparatoren in unipolare
Rechtecksignale verwandeln und anschließend UND-verknüpfen.
Wenn die Frequenz es zulässt kann man dann mit den Flanken eine
Zeitmessung machen. Ansonsten halt mit Integrator und ADC.

Autor: hendrik (Gast)
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vielen dank fuer die antworten :)

@Manfred Glahe
was ist ein "µP"? mikroprozessor?
wenn ja warum is der zu langsam, gibs keine schnelleren?

@hmann
nettes howto, diese zusammenstellung waere in der lage die
phasenverschiebung auszuwerten und an einen pc zu schicken wo ich dann
mit bissel rechnerei auf die geschwindigkeit komme?
wuerde das STARTER KIT STK500 die funktionen auch erfuellen?
und welche loesung ist fuer einen laien eher geeignet? ;)

@wolli
das mit den rechteck signalen hab ich auch schonmal irgendwo gelesen,
steile flanken und so
die frage die mich im moment abr eher beschaeftigt ist, was muss ich
kaufen wenn ich von loeten und kabels wenig ahnung hab dafuer bissi
programmieren kann ;)

Autor: wolli (Gast)
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Um welche Frequenzen handelt es sich dennn nun?

Autor: hendrik (Gast)
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tja wenn ich das so genau wuesste, also betriebsfrequenz ist 2.45 GHz
oder was meinste?

Autor: wolli (Gast)
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Ich meine die Frequenz, deren Phasen Du auswerten willst.
Die 2.45 GHz ist die Radarfrequenz.

Autor: hendrik (Gast)
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hm
das weiss ich nich genau, weiss ehrlich gesagt garnich was da an den 2
ausgaengen ankommt, ausser dass es sich wohl um  2 signale in form von
sinuskurven handelt die bei detektion halt verschoben sind, einer der
vorredner sprach von "spannungen" , such ich jetzt einen wert in Hz
oder was anderes?

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

da Steht, bei welcher Frequenz sich die Auswertung abspielt:

"Ein weiterer Vorteil
zeigt sich, wenn man das Dopplersignal ei-nes
Fußgängers betrachtet, der sich mit
5 km/h bewegt: In diesem Fall beträgt beim
KMY 24 die Dopplerfrequenz 22,7 Hz im
Vergleich zu 86,6 Hz beim KMY 10. Somit
können für reine ...."

Es wird immer die Differenzfrequenz betrachtet, die nach der Mischung
zustande kommt. Vermutlich kommt diese am Ausgang raus. Das Datenblatt
schweigt sich bezüglich der Ausgangssignale komplett aus (Amplitude,
Innenwiderstand, Temperaturgang, max. Belastung fehlt alles).

Bei 2,45GHz wird kein Mikrocontroller mehr in der Lage sein,
irgendwelche Nulldurchgänge zu erfassen.

Ansonsten kann man einen Phasendetektor einsetzen und sein
Ausgangssignal auf einen AD-Wandler geben, falls man digital auswerten
möchte.

Gruß

Autor: hendrik (Gast)
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danke fuer die hilfe )
hm sind ja 2 ausgaenge d.h. an einem das referenzsignal und am andern
das dopplersignal?

also 2.45GHz is zuviel. wie hoch gehn denn so die normalen
microcontroller? die angesprochen 22Hz sollten ja kein thema sein dann
oder? der unterschied is ja wahrlich gigantisch ;)

hmhm phasendetekor... also den AD-Wandler hab ich noch gefunden bei
conrad.de aber phasendetektor mag er nich, wo kriegt man sowas her?

Autor: Chris (Gast)
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Phasendetektor = Analogmultiplizierer

Autor: Alex (Gast)
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Nachdem ich das gelesen habe, habe ich mich auch über den KMY24
informiert und habe ein besseres Datenblatt organisiert. Da sind die
Werte für die Amplituden der Ausgangssignale drinnen.

Phasendetektor = Analogmultipizier

hmm, ich könnte ein EXOR Gatter für Digitale Signale vorschlagen oder
aber den Baustein 4046, enthält 2 Phasendetektoren (EXOR und noch
einen) sowie einen VCO für PLL Anwendungen.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Schon zwei Jahre her...
Ich habe so einen 24 GHz-Bewegungsmelder, der hat zwei Detektordioden
mit Lambda/4 Abstand, damit ergeben sich auf den niederfrequenten
Dopplerfrequenzen ebenfalls Phasenverschiebungen der beiden Ausgänge.
Daraus bestimmt ein PIC-Prozessor per Software die Bewegungsrichtung.
Eine Tür soll geöffnet werden, aber nur wenn sich der Fußgänger auf sie
zu bewegt. Die Frequenzen liegen noch fast im Infraschallbereich, sodaß
ein Prozessor keine Probleme hat, das auszuwerten.

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