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Ultraschall sender/empfänger verschiedene fragen
Hy,
ich möchte selber ein Ultraschall Sende/Empfangsmodul mittels PIC realisieren.
Meine Idee für den Sender wäre:
1.) erzeugen eines 40khz signales am pwm-ausgang
2.) Filtern der Oberwellen
3.) Verstärken des signales auf die ausgangsleistung mittels einem oder mehreren Operationsverstärker
4.) Schalten der Ultraschallkapsel mittels Transistor oder FET (bei nulldurchgang vom signal) wenn gesendet werden soll.
Das ganze will ich, damit böse überaschungen ausbleiben zuerst auf LT-Spice simulieren und danach einen prototypen mittels Lochrasterplatine bauen. Leider hab ich probleme, das signal zu verstärken. Ich will wegen der einfachen beschaffbarkeit für die senderverstärkung einen LM741 nutzen, der nach Aussagen des Datenblattes keine probleme bei 40khz haben sollte. (Wenn die ausgangsleistung nicht passt werde ich ihn aber ersetzen, hab gerade die daten der ultraschallkapsel nicht da).
Leider ergab sich das problem, wie es bei mir leider zu oft (in real und virtuell) bei mir auftritt, der verstärker dämft und verunstaltet das signal, als es zu verstärken.
Mal ein paar bilder dazu:
Die aktuelle schaltung:
Anhang 20919
Und die messergebnisse:
Anhang 20918
Das Blaue signal wurde dabei zwischen den Bauteilen C1 und R4 gemessen und schaut genau so aus wie gewollt.
Das Gründe signal dagegen wurde zwischen U1 und C2 gemessen und zeig komischerweise ein rechtecksignal, auserdem ist es abgeschwächt gegenüber dem eingangssignal. Das ergebniss konnte durch variation von R4 und R9 aber nicht verbessert werden, bzw. durch andere beschaltung des OP mittels der beiden widerstände.
habt ihr eine ahnung was ich falsch gemacht habe?, den LM741 für spice musste ich herunterladen, er sollte aber korrekt funktionieren. Wenn ich zuhause ein oszilloskop hätte würde ich das ganze mal am steckbrett aufbauen.
Nachtrag:
Fragen:
-> wäre es sinnvoll den sender und oder empfänger in der Verstärkerleistung regelbar zu machen (mittels pic mehrere widerstände dazu/wegschalten)
-> Könnte man teroretisch, wenn man auf den roboter mind. 3 ultraschallempfängerkapseln hat eine sendekapsel orten (richtung +/- 20°), ich werde auf den roboter warscheinlich bis zu 5 dieser module rauftun und alle werden mittels CAN verbunden sein.
-> Habt ihr links zu seiten die entsprechende schaltpläne beherbergen (die nicht zu umfangreich sind, die auswertung erfolg komplett digital, also sende/empfängerstufe)
-> Wie stark würden sich mehrere Ultraschallsender stören, und wäre es sinnvoll alle im gleichtakt aussenden zu lassen, oder müssen alle nacheinander senden und empfangen (Das ganze soll bei robocup genutzt werden, und da könnten dann über 15 solcher ultraschallsende/empfänger in betriebt sein (die von unseren 2 roboter und die des anderen teams), ich will das ganze so programmieren dass sich die roboter so wenig wie möglich stören (analyse der vorhandenen signale, absprache mit den ultraschallsendern der eigenen roboter). Ich weiß leider nicht wie oft die ultraschallentfernungsmesser der SRF-Reihe in der sekunde messen, diese werden nämlich sehr häufg beim robocup verwendet.
-> Wie stark könnte sich der Dopplereffekt auswirken, bzw. wie breitbandig sollten die eingangsfilter sein. Die Filter werden abstimmbar sein, aber die Bandbreite wird sich dadurch nicht ändern. Die Aktuelle Filterkurve ist relativ steil, wie ich sie in LT-Spice ermitteln konnte. Hab sie mir aber nicht genauer angeschaut. Der Filter wird auserdem sowieso noch einmal mit erhältlichen Bauteile berechnet.
Frohe Weihnachten, pointhi
