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Hi,
das Software-Oszi zeigt schon recht brauchbar, dass das jetzt gut geht. viel Erfolg!
Frage: hast du schon die Abstimmung von deinem Filter auf die Nutzfrequenz überprüft? Wenn du die Sendefrequenz komfortabel etwas variieren kannst, dann geht das ja leicht.
Ein verstellend er Sendefrequenz ist bei den meisten US Wandlern für Luft keine Option - die haben nur eine geringe Bandbreite (ca. 1 kHz) . Entsprechend muss der elektronische Filter, sofern man den überhaupt braucht, nicht so schmalbandig sein. Da sollte der Abgleich dann nicht mehr so kritisch sein. Eine zu geringe Bandbreite will man auch gar nicht, denn damit wird auch das Einschwingen langsamer und damit die Messung ungenauer bzw. schwieriger. Schon die geringe Bandbreite der Wandler ist da ggf. nicht so schön.
Die Sättigung ist eigentlich kein Problem, solange die Amplitude ausreicht. Ohne eine variable Verstärkung kann man eine Sättigung auch kaum vermeiden weil das Signal am Anfang einfach oft viel stärker ist. Die Sättigung muss nicht durch die Begrenzte Versorgungsspannung kommen, das kann gerade beim langsamen LM358 auch durch die slew rate (und ggf. die Totzeit beim Stromrichtungswechsel) kommen. Für eine ernsthaft Anwendung sollte man den LM358 wirklich durch was besseres ersetzen. Die fehlende Hysterese beim internen Komparator ist ggf. wirklich nicht so schön. Man könnte auch einen normalen digitalen Eingang des AVR nutzen, die haben eine kleine, aber feste Hysterese - die Einstellung müsste dann über die Verstärkung erfolgen.
Die Abstimmung habe ich überprüft, der Filter (Sallen-Key) wirkt auch nur als Hochpass (ich konnte bisher keine höheren Schwingungen feststellen, weshalb ich keinen Bandpass brauche). Frequenzen unterhalb von 30kHz werden definitiv geblockt, wie es genau dazwischen aussieht (ab wann das Signal um wieviel Prozent schächer wird etc.) muss ich noch überprüfen.
Das mit der geringen Bandbreite kann ich so nicht bestätigen, ich habe testweiße ein 30kHz Signal auf den Sender gegeben, dies wurde genauso vom Empfänger aufgenommen. (nach dem 2.OPV hatte ich genau dieses Signal wieder gemessen) Entweder bei mir in der Messung/Schaltung stimmt etwas nicht, oder meine Ultraschallsensoren sind anders...
Ausgelegt sind sie definitiv für 40kHz, laut Beschreibung.
Ach ja am Rande: Der Sender und Empfänger sind 2 verschiedene Stromkreise mit 2 uc´s. Als Sender habe ich auch bisher nur als Programm:
while(1){PORTC^=(1<<PC0); _delay_us(12.5);}
Ich werde vorerst beim lm358 bleiben und dort mein Bestes versuchen, ein besseren OPV muss erst noch bestellt werden. So ganz schlecht kann er nicht sein, immerhin empfange ich ja etwas. Bisher funktioniert es etwa so: gehe ich mit meinem Sendersystem weit weg (oder schalte es aus), leuchtet eine LED am Empfängersystem nicht, nähere ich mich (auf etwa 50cm), so leuchtet die LED. Der Sender wird aktuell noch mit 5V betrieben, ich schließe noch einen Transistor ran und verstärke es auf 12V, womit ich wesentlich weiter kommen sollte.
Die Zeitmessung fehlt bisher noch.
Der interne Komparator funktioniert anscheinend recht gut (werde es wohl mit diesem machen anstatt mit dem lm293), ich vergleiche das Signal aber nicht mit 0V sondern mit etwa 0.2V.. das sollte zumindest Störungen ausgleichen...
Die etwas höhere Schwelle für den Vergleich kann man für den Komperator auch nutzen. Wenn man mag, könnte man die Schwelle auch von der Zeit abhängig machen. Das wäre dann eine ganz einfache Version einer von der Zeit abhängigen Empfindlichkeit.
Den Tausch von LM358 zu was besseren kann man ggf. auch noch später mache - die OPs sind fast alle pinkompatibel.
Die Wandler haben eine recht ausgeprägte Resonanz um 40 kHz, aber auch bei 30 kHz sollte die Sendeleistung und Empfindlichkeit noch für eine direkte Übertragung reichen. Ob man jetzt 30 kHz oder 35 kHz nimmt macht da noch keinen so großen Unterschied, aber von 38 kHz bis 40 kHz könnte sich deutlich was verstärken. Mit der Begrenzung sieht man die Resonanz ggf. auch nicht so richtig solange die Amplitude groß ist.
Für mehr Sendeleistung lieber eine Ansteuerung als Brücke wählen, sonst brächte man noch einen Kondensator dazu damit man keine DC Spannung mit drauf hat.
Wie meinst du das mit der Ansteurung als Brücke? Eine Halbbrücke (bestehend aus Mosfets oder Tranistoren) würde das ganze doch nur unnötig groß werden lassen, mit dem dazugehörigen Treiber (ob einfacher Treiber (Transistor) für die Highside oder ganzer Halbbrückentreiber-IC).
Als Schaltung hätte ich da an soetwas gedacht: (Betrieben vielleicht sogar mit etwas über 12V)
Anhang 26273
R1=10k; R2=2,2k; D1=1N5818; T1=BC 547B
Im Schaltplan des SRF04 habe ich aber auch etwas interresantes gesehen: Da wird ein Pegelwandler (ähnlich dem MAX232 glaube ich) eingesetzt, dürfte ja auch funktionieren^^ Wäre vielleicht sogar besser als ein Tranistor oder eine Halbbrücke (schneller?) ?
Edit: Bringt es eigentlich eine zusätzliche Verstärkung wenn ich statt 1 Anschluss auf Masse zu legen und auf den anderen Anschluss 40kHz gebe, auf beide Anschlüsse 40kHz gebe, nur eben versetzt (wenn der jeweils andere low ist, ist der andere high)?