Arduino.ru
Подводный эхолот
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Хочу сделать подводный эхолот на базе arduino. В теории задача выглядит весьма просто — берем два пьезоэлемента, опускаем их в воду, одним излучаем импульсы частотой несколько сотен килогерц, другим — слушаем отраженный сигнал.
Для начала буду тестировать в ванне, т.е. запредельные мощности не нужны.
Использовать Ping и им подобные платы с готовыми излучателями не получится — они настроены на частоту 40 килогерц и ее не поменять, плюс скорость ультразвука в воздухе 300-400 метров в секунду, а в воде — 1500 метров в секунду.
Можно ли при помощи arduino генерировать импульсы частотой килогерц 500? (судя по всему можно, вот пример с 1 мегагерцем: http://forum.arduino.cc/index.php/topic,122065.0.html )
И самое главное — можно ли оцифровывать данные с аналогового входа на такой же частоте? Мне нужно узнать не просто время прихода отраженного импульса, а все эхосигналы и отражения т.к. это требуется визуализировать.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Почти все, что обсуждается на этом форуме можно купить в готовом виде на ebay. Меня интересует как сделать такое же устройство своими руками.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Возьмите , попробуйте «макнуть» в воду 🙂
Или просто так( удлиннив датчики) или в пластиковом мешке
Не уверен что заработает, хотя.
Подключите другие датчики, например
Берите весь комплект, отдельно датчики выйдут дороже, опять-же можно макнуть в воду ( эти хоть герметичные)
Потом можно комплект и на машину поставить, удобная вещь скажу я вам.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
А где можно почитать, с какой частотой можно сэмплировать данные на аналоговом входе?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Я как-то дошел до того что не осилю этих сложностей. Вопрос к спецам не проще ли купить готовый китайский поплавок за 10-15уе (1хх кГц) и пробывать словить то что он передает на 433мГц с помощью баксового приемника? или врезатся в него до передатчика?
Да и разные пьезо нужны для разных частот вроде.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Можно, если вы знаете основные принципы эхолокации. Скорее всего там есть импульсы которые идут с переодичностью: зондирующие, и не вписывающиеся в этот промежуток: эхо. Период их равен 40м/[скорость звука в пресной воде]. НО баксовые передатчики ловят туеву хучу помех (люди не раз наступали на эти грабли). Поэтому приемник надо выбрать качественный и послушать осцилографом чтобы подтвердить догадки и разобрать возможный протокол(различные эхо дна и препятствий.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Я как-то дошел до того что не осилю этих сложностей. Вопрос к спецам не проще ли купить готовый китайский поплавок за 10-15уе (1хх кГц) и пробывать словить то что он передает на 433мГц с помощью баксового приемника? или врезатся в него до передатчика?
Да и разные пьезо нужны для разных частот вроде.
Китайский поплавок передает уже результаты, а мне нужен оригинальный сигнал, снятый непосредственно с пьезоэлемента. Хочу параллельно сделать ультразвуковой дефектоскоп, чтобы смотреть, что в стене, например.
Про частоты — само собой, но на рынке есть большой выбор элементов на разные частоты, у меня есть несколько на 0.5 мгц и 2 мгц.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Так тему бы и назвали 🙂 ДЕФЕКТОСКОП. под водой оптимум 200кГц. Дальше начинаем светить сквозь дно 🙂
С вашего разрешения позадаю свои вопросы здесь, дабы не плодить сущности.
Можно, если вы знаете основные принципы эхолокации. Скорее всего там есть импульсы которые идут с переодичностью: зондирующие, и не вписывающиеся в этот промежуток: эхо. Период их равен 40м/[скорость звука в пресной воде]. НО баксовые передатчики ловят туеву хучу помех (люди не раз наступали на эти грабли). Поэтому приемник надо выбрать качественный и послушать осцилографом чтобы подтвердить догадки и разобрать возможный протокол(различные эхо дна и препятствий.
А какое может быть недорогое решение подводного эхолота/глубиномера до 8-10м на 150-200кГц для чайника не знающего основных принципов эхолокации? типа того же HC-SR04. Пока я нашел только гармин за 100500 баксов с нмеа. Задача стоит только в нахождении кромки ямы. Состав дна, к-во рыбы, водоросли и т.д. не актуальны.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Я догадываюсь что возбуждать излучатель надо на частоте его собственного резонанса. Пакетами импульсов.
А приёмник скорее всего должен иметь ВАРУ ( времненнАя автоматическая регулировка усиления) как в локации,
хотя может хватит и беэ этого (в воде и не на предельной дальности).
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Вот я как раз и хочу его сделать. Проблем нет никаких — нужно просто выяснить, способна ли ардуина:
а) генерировать частоту несколько сотен килогерц (хотелось бы — до мегагерца)
б) оцифровывать данные с аналогового входа на частоте до мегагерца (в вашем случае достаточно будет цифрового входа и расчета задержки — чтобы вычислить расстояние до дна).
Простой эхолот для ваших целей можно собрать за вечер, а вот как решить мою проблему с оцифровкой — я пока не имею понятия.
P.S. Кстати, в вашем случае можно излучать и на 40 килогерцах. Я видео на sparkfun наборы ультразвуковых измерителей расстояния, некоторые из них тупо выдавали расстояние, предполагая, что они находятся в воздухе, а некоторые — сырой сигнал.
Вам нужно найти такой вот «тупой» модуль, выпять из него пищалки, если понадобится — дополнить усилителями, запустить и слушать время прихода отраженного импульса, предполагая что скорость звука в воде 1300-1500 метров в секунду (нужно уточнить в справочнике).
Можно измерять скорость лодки и рисовать на экране срез дна в точке, над которой мы проплываем.
Источник
Подводный эхолот своими руками
Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.
Cамодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L
и
ЖКИ от мобильного телефона nokia3310
Представляю вашему вниманию авторскую разработку – самодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L и ЖКИ от мобильного телефона nokia3310. Устройство рассчитано для повторения радиолюбителем средней квалификации, но, я думаю, конструкцию может повторить каждый желающий. Материал я старался изложить так, чтобы читателям в доступной форме дать побольше полезной информации по теме. Надеюсь, что повторение конструкции принесет Вам много удовольствия и пользы.
Буду рад ответить на ваши вопросы/пожелания/замечания и помочь в повторении конструкции.
С уважением, Alex
Эхолот, сонар (sonar) — сокращение от SOund NAvigation and Ranging. Эхолот известен где-то с 40-х годов, технология была разработана во время Второй мировой войны для отслеживания вражеских подводных лодок. В 1957 году компания Lowrance выпустила первый в мире эхолот на транзисторах для спортивной рыбной ловли.
Эхолот состоит из таких основных функциональных блоков: микроконтроллер, передатчик, датчик-излучатель, приемник и дисплей. Процесс обнаружения дна (или рыбы) в упрощенном виде выглядит следующим образом: передатчик выдает электрический импульс, датчик-излучатель преобразует его в ультразвуковую волну и посылает в воду (частота этой ультразвуковой волны такова, что она не ощущается ни человеком, ни рыбой). Звуковая волна отражается от объекта (дно, рыба, другие объекты) и возвращается к датчику, который преобразует его в электрический сигнал (см. рисунок ниже).
Приемник усиливает этот возвращенный сигнал и посылает его в микропроцессор. Микропроцессор обрабатывает принятый с датчика сигнал и посылает его на дисплей, где мы уже видим изображение объектов и рельефа дна в удобном для нас виде.
На что следует обратить внимание: рельеф дна эхолот рисует только в движении. Это утверждение вытекает из принципа действия эхолота. Тоесть, если лодка неподвижна, то и информация о рельефе дна неизменна, и последовательность значений будет складываться из одинаковых, абсолютно идентичных значений. На экране при этом будет рисоваться прямая линия.
Первый вопрос, который, я уверен, возникнет у читателей «Почему использован такой маленький дисплей?» Поэтому я сразу на него отвечу: этот «мини-эхолотик» разрабатывался по просьбе знакомого из того, что оказалось под рукой. А этими подручными средствами оказались ATMega8L, дисплей от nokia3310 и какой-то излучатель с обозначением f=200kHz. Еще Вы, наверное, спросите возможно ли переделать программу/схему под другой, больший дисплей? Да. Теоретически это возможно.
От эхолотов, описанных в [1, 2, 3] моя конструкция отличается применением графического ЖК дисплея, что дает устройству преимущества в отображении полезной информации.
Вся конструкция собрана в корпусе «Z14». Питание обеспечивается от аккумулятора 9В GP17R9H. Максимальный потребляемый ток не более 30 мА (в авторском варианте 23мА).
Теперь о возможностях эхолота. Рабочая частота 200 кГц и настраивается под конкретный имеющийся излучатель. Программно реализована возможность измерять глубину до 99,9 метров. Но скажу сразу: максимальная глубина, которую сможет «видеть» эхолот, в большой степени будет зависеть от параметров примененного излучателя. Моя конструкция на данное время тестировалась только на водоеме с максимальной глубиной около 4 м. Прибор показал отличные результаты. По мере возможности постараюсь протестировать работу эхолота на более больших глубинах, о чем будет сообщено читателям.
Итак, перейдем к схеме. Схема мини-эхолота показана на рисунке ниже:
Основные функциональные блоки эхолота: схема управления (тоесть микроконтроллер ATMega8L), передатчик, излучатель, приемник, дисплей, клавиатура, схема зарядки аккумуляторной батареи.
Работает эхолот следующим образом: микроконтроллер на выводе РВ7 формирует управляющий сигнал (прямоугольные импульсы лог. «0») длительностью примерно 40 мкс. Этот сигнал запускает на указанное время задающий генератор с рабочей частотой 400 кГц на микросхеме IC4. Далее сигнал подается на микросхему IC5, где частота сигнала делится на 2. Сигнал с IC5 подается на буферный каскад на микросхеме IC6 и далее на ключи Q3 и Q4. Далее сигнал со вторичной обмотки трансформатора Т1 подается на пьезокерамический датчик-излучатель LS2, который посылает ультразвуковые посылки во внешнюю среду.
Отраженный от дна/препятствия сигнал принимается датчиком-излучателем и подается на вход приемника, который собран на микросхеме SA614AD в типовом включении (см. Datasheet на SA614AD). Диодная сборка BAV99 на входе приемника ограничивает входное напряжение приемника в момент работы передатчика.
Сигнал с приемника подается на компаратор на микросхеме LM2903, чувствительность которого регулируется микроконтроллером.
Далее сигнал обрабатывается в микроконтроллере и отображается в нужном виде на графическом ЖК дисплее 84х48 точек.
Трансформатор Т1 передатчика намотан на сердечнике К16*8*6 из феррита M1000НМ. Первична обмотка наматывается в 2 провода и содержит 2х14 витков, вторичная – 150 витков провода ПЭВ-2 0,21мм. Первой мотается вторичная обмотка. Половины первичной обмотки должны быть «растянуты» по всей длине сердечника. Обмотки необходимо изолировать друг от друга слоем лакоткани или трансформаторной бумаги.
Теперь самая интересная и проблемная часть: датчик-излучатель. У меня эта проблема была решена изначально: у меня уже был готовый излучатель. Как быть Вам?
Вариант 1: приобрести готовый датчик.
Вариант 2: изготовить самому из пьезокерамики ЦТС-19.
При прошивке микроконтроллера ATMega8L fuse bits выставить согласно картинке ниже :
Полная информация по изготовлению, настройке, прошивке и руководству по использованию мини-эхолота
смотрите в прилагаемом архиве!
Источник
Эхолот своими руками
Каждому рыболову известно, что рыба в водоеме группируется в определенных участках, где она может прятаться, спать, размножаться, охотиться. Обычно их местообитания зависит от температуры воды, подводных течений, наличие рельефных объектов, под которыми легко можно укрыться от опасности.
Невооруженным глазом определить, где именно они находятся невозможно. Для этого используются устройства, позволяющие при помощи ультразвуковых излучений изучить рельеф дна и его глубину. Усовершенствованные модели позволяют определить зоны скопления рыбы и отмечать наиболее удачные места улова. Существует два основных вида эхолотов: стационарные и портативные, которые отличаются по функциональным возможностям, размерам и стоимости.
Такие устройства намного упрощают процесс рыбалки, но стоят дорого. Чтобы сэкономить средства, можно сделать эхолот своими руками.
Особенности строения эхолота
Чтобы соорудить эхолот самому, необходимо знать из каких основных частей он состоит и в чем заключается его работа.
Каждый прибор для изучения рельефа дна состоит из следующих функциональных частей:
- передатчик;
- микроконтроллер;
- излучатель;
- приемник;
- дисплей, на котором отражается информация.
Передатчик создает импульс, который преобразуется с помощью датчика излучателя в ультразвуковую волну. Мощность этого сигнала настолько слабая, что не ощущается ни человеком, ни морскими обитателями.
Эта волна распределяется вглубь воды и отражается от объектов, которые находятся в зоне ее распространения. Это может быть дно, рыба, камни или рифы. Достигнув дна, волна возвращается обратно к датчику, который преобразует его в электрический сигнал.
Благодаря приемнику сигнал усиливается, передается на микропроцессор и отображается на дисплее устройства.
В качестве дисплея можно использовать устаревшую версию мобильного телефона. Существует также упрощенный вариант, для работы которого понадобится смартфон.
Эхолот из смартфона своими руками
Портативные модели эхолокаторов позволяют подключать датчик, излучающий ультразвуковую волну, напрямую к гаджету, будь то телефон, планшет или ноутбук. Особенность таких устройств заключается в их простоте и беспроводном соединении. Они работают напрямую через Wi-Fi или Bluetooth. Чтобы устройство сработало, необходимо скачать бесплатное приложение и опустить датчик в воду. При соприкосновении с водой он автоматически включается и начинает отображать актуальную информацию на дисплее смартфона.
Стоимость такого датчика находится в районе 4 тыс. рублей, но по функционалу он почти не уступает дорогим аналогам.
Подключение такого устройства самостоятельно не вызывает никаких сложностей. Достаточно следовать инструкции или просмотреть видео как подключить эхолот своими руками.
Источник
