Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak zmierzyć odległość nadajnika od odbiornika?

25 Kwi 2008 13:19 2838 29
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 29  
    Spróbuj wykorzystać efekt dopplera. W rakiecie zamontowany będzie nadajnik. Na ziemi odbiornik z pomiarem zmian częstotliwości modulującej.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 29  
    1 - Takiej żeby urzędnicy się nie czepiali.
    2 - Całkowicie dowolny.
    3 - Jest wiele sposobów, np. w mikrokontrolerem.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 29  
    Zasięg to nie problem ponieważ jest zachowana widoczność anten więc moc nadajnika nie musi być duża. W razie zakłóceń z okolicy zawsze można wykorzystać antenę kierunkową.
    Zgadza się że mierzyć będziesz prędkość. Mając prędkość i czas określisz przebytą odległość. Taki jest mój zawiły pomysł.
    Różnice częstotliwości są znaczne (prędkość nie jest taka mała).

    Wydaje mi się że to powinna być najtańsza i najprostsza metoda pomiaru.
  • Poziom 38  
    Prędkość rakiety jest zmienna - najpierw rośnie ze zmiennym przyśpieszeniem, później maleje do zera - wówczas ma apogeum wysokości. Aby wyliczyć wysokość na podstawie czasu i tak zmiennych prędkości trzeba dane (prędkość) mierzyć często (próbki np. co 0,1 sek), zapisywać w czasie rzeczywistym (np. laptop) i odpowiedniego programu który to przeliczy.
    Mam wątpliwości, czy zmiany częstotliwości dadzą się prosto mierzyć mikrokontrolerem.
    Konieczne próby naziemne w celu weryfikacji.
    Jednym słowem - kłopotliwy sposób.
    Namierzanie zwierzaków to zupełnie inna sprawa - wykorzystuje sie tylko i wyłącznie kierunkowość anten - wyznacza azymut na którym jest nadajnik/zwierzak ( jedzie się w tym kierunku aż sie na niego trafi) - albo używa sie dwóch czy trzech anten kierunkowych i z 2-3 kierunków na mapie wyznacza sie punkt, w którym znajduje sie nadajnik ( t.zw. peleng - namierzanie np. nielegalnych radiostacji).
    Poszukaj stron amerykańskich zapaleńców od rakiet - jest ich tam mnóstwo, jest wiele klubów, całkiem spory przemysł produkujący sprzęt (silniki, zdalne sterowanie, całe rakiety - i to całkiem spore, czujniki - np. odpalenie spadochronu w apogeum jest sterowane z prostego czujnika przyśpieszenia).
    Być może najprostszym sposobem byłoby zastosowanie laserowego dalmierza w odpalonej głowicy (już na spadochronie).
  • Poziom 29  
    Inny sposób:
    W modelarstwie często stosuje się czujniki ciśnienia MPX2100. Koszty ok. 70zł , masz informacje o ciśnieniu podaną różnicowo. Odbierasz to prockiem i np przesyłasz na Ziemie ;)
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 38  
    Nie rozumiem. Przecież ryzyko awarii spadochronu czy silnika w takich rakietach zawsze jest wysokie i co byś tam nie wstawił - zawsze jest narażone na zniszczenie.
    Myślałeś, aby zbudować proste urządzonko z czego - z kilku zapałek? To po co dyskutujesz n/t wykorzystania efektu Dopplera?
    Pomysł z czujnikiem ciśnienia jest ok - dlaczego ci nie odpowiada? Pasuje przecież do twoich założeń - cyt. "Wynik nie musi być dokładny. Może być w postaci prądu stałego o natężeniu zależnym od odległości urządzeń. Dalej sobie już poradzę." - z czujnika masz wynik w postaci napięcia stałego - nawet procka nie trzeba - tylko wzmocnić, przetwornik U/f, sygnał podaj do nadajnika, odbierany w odbiorniku sygnał zczytuj laptopem (musisz mieć różnicę ciśnień startu i apogeum) - i gotowe - wynik obliczysz w pamięci.
    Teraz Cię zmartwię jeszcze bardziej: średniej jakości aparatura nadajnik-odbiornik (które musisz wykorzystać w każdym rozwiązaniu - niezależnie od sposobu pomiaru wysokości) jest przynajmniej o rząd wielkości droższa od owego czujnika.
  • Poziom 29  
    Koszty "aparatury nadajnik-odbiornik" można zmniejszyć robiąc własne (proste) układy. Przy małej mocy nadajnika i większej odległości od cywilizacji (z rakiet nie strzela się w mieści ;) ) nie powinno być problemu z zakłócaniem (PAR).
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 38  
    Koszty nadajnika i odbiornika liczone tylko jako koszt części to rząd wielkości 100-200 zł - mam na myśli sprzęt niezawodny, mały i lekki. Natomiast czas pracy, który trzeba na to poświęcić jest tak duży, że dzisiaj już mało kto za to się bierze. Pomijając sprawę wiedzy i doświadczenia (a to jest tu najważniejsze), które trzeba mieć aby się za to brać - to kosztuje co najmniej kilkadziesiąt godzin pracy - żeby nie powiedzieć kilkaset (jeśli kupujemy tylko części).
    I to są główne koszty.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 36  
    Zapewne Kolega Kocyk nie będzie zachwycony wymiarami, złożonością itd.
    ale amatorski radiowysokościomierz np. do szybowca obejrzeć warto:
    http://lea.hamradio.si/~s53mv/radalt/radalt.html
    Co do częstotliwości: http://isip.sejm.gov.pl/servlet/Search?todo=file&id=WDU20051341127&type=2&name=D20051127.pdf
    4200...4400MHz Radionawigacja lotnicza.
    Przestrzegam jednak przed nadawaniem tam i gdzie popadnie.
    ISM 868MHz, 2.4GHz, 5.6GHz (na UHF anteny są już sensownie małe)
    - można poeksperymentować (przesyłanie danych, sterowanie itp.)
    Z daleka od 433MHz !
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic988943.html

    Do modelu rakiety radiowysokościomierz odpada.
    Ciśnieniowy i przesłanie danych np. na 868MHz - może być.
    Już ktoś chyba przerabiał Twój problem:
    http://forum.pirotechnika.one.pl/viewtopic.php?t=12850&sid=4f1c0fb59cb4777f552eb27c027c7fd1
  • Poziom 38  
    Taki pomysł - może nie najlepszy - ale warty przemyślenia: pasmo GSM - ale legalnie, przy wykorzystaniu zwykłego telefonu komórkowego.
    Zalety: legalny, zasięg bezproblemowy, tani, mały i lekki.
    Kupić tel. za 20-50 zł, na kartę, przed startem nawiązać łączność z drugim tel. sprzężonym z laptopem do zczytywania danych, odpalić rakietę - lot trwa kilkanaście-kilkadziesiąt sek.
    Problemem jest sprzężenie go z sygnałem z czujnika - po wzmocnieniu i przetworzeniu sygnału na częstotliwość można z tym sygnałem m.cz. wpiąć sie w mikrofon.
    To chyba jest realne.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 38  
    Myślałem o czujniku przyśpieszenia - ale on nie pokaże końcówki lotu - tej gdy rakieta leci jeszcze w górę siłą bezwładności po zamilknięciu silnika. A to zawsze kilka procent pułapu.
  • Poziom 28  
    Metodą pseudodopplerowską możesz określić kąt między nadajnikiem a odbiornikiem.
    Potrzebujesz nadajnika (wystarczy nośna) np. (no nie całkiem legalne) pluskwa UKF, odbiornika np. zwykłe radio UKF, komputer z wejściem audio i system antenowy z przełącznikiem (najprostszy za kilkanaście/kilkadziesiąt złotych).

    Dokładność pomiaru pewnie można uzyskać koło 5° (w porządnych konstrukcjach 2-3°).
    Jedno ale, do tej pory używałem tego w poziomie, ale powinno też działać w pionie, po przekręceniu anteny.
    Tylko odbiornik trzebaby ustawić nieco dalej od punktu startu, bo wyszedłby pomiar 0, 0, 0, START, 90, 90, 90
  • Pomocny dla użytkowników
    marekzi napisał:
    Myślałem o czujniku przyśpieszenia - ale on nie pokaże końcówki lotu - tej gdy rakieta leci jeszcze w górę siłą bezwładności po zamilknięciu silnika. A to zawsze kilka procent pułapu.


    Jak to nie pokaże ? Zasady fizyki się zmieniły ?

    W pionie:

    V=V0+(a-g)*t

    S=v0*t+(a-g)*t*t/2

    Przy ruchu rzeczywistym trzeba uwzględnić przyspieszenia w trzech wymiarach.


    Przecież przyspieszenie zawsze działa (albo ziemskie albo różnica przyspieszenia napędowego i ziemskiego a w momencie zaniku napędu przecież prędkość nie spada do zera !!!
  • Poziom 38  
    Zachodzi chyba nieporozumienie.
    Ja znam te wzory od wielu lat (he, he, ...) i wiem że da sie policzyć droga rakiety od zera do Vmax(z silnikiem) i od prędkości Vmax do zera (inercja- bez silnika).
    Wzory podane przez Ciebie są oczywiste i pozwalają policzyć wysokość lotu do momentu wyłączenia się silnika, później jest gorzej.
    W momencie zakończenia pracy silnika "a" spada naraz do zera, ale prędkość rakiety pozwala jej siłą inercji pokonać pewien dystans - pewnie całkiem spory. Jest to ruch opóźniony z przyśpieszeniem względnym wynikającym nie tylko z "g", ale i z oporów aerodynamicznych - z natury rzeczy niewielkich - stąd owo przyśpieszenie (opóźnienie) jest niewielkie i należałoby sprawdzić czy w ogóle mierzalne przez czujnik ( czy nie leży w granicach jego błędu).
    A jak domyślam się, koledze kocyk chodzi o wiarygodne wyniki - zaś wynik policzony bez uwzględnienia oporów aerodynamicznych w ostatniej fazie lotu będzie zawyżony - więc niewiarygodny.
    Ale to są dywagacje oparte na domysłach i być może nic nie warte.
    A zresztą ten dystans po wyłączeniu silnika można obliczyć znając prędkość końcową i opory aerodynamiczne.
  • Poziom 43  
    marekzi napisał:
    Zachodzi chyba nieporozumienie.
    Ja znam te wzory od wielu lat (he, he, ...) i wiem że da sie policzyć droga rakiety od zera do Vmax(z silnikiem) i od prędkości Vmax do zera (inercja- bez silnika).
    Wzory podane przez Ciebie są oczywiste i pozwalają policzyć wysokość lotu do momentu wyłączenia się silnika, później jest gorzej.
    W momencie zakończenia pracy silnika "a" spada naraz do zera, ale prędkość rakiety pozwala jej siłą inercji pokonać pewien dystans - pewnie całkiem spory.
    Ojjj... ciekawe, bardzo ciekawe... :idea:
    Dlaczego przyspieszenie (opóźnienie) ciała materialnego o określonej masie miałoby; "spaść naraz do zera", a co z inercją :?: :?: :?:
    Poza tym, to przyspieszenie (opóźnienie) punktu materialnego, to zawsze (jakby nie było) pochodna wektora prędkości chwilowej po czasie... :D

    marekzi napisał:
    Jest to ruch opóźniony z przyśpieszeniem względnym wynikającym nie tylko z "g", ale i z oporów aerodynamicznych - z natury rzeczy niewielkich - stąd owo przyśpieszenie (opóźnienie) jest niewielkie i należałoby sprawdzić czy w ogóle mierzalne przez czujnik ( czy nie leży w granicach jego błędu).
    Zaiste, konstrukcja powyższego zdania godna wypowiedzi wielu naszych polityków... :idea:

    marekzi napisał:
    A jak domyślam się, koledze kocyk chodzi o wiarygodne wyniki - zaś wynik policzony bez uwzględnienia oporów aerodynamicznych w ostatniej fazie lotu będzie zawyżony - więc niewiarygodny.
    Ale to są dywagacje oparte na domysłach i być może nic nie warte.
    A zresztą ten dystans po wyłączeniu silnika można obliczyć znając prędkość końcową i opory aerodynamiczne.
    Ciekawe z tą wiarygodnością, ale chyba tylko w sferze pobożnych życzeń to liczenie, skoro nie zostanie określona "prędkość końcowa" (a poza tym, to co to jest?)... :D
  • Poziom 38  
    Nudno na forum i kolega Quarz chce się znowu trochę pokłócić?
    Zalecam mniej zjadliwości, więcej rozumienia podczas czytania.
    Wyjaśniam - "a" to przyśpieszenie nadawane przez silnik rakiety, wynikające z jej masy i siły ciągu silnika. Ale to wiadomo po przeczytaniu wszystkich postów, także wcześniejszych - takie oznaczenia wprowadził kolega Paweł Es - i ja sie ich trzymam aby nie wprowadzać nowych.
    Zero ciągu - więc a=0. Chyba, że kolega zapomniał już, że F=ma?
    O inercji piszę wyraźnie, bez błędów - więc chyba czytelnie. a że koledze sie konstrukcja zdania nie podoba? - wszystkich zadowolić nie można, a czegoś sie czepić trzeba.
    O prędkości końcowej piszę również wyraźnie - już w drugim zdaniu.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 43  
    marekzi napisał:
    Nudno na forum i kolega Quarz chce się znowu trochę pokłócić?
    Wypadałoby odróżnić rzeczową dyskusję od pieniactwa... :D

    marekzi napisał:
    Zalecam mniej zjadliwości, więcej rozumienia podczas czytania.
    Wyjaśniam - "a" to przyśpieszenie nadawane przez silnik rakiety, wynikające z jej masy i siły ciągu silnika. Ale to wiadomo po przeczytaniu wszystkich postów, także wcześniejszych - takie oznaczenia wprowadził kolega Paweł Es - i ja sie ich trzymam aby nie wprowadzać nowych.
    Zero ciągu - więc a=0. Chyba, że kolega zapomniał już, że F=ma?
    Nie, nie zapomniałem, ale jest jeszcze i druga "strona medalu"; grawitacja, popęd (ten zdefiniowany przez fizyków) i pęd... :idea:

    marekzi napisał:
    O inercji piszę wyraźnie, bez błędów - więc chyba czytelnie. a że koledze sie konstrukcja zdania nie podoba? - wszystkich zadowolić nie można, a czegoś sie czepić trzeba.
    O prędkości końcowej piszę również wyraźnie - już w drugim zdaniu.
    Jednak ja nie prędkość kewstionowałem, a propozycję zliczania dystansu ... :cry:
    Nawigacja terestryczna (zliczenie przebytej drogi na podstawie danej prędkości chwilowej) możliwe jest wtedy i tylko wtedy, kiedy rzeczona prędkość chwilowa jest od chwili startu do chwili zatrzymania jednoznacznie zdeterminowana, ale tego w tym przypadku w żaden sposób powiedzieć nie można... :cry:
  • Poziom 38  
    http://plmiscelektronika.elektroda.net/plmiscelektr/07_2002_2/07_2002_2096.htm#351
    Poszukaj, inni już z tym tematem wojowali - wklep w google "MPX2100", albo "KP101A" - tylko nie wiem czy jeszcze produkowany.
    Szukaj w Elektor, EP - były kity.
    I podobno wszędzie odbywało sie to drogą wzmocnienia sygnału z czujnika a następnie albo przetworzenia U/f albo na wyświetlacz.
    Na Allegro jest w tej chwili MPX2100 za 34 zł - tanio.
    Jeśli chodzi o sam czujnik MPX2100 to po pobieżnej lekturze wygląda na to, że może on pracować jako czujnik ciśnienia absolutnego (wymaga próżni po jednej stronie) albo jako różnicowy - wskazuje różnicę ciśnień (po jednej stronie czujnika przed pomiarem trzeba go "zapowietrzyć). Myślę, że dla Ciebie byłby odpowiedni tryb różnicowy.
    Aha, czujnik ten wymaga zasilania rzędu 10v, pobiera ok.6mA i ma na wyjściu stałe napięcie offsetu, które trzeba skompensować we wzmacniaczu.
  • Pomocny dla użytkowników
    Dalej nie pojmuję co jest złego w pomiarze inercyjnym ?

    Przy starcie mamy V0=0, układ zaczyna całkować przyspieszenie działające na rakietę i cały czas mamy informację o prędkości rakiety. W momencie wygaśnięcia silników na rakietę działa tylko grawitacja i siła oporów powietrza, prędkość się zmniejsza (bo kierunek sił "napędowych" zmienił zwrot) ale cały czas mamy o niej informację po wyzerowaniu prędkości wznoszącej rakieta zaczyna spadać.

    Z powyższych prędkości możemy również ocenić opory aerodynamiczne, porównując wzorcowe zmiany prędkości (gdyby nie było oporu powietrza) z rzeczywistymi.

    Całkując prędkość po czasie otrzymujemy drogę przebytą przez rakietę (punkt najwyższy mamy w momencie zmiany zwrotu prędkości na przeciwny - spadanie).

    Mając pomiary przyspieszenia we wszystkich trzech osiach, możemy dokładnie wykreślić trasę rakiety a także ocenić jej własności aerodynamiczne (np. czy jest dobrze wyważona i nie kolebie jej na boki).

    Co do czujnika ciśnienia to się zastanawiam: po pierwsze czy on nadąży za zmianami ciśnienia a poza tym jak ominąć problem różnic ciśnienia przed i za rakietą oraz wszystkich innych dziwnych zjawisk związanych z opływem powietrza wokół rakiety. Jak skalować taki czujnik, gdy mogą dojść jeszcze zmiany temperatury, podmuchy wiatru. Poza tym trzeba jeszcze znać ciśnienie na poziomie startowym (jak w lotnictwie) by uwzględnić poprawki ?
  • Poziom 38  
    Myślę, że metoda inercyjna jest do wykorzystania ( w pewnym sensie jest najprostsza - pierwsze rakiety balistyczne były tak właśnie kierowane z zadziwiająco dobrą celnością).
    Ale wydaje mi sie (w dosłownym tego słowa znaczeniu?) że ciśnieniowa będzie prostsza.
    Wg danych czujnika MPX2100 jego Response Time wynosi typowo 1msek dla zmian ciśnienia od 10% do 90% - to nawet ponad potrzeby. Zresztą nas interesuje dokładny pomiar w samej końcówce lotu, gdy prędkość rakiety spada do zera - to załatwia wątpliwości dotyczące różnic ciśnienia przed i za rakietą, oraz opływu powietrza wokół niej czy wiatru.
    Skalować czujnika nie trzeba - ma dokładność ok.1%, przed startem jedną jego stronę "napowietrzamy" (ciśnieniem atmosferycznym w punkcie startu=Pat) i uszczelniamy (prosty zaworek np. wkręt na oringu) - a on podaje sygnał jako liniowa funkcja U=f(Pat-Pm) ; Pm - ciśnienie mierzone.
    Jedyny problem to temperatura - czujnik jest skompensowany termicznie, zresztą to żaden kłopot ochronić go przed zmianami temperatury w czasie krótkiego lotu. Ale zmiana temperatury związana z wysokością ( i zmienna w czasie) może być problemem - ale wszystko zależy od tego o jakim pułapie mówimy - a tego nie znamy.
    Myślę, że kolega kocyk powinien szukać kontaktu z meteorologami - oni maja sondy balonowe, doświadczenie w tej materii, prostą i tanią aparaturę do pomiaru wysokości, temperatury i ciśnienia oraz transmisji tych danych.
  • Użytkownik usunął konto