logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Transmisja po jednym przewodniku

Nemo 06 Paź 2006 16:38 1764 11
  • #1 3091120
    Nemo
    Poziom 31  
    Wyobraźmy sobie taką sytuację: w ziemię jest wstawiony zbrojony fundament (zbrojenie jest uziemione), do którego stalową linką (jest ona połączona elektrycznie z uziemieniem, nie ma możliwości odizolowania linki od uziemienia) przywiązany jest balon. W balonie na wysokości powiedzmy 200 metrów jest zamontowana aparatura pomiarowa. Ma ona własne zasilanie akumulatorowe.

    Zadanie: przesłać sygnał cyfrowy z balonu na ziemię. Ilość danych powiedzmy 100 bajtów na minutę, zatem niewiele.

    Uwaga: nie można zastosować dodatkowego przewodu (zatem mamy tylko jeden), ani klasycznej transmisji radiowej (czyli dodatkowych anten), ani transmisji w podczerwieni, świetle widzialnym, ultrafiolecie, ani laserowej. Niemożliwa jest również wymiana linki stalowej na cokolwiek innego. Do transmisji musi być wykorzystana linka łącząca balon z ziemią.

    Proszę o jakiekolwiek sugestie i pomysły, jak taki problem rozwiązać. Dodam, że problem jest realny, a nie teoretyczny.

    Pozdrawiam.
  • #2 3091423
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    100 bajtów na minutę to dość mało.

    Jeden z pomysłów na który wpadłem to ultradźwięki powinny się w tej lince rozchodzić całkiem dobrze.

    Jedyny problem to zastosowanie odpowiednich przetworników wydajnie przekazujących drgrania do linki.

    Można też próbować stosować dgrania o niższych częstotliwościach niz ultradźwięki, na początek należałoby ustalić jakie ma zdolności do przenoszenia drgań taka linka.
  • #3 3092866
    Nemo
    Poziom 31  
    Ultradźwięki i drgania niestety odpadają. Linka może drgać na skutek czynników zewnętrznych, ale to nie jedyny problem.

    To musi być coś innego. Przyznam, że myślałem o wykorzystaniu sygnału o jakiejś częstotliwości (najefektywniejszej do tego przypadku) "wpuszczanego" w linkę, ale nie wiem, czy by to zdało egzamin. Linka działałaby jak swego rodzaju antena, do której byłby podłączony nadajnik i odbiornik. To takie radio po drucie. Dałoby się coś takiego zrobić, czy nie warto o tym myśleć?

    Proszę o wszelkie sugestie.

    Pozdrawiam.
  • #4 3093863
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Umieszczenie przeciwwag w odbiorniku i nadajniku spowoduje że dosć prosto będzie można przesyłać przez ten tor informacje z tym że takie rozwiązanie można zakwalifikować do radiowych i w przypadku 200m można zastosować dwa moduły radiowe, które poradzą sobie bez pomocy tej linki a przy 433Mhz anteny będą malutkie.

    Drgania w lince są rozwiązaniem nie generującym zakłóceń radioelektrycznych.

    Odpowiednio dobrana częstotliwośc i charakter transmisji (konkretna częstotliwość drgań i obiornik który z całego widma drgań wytnie tylko te właściwe) + ewentualne CRC w ramce danych pozwoli na dosć niezawodne przekazywanie danych.

    O ile linka pozwoli na przekazanie takich drgań bez zbytnich tłumień.

    Z rozwiązań bez IRED i radia można jeszcze przesłać ultradźwięki lub dźwięki powietrzem... co przy tak znikomej ilości danych na minutę mogłoby zdać egzamin (można wysyłać częściej i zapisać tylko ramkę bez uszkodzeń) choć tłumienie powietrza będzie pewnie jeszcze większe niż linki.
  • #5 3098894
    Nemo
    Poziom 31  
    Myślę, że to "radio po drucie" byłoby najlepszym rozwiązaniem. W niektórych skrajnych warunkach pracy (silny wiatr) może nie być widoczności optycznej pomiędzy balonem, a miejscem jego umocowania w ziemi. W takim właśnie przypadku linka dotyka np. do wysokiej przeszkody terenowej, która stłumi sygnał radiowy, stąd pomysł wykorzystania linki, która zawsze będzie pewnie łączyła balon i ziemię. No, o ile się nie zerwie...

    And!: o jakich przeciwwagach piszesz?

    Skupmy się zatem na tym "radiu po drucie". Jaką częstotliwość wybrać? Czy lepsza będzie taka, dla której długość linki (tu około 200 m), względem długości fali będzie bardzo duża (pasmo decymetrowe, np. zaproponowane przez And! 433MHz, lub nawet 2,4GHz), czy też bardzo krótka (fale 200m i dłuższe)? Która będzie lepsza? Dodam, że w tym rozwiązaniu jest stosunkowo duża swoboda w doborze metody i jej realizacji. Poza tym fale nie powinny zbytnio się rozchodzić w przestrzeni, chociażby ze względu na zakłócenia.

    Pozdrawiam.
  • #6 3099915
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Jeżeli chodzi o moduły radiowe na 433MHz to nie polecam łączenia ich z tą linką (ew dla eksperymentu można sprówać połączyć masy układów), poprostu wystarczą dwie małe anteny prętowe o dopasowanej długości do długości fali (czyli bardzo małe).

    Jeżeli chodzi o wykorzystanie linki do transmisji to można dać na obu jej końcach takie przeciwwagi:
    http://www.cbrkl.cz/kdeco/antena.JPG
    Jak przy tej antenie CB. Przeciwwagi podłączyć na mase a linkę na wyjście w.cz o niewielkiej mocy po jednej stronie i z wejściem odbiornika po drugiej.
    Przy długosci 200m w grę wchodzą częstotliwosci fali nośnej 1.5Mhz 3Mhz 6Mhz 12Mhz.

    Rozwiązanie jest dosć dziwne trudno określić efekty jego działania (powinno działać) i będzie generować zakłócenia radioelektryczne, lecz przy małej mocy i tych częstotliwościach ich zasięg będzie znikomy.

    Jest też inna sprawa 200m przewodnika w powietrzu podczas burzy stanowi pewne zagrożenie...
  • #7 3102334
    Nemo
    Poziom 31  
    Hmm... Te przeciwwagi w tym konkretnym przypadku będą raczej niemożliwe w realizacji, choćby ze względu na dodatkową masę. Poza tym balon będzie się przemieszczał podczas pomiarów zgodnie z podmuchami wiatru, zatem zastosowanie czegokolwiek wystającego może być kłopotliwe. Do tego przeciwwagi na zdjęciu są na pasmo 144MHz (jak się domyślam), zatem na powiedzmy 1,5MHz będą potrzebne znacznie większe. Chyba, że źle myślę. Proszę, And!, popraw mnie, jeśli tak jest faktycznie.

    Anteny do 433MHz wykluczone. Nie ze względu na częstotliwość, ale na to, że podczas pracy (pomiaru) widoczność optyczna, a zatem i transmisja może zostać przerwana na dłuższy czas. Do tego 433MHz to pasmo wykorzystywane powszechnie, zatem nieźle zaśmiecone. Transmisja musi być pewna, bez względu na protokół.

    Częstotliwość 1,5MHz odpowiada mniej więcej fali o długości 200m, potem odpowiednio 100m (3MHz), 50m (6MHz) i 25m (12MHz). Zatem optymalne wydaje się takie dobranie długości fali, aby linka (antena) była co najmniej tak długa, jak fala, lub jej krotność. Parzysta krotność. Dobrze kombinuję?

    Co do zmniejszenia zakłóceń generowanych przez układ, to myślałem nad dalszym zmniejszeniem częstotliwości. Jednak przy powiedzmy 500kHz mam już falę 600 metrową. Wychodzi, że linka jest 3 razy krótsza od fali. Czy będzie to miało negatywny wpływ na przenoszenie sygnału? Jak można określić jego wielkość?

    Wyładowania atmosferyczne to w tym przypadku mniejszy problem. Układ będzie (o ile w ogóle będzie...) działał sezonowo i to zdecydowanie nie podczas burzy, czy deszczu. Zatem ryzyko uderzenia pioruna w linkę raczej niezbyt wielkie.

    Pozdrawiam.
  • Pomocny post
    #8 3103823
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Przeciwwagi faktycznie powinny być dłuższe niż przeciwwagi na 27Mhz ze zdjęcia, ale ze względów praktycznych mogły by być znacznie krótsze (przynajmniej te w nadajniku).

    Przy tak małych częstotliwosciach jakie proponowałem zakłócenia do otoczenia będą znikome, natomiast dalsze zmniejszanie częstotliwości nie specjalnie ma sens bo chcemy pozostać w zakresie w.cz.

    Antenka dla modułu na 433 mogłaby mieć długośc 17cm i łączność nie zostanie przerwana przy braku widoczności optycznej (oczywiście przy modułach CCxxxx a nie płytkowych za 15zł).

    Myślę że należy przeprowadzić testy z prostym generatorkiem i chociażby oscyloskopem z czułym wejściem aby zobaczyć jak taki nietypowy "falowód" będzie się zachowywał. Mało jest tego typu realizacji praktycznych więc trzeba samemu poeksperymentować.
  • #9 3105411
    Nemo
    Poziom 31  
    Tak też zrobię. Spróbuję przesłać sygnał testowy i zobaczymy, co z tego będzie. O wynikach napiszę w tym temacie.

    Dzięki And! za wszystkie sugestie i podpowiedzi.

    Temat uważam jednak za otwarty, gdyż na tym etapie kolejne pomysły i wszelkie sugestie są mile widziane.

    Pozdrawiam.
  • #10 3124520
    shg
    Poziom 35  
    Możzna po jednym drucie, w dodatku uziemionym i to z bardzo dobrym rezultatem.
    Wystarczy, ze powstanie w nim fala stojąca, długość drutu = wielokrotność długości fali. Uwzględnić wypada współczynnik skrócenia, nie wiem ile dla takiego kawałka drutu będzie, strzelam że jakieś 0.95.

    Odbiornik przyłączony na dole, odprowadzenia w odległości (najlepiej) 1/2 długości fali (Jakaś izolacja galwaniczna się przyda, stąd ten transformator na rysunku).

    Transmisja po jednym przewodniku
  • #11 3153507
    Rob
    Poziom 19  
    A mnie przychodzi takie rozwiązanie: czy zamiast stalowej linki do trzymania balonu nie użyć jakiegoś normalnego kabla 4-żyłowego lub chociażby 2-żyłowego. Oczywiście jak najlżejszego i w miarę mocnego np. 2x2x0.5 lub 2x0.5. Wtedy mógłbyś nim normalnie przesłać zasilanie i dane do/z urządzenia w balonie, a odeszła by ci masa akumulatora.

    Chyba że jak rozumiem musi być ta stalowa linka która dodatkowo jest uziemiona żeby zbierać ładunki elektrostatyczne z balona lub służyć nawet jak piorunochron. To i tak bym przemyślał sprawę równoległego puszczenia cienkiego kabla wraz z linką stalową co daje nam ciągłe zasilanie z ziemi i komunikację. Wzrasta co prawda masa o dodatkowy kabel ale odchodzi akumulator.

    A jak nie to jakiś przewód 2-żyłowy w dobrym solidnym ekranie który służyłby do elektrycznego połączenia z potencjałem ziemi.
  • #12 3157551
    Nemo
    Poziom 31  
    Dziękuję Rob za poradę. Jednakże problem polega na tym, że linka już jest, natomiast kabel należałoby kupić. ;)

    Poza tym linka jest co jakiś czas zwijana i rozwijana na bębnie, zatem w przypadku zwykłego kabla po x takich cyklach mogłoby nastąpić zwarcie między żyłami, przetarcie izolacji itp. Do tego linka obecna jest wykonana z bardzo cienkich i sprężystych drucików (na 99% jest to jakiś rodzaj stali nierdzewnej, albo czymś pokrytej), bo pomimo leżenia pod chmurką przez parę lat, nie ma na niej śladu rdzy. Dodatkowo przy silniejszych szarpnięciach spowodowanych wiatrem i możliwym ocieraniu o przedmioty, linka moim zdaniem będzie lepsza od przewodu.

    Obecnie masa akumulatora to zaledwie 100 gramów (Li-Po). Na 100 metrach różnica pomiędzy masą linki stalowej, a kabla miedzianego o takiej samej średnicy wypada na korzyść linki. ;)

    Pozdrawiam.
REKLAMA