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Author Topic: Parcheggiatore non abusivo  (Read 2951 times)
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Lamezia Terme
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OK, li compro, male che va ne monto uno sulla mia auto e l'altro glielo dò a Garinus per la sua Ape a tre ruote (quanti ricordi...)smiley-wink
Grazie Astrobeed;
OT: Ah, dimenticavo, per il nanoamperometro non vorrei premdere uno strumento specifico, per l'autocostruzione mi consigliavano: http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1154,C1009,C1077,D12479, C'è un amplificatore per realizzare uno strumentino da 200 nA f.s., potrei realizzarlo "abbastanza" agevolmente, ma l' LT1495 è introvabile in Italia, quindi ti chiedo se secondo te posso usare qualcosa di più commerciale e reperibile in Italia, anche se devo rinunciare ad un po' di precisione, non mi interessa sapere che siano 12 o 38nA ma che sono sull'ordine di grandezza dei 10 o 40nA.
Invece per l'acquisto dello strumento specifico penso che per me davvero non valga la pena spendere una cifra elevata, per buona che sia la quotazione. Che mi dici?
« Last Edit: May 22, 2011, 12:13:37 pm by menniti » Logged


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@ astrobeed
non apro un topic specifico perché sarei troppo OT, ma se trovi due minuti per darmi un consiglio te ne sarei davvero grato!
Ho ordinato i sensori, quando arrivano apro la centralina e cerco di darti info, poi vediamo.
Grazie.
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Mi è arrivato l’apparecchio parcheggiatore. Hardware:
4 sensori da montare sul paraurti posteriore e un visualizzatore con due barre di led e al centro un display a 2 cifre; inoltre dentro c’è un cicalino a 2 posizioni di volume escludibile.
La scheda elettronica di controllo ha 3 sezioni definite:
1 – Alimentazione +5V e +8V ricavata dai 12V
2 – Un processore 9+9 pin siglato EM78P156EL (un 8 bit) che controlla il visualizzatore.
3 – La terza sezione, che è l’unica che mi interessa visto che voglio usare questi sensori con Arduino, è questa: ogni sensore è collegato ad una media frequenza  e ad 1 transistor, più svariati R e C. Ci sono due IC: uno 084C che credo sia un quadruplo operazionale (7+7 pin) e un HCF4052 (doppio mux/demux analogico a 4 canali). A occhio a me sembra che il segnale del sensore venga amplificato da un transistor e vada ad un operazionale, che a sua volta invia l’uscita al cmos, il quale poi si interfaccia con il micro.
Quello che dovrei riuscire a estrapolare è uno schema elettrico di massima per poter interfacciare questi sensori con Arduino. Faccio presente che lo scopo è di imparare a usare questi sensori con tutto ciò che ne deriva, per applicazioni future, non certo per voler sostituire il parcheggiatore che tutto quanto costa meno di Arduino! Quindi rispetto all’idea iniziale del parcheggiatore non abusivo vorrei realizzare qualcosa che “semplicemente” misuri 4 distanze in contemporanea (ben sapendo che il software poi i sensori li legge sempre uno alla volta).
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In linea di massima il tutto dovrebbe funzionare in questo modo, il micro genera un treno di impulsi, dovrebbero essere almeno una decina, a 40KHz che vanno a pilotare le capsule emettendo il ping dopo di che si mette in ricezione e aspetta l'eco per ricavare la distanza in funzione del tempo di volo.
Se riesci a tirare giù uno schema di massima del tutto poi diventa molto facile interfacciarlo ad Arduino sfruttando la parte analogica dello scatolotto.

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Dimenticavo, se vai a vedere con l'oscilloscopio ai capi delle capsule US è normale che vedi una sinusoide di tot periodi (il treno d'impulsi) che parte smorzata per arrivare ad un massimo di 8-10 V per poi attenuarsi rapidamente durante il ping in trasmissione.
In ricezione il segnale, molto simile a quello in trasmissione ma composto da meno periodi, è molto più piccolo, da qualche mV a qualche decina di mV se l'eco proviene da molto vicino.
Tieni presente che da un punto di vista elettrico una capsula US è un filtro passa banda molto stretto, pendenza molto ripida, un errore di solo +/- 500 Hz è sufficiente per non far passare il segnale.
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OK, questo schema l'ho localizzato in rete; solo che qui c'è un quad op amp per un solo sensore; può essere che il multiplexer a 4 canali serva proprio a questo, cioè per pilotare con lo stesso circuito quattro diverse capsule? Inoltre qui la capsula è collegata direttamente al micro, allora a che serve tutta quell'altra roba?
Pensi che possiamo ( smiley-red) partire da questo schema?
Devo assentarmi per un paio d'ore, se eventualmente mi dai indicazioni ti rispondo dopo.
Grazie.

PS le capsule sono a due pin; naturalmente se mi dici che non abbiamo alcun riferimento, nemmeno con questo schema, proverò a tracciare quello della scheda, ma è tutta in smd questa sezione, la vedo durissima  smiley-eek
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La fretta... smiley-confuse


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può essere che il multiplexer a 4 canali serva proprio a questo, cioè per pilotare con lo stesso circuito quattro diverse capsule?

Direi proprio di si.

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Pensi che possiamo ( smiley-red) partire da questo schema?

Quale schema ?

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Quello che ho aggiunto al post successivo, mi era sfuggito per la fretta.
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Analisi dello schema:

La capsula ultrasonica è connessa direttamente al micro, pin 7 e 8 (RC2 e RC3) di un pic 16F676, per quanto riguarda la funzione Tx, in pratica su quella coppia di pin vengono emessi gli impulsi a 40 kHz, tipicamente una decina, che compongono il ping del sonar.
Anche se la capsula riesce ad emettere un livello acustico sufficiente con solo 5V, di solito ne servono almeno 10V, trovo un sistema "barbaro" connetterla direttamente ai digitali di un micro, basterebbe usare un banale transistor per disaccoppiare il tutto.
Un'ottima soluzione come driver per capsule US è utilizzare un MAX232, si proprio il driver per la RS232, collegando la capsula tra due TX utilizzandoli con livelli opposti, uno sta a 0 (+10V) e uno sta a 1 (-10V), invertendoli rapidamente si ottiene un'onda quadra di 20Vpp
Tenuto conto che il MAX232 può erogare 20 mA, e lavora fino a oltre 150 kHz, significa disporre di circa 0.4 W (di picco) come potenza elettrica disponibile, diventano quasi 0.35 W acustici tenendo conto del rendimento di queste capsule che è abbastanza alto.
La parte Rx è costituita da tre opamp in cascata che costituiscono un filtro passa banda attivo, gain massimo circa 600, più un comparatore, il tutto va a pilotare un pin del micro tramite il quale viene rilevato il primo eco ricevuto, passa da 1 logico a 0 logico ogni volta che la capsula riceve un impulso di ritorno, in base al tempo trascorso dal ping all'eco viene calcolata la distanza.
Il quarto opamp viene usato in configurazione voltage follower, guadagno unitario, come driver per un qualche carico.
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OK, quindi il circuito di massima va bene; non dispongo dei MAX232 e quindi come prima prova aggiungo un NPN di disaccoppiamento, ma uno per ogni pin o su quale dei due?
Per ora il 4° op amp non mi serve.
Seconda cosa, visto che credo esistano degli IC che svolgono la funzione di filtro passa-banda attivo & comparatore, hai una qualche sigla?
L'idea è quella che, una volta fatte le dovute sperimentazioni si potrebbe realizzare un qualcosa di più innovativo, usando oltre al micro, un IC per il TX (MAX232) ed un IC per l'RX, a patto ovviamente che quest'ultimo sia qualcosa tipo un 8pin con IN-OUT ed un pin di adj per l'eventuale regolazione esterna, smantellando un bel po' di circuiteria esterna, o addirittura ordino questi IC e faccio direttamente il circuito "finale", sto sognando?
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OK, quindi il circuito di massima va bene; non dispongo dei MAX232 e quindi come prima prova aggiungo un NPN di disaccoppiamento, ma uno per ogni pin o su quale dei due?

Se anche le tue capsule sono collegate direttamente al micro, per la funzione TX, vuol dire che per coprire la distanza di qualche bastano 5V, metti in mezzo un qualunque transistor NPN in grado di reggere 100 mA e sei a posto.
Le capsule US richiedono una tensione alternata vera, non va bene un'onda quadra con livello basso a 0V, in teoria per fare le cose fatte bene si dovrebbe usare un ponte H, va bene pure un L293 (non servono diodi perchè il carico è resistivo capacitivo), ma dovrebbe bastare un transistor NPN in grado di reggere 100 mA con una resistenza da 1k tra l base e il pin del micro che lo pilota, collettore al +5V tramite una R da 100 ohm, emittore ad un terminale della capsula tramite un condensatore da 10uf, l'altro terminale della capsula a gnd.
Verifica con l'oscilloscopio la frequenza di lavoro delle capsule, solitamente sono da 40 kHz, ma non è raro trovarle con frequenza di lavoro compresa tra 37 e 45 kHz.

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Seconda cosa, visto che credo esistano degli IC che svolgono la funzione di filtro passa-banda attivo & comparatore, hai una qualche sigla?

Esistono ic che contengono filtri attivi, anche molto sofisticati e variamente programmabili, però sono tutti con guadagni unitari, o comunque non elevati, sono molto costosi e non facilmente reperibili, si fa molto prima con due/tre opamp in cascata.
Tieni presente che il filtro passa banda non serve a molto in questo caso, a mio avviso che ha disegnato quello schema si è complicato la vita per niente, è già la stessa capsula US ad essere un filtro passa banda molto stretto, non serve un ulteriore filtro.
Però mi sta venendo il dubbio che quelle potrebbero non essere delle vere capsule US, potrebbero essere super twetter, tutti gli altoparlanti sono anche dei microfoni, pertanto dotati di una banda passante molto ampia e di   conseguenza possono percepire il rumore ambientale creando falsi allarmi.
Questa è una cosa da verificare.

Da qualche parte in mezzo ai vari milioni di file sparsi su hd e dvd di backup devo avere lo schema originale del sonar SRF08 di Devantech, è un ottimo punto di partenza, sopratutto per la parte analogica che è molto ben fatta.
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Certamente ora ho le idee più chiare, allora procederei così (schematizzo così puoi rispondermi punto-punto senza perdere troppo tempo):
1 – Faccio lavorare il circuito che ho comprato e misuro la frequenza delle capsule
2 – Leggendo il picco del segnale TX dovrei capire anche a che tensione stanno lavorando (le capsule non sono certamente collegate al micro visto che c’è il mux analogico di mezzo, quindi devo vedere se un pin di ogni capsula va ad un IN del mux e l’OUT del mux va ad un pin del micro, forse non è molto agevole tra doppia faccia del cs e componenti smd)
2a – se siamo a 5V prevedo per il tx  l’NPN sui 5V, altrimenti so che mi servirà una tensione maggiore.
3 – Considerando il costo dell’intero apparecchio (c’è il visualizzatore con due barre di led ed un doppio display e perfino la punta per fare il foro nel paraurti), visto i prezzi che ci sono in giro per le capsule ultrasuoni, ho idea che tu abbia proprio ragione riguardo il fatto che siano dei mini-tweeter, quindi il circuito in ricezione serve.
4 – se lo schema a cui ti riferisci è utile per le capsule e per i tweeter, aspetterei che tu riesca a reperirlo, sempre che la cosa non ti faccia perdere troppo tempo.
5 – Poiché per il momento non dispongo e non sono in grado di produrre in tempi brevi lo sketch per l’atmega, per testare il circuito pensavo ad una prova con la strumentazione, di questo tipo:
Applico col generatore un segnale sinusoidale da 40KHz, ampiezza quella che serve, alla capsula (oppure un segnale più basso tramite il transistor), sull’uscita del comparatore metto l’oscilloscopio, dovrei trovarmi un treno di impulsi di 5Vpp, giusto?
Se va bene come prova l’unico dubbio è questo: la capsula (o quello che è) non penso possa lavorare bidirezionalmente in contemporanea, quindi il segnale di TX lo devo inviare in treni, per dare la possibilità alla capsula di "rispondere", penso di potermi ricavare questa cosa studiando il funzionamento della capsule sotto il circuito originale.
Puoi confermare o correggere, così posso passare ad una prima fase sperimentale?

EDIT:
Qui ho trovato l'articolo originale dello schema che avevo postato, ma se questa è una capsula e il mio è un tweeter il circuito va bene lo stesso?
Solo ora mi sta venendo in mente che NON ho detto che questo NON è lo schema del mio circuito ma uno che ho trovato e che dovrebbe essere similare, ma tu l'avevi capito vero? Sorry smiley-sad
« Last Edit: May 29, 2011, 04:59:45 am by menniti » Logged


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3 – Considerando il costo dell’intero apparecchio (c’è il visualizzatore con due barre di led ed un doppio display e perfino la punta per fare il foro nel paraurti), visto i prezzi che ci sono in giro per le capsule ultrasuoni, ho idea che tu abbia proprio ragione riguardo il fatto che siano dei mini-tweeter, quindi il circuito in ricezione serve.

Se sono dei tweeter serve eccome, anche se sono di tipo piezo, difficile visto il costo, hanno comunque una banda passante molto ampia rispetto ad una capsula US.
Intanto accerta la frequenza di lavoro che poi vediamo di capire con qualche prova mirata se sono capsule o tweeter.

Quote
4 – se lo schema a cui ti riferisci è utile per le capsule e per i tweeter, aspetterei che tu riesca a reperirlo, sempre che la cosa non ti faccia perdere troppo tempo.

Ho ritrovato il sito dove avevo preso lo schema del SR08 te le metto in allegato, in quello schema si usa un potenziometro digitale per modificare dinamicamente la sensibilità del ricevitore, serve per evitare di prendere eco riflessi da oggetti laterali vicini, nel tuo caso è inutile perché la distanza massima è solo una paio di metri, al suo posto va bene un trimmer per tarare la sensibilità ideale.

Quote
5 – Poiché per il momento non dispongo e non sono in grado di produrre in tempi brevi lo sketch per l’atmega, per testare il circuito pensavo ad una prova con la strumentazione, di questo tipo:

Tocca vedere se è possibile produrre 40 kHz esatti, o la frequenza usata da quei sensori, tramite il PWM dell'ATmega, ovviamente tocca scavalcare completamente la gestione di Arduino riprogrammando manualmente i vari registri, ma questo non sarebbe un problema.
Se non è possibile da PWM allora tocca generarli da software, in questo caso si usa un timer hardware per ottenere le corrette temporizzazioni, sempre scavalcando wiring.

Quote
Applico col generatore un segnale sinusoidale da 40KHz, ampiezza quella che serve, alla capsula (oppure un segnale più basso tramite il transistor), sull’uscita del comparatore metto l’oscilloscopio, dovrei trovarmi un treno di impulsi di 5Vpp, giusto?

Tocca capire come ragiona il software, tieni presente che mentre ascolti l'eco non devi trasmettere, ecco perchè si usano brevi treni d'impulsi ripetuti ogni tot ms, quanto dipende dalla distanza massima da misurare.


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Dimenticavo, lo schema del SRF08 è per un solo sensore e usa una capsula Tx e una Rx, in realtà non cambia nulla rispetto all'utilizzo di una capsula che fa da Tx e Rx al tempo stesso, sopratutto nel caso di più sensori che colleghi/scolleghi tramite switch.
Al tuo posto io cercherei di capire come il micro gestisce i quattro sensori, cioè come pilota il mux e da dove partono/arrivano i segnali, dopo di che lo "butti via" e al suo posto inserisci l'ATmega 328 in modo da riciclare tutta la parte analogica già esistente.
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