Bonjour à tous, je tiens à mettre sur pied un dispositif de détermination de vitesse grâce à l’effet Doppler, au labo j’ai un récepteur ultrason HC-SRC04 j’ai lu sur ça que ça permet la détermination de la position /distance et j’aimerais savoir si je pourrais l’utiliser pour mon projet notamment si sur les différentes broches je pourrais faire l’acquisition du signal au niveau du récepteur afin d’avoir sa fréquence grâce à un convertisseur analogique numérique par exemple la carte sysam ou grâce à arduino.
Une clarification : L'effet doppler est utilisé dans la gamme de fréquence des dizaines de GHz.
Les ultra sons sont des sons donc fréquences très basses : la dizaine de kHz.
Donc je pense que tu peux oublier l'effet doppler.
Quant à faire ce que tu veux, je te rappelle que la vitesse du son est de 330m par seconde.
Le principe de HC-SR04 est d'envoyer une salve de 8 périodes de 40 kHz et d'attendre le retour sur obstacle.
Cela va te donner le temps pour faire une mesure à x mètres (émission de la salve, un aller + un retour, réception de la salve).
Avec ces données, tu devrais pouvoir déterminer la gamme de vitesse qui sera détectable.
Bons calculs de faisabilité.
Note :
Il existait sur Aliexpress un détecteur doppler qui fonctionnait à 11 GHz. Il était plus fait pour détecter la vitesse d'un piéton que d'une automobile.
Je ne sais pas si on peut toujours le trouver.
Un radar c’est pas donné… ensuite si l’objet ne va pas super vite et a une vitesse stable et que l’on veut mesurer assez près (à quelques mètres) alors ça se tente avec un ToF ou un mini LiDAR
Tout d’abord merci pour vos interventions, en fait c’est un projet d’école dont l’étude théorique a déjà été déposée et validée donc je ne peux plus changer grandement le cœur du thème qui est l’effet Doppler, pour ce projet je me suis inspiré de cette vidéo
Dans lequel ils ont utilisé des ondes de 40khz, c’est pour un objet de petite taille de vitesse faible et constante, est ce que le capteur émetteur que j’ai mentionné pourra être utilisé dans ce cadre? Autrement dit est-ce qu’on peut faire l’acquisition du signal reçu au récepteur
Pour exploiter l'effet Doppler ce TP n'utilise pas un HC-SR04 mais :
-deux transducteurs ultra-sons 40kHz
-un générateur de signaux sinusoïdaux pour exciter en permanence le transducteur émetteur (1'04)
-un amplificateur en aval du transducteur récepteur (1'43)
-un multiplieur analogique (1'48 et 1'59 )
-un filtre passe-bas pour récupérer la différence de fréquence entre signal émis et signal réfléchi (2'20)
C'est ici un traitement du signal 100% analogique on peut imaginer une transposition partiellement numérique
est ce que le capteur émetteur que j’ai mentionné pourra être utilisé dans ce cadre?
Non, un HC-SR04 est concu pour tout autre chose (détection d'écho d'une brève salve d'ultrasons afin de mesurer une distance), il ne parait pas du tout évident de le détourner de sa destination initiale,
Il faut comme dans le TP prendre deux transducteurs 40KHz et concevoir le matériel + éventuellement le logiciel permettant d'exploiter le Doppler en ultra-sons
En général en Doppler on ne mesure pas la fréquence du signal réfléchi on réalise un 'battement' (interférence) entre les deux fréquences voisines (émission et réception ) puis on traite le 'battement'.
et si tu peux disposer du matériel utilisé dans la video.
Rôle du Multiplicateur analogique :
Tu as le signal sinusoïdal émis sin(w1*t)
le signal sinusoïdal reçu sin(w2*t)
Selon que l'on se rapproche ou que l'on s'éloigne w2=w1 ± dw
Mon anti sèche de trigo me dit :
sinasinb =1/2(cos(a-b) + cos(a+b )
La multiplication te permet de créer le signal cos(dw*t) et le signal cos( (2w1+dw)*t )
Il reste à trouver un filtre passe-bas pour récupérer (a-b) c'est-à-dire cos(dwt).
La multiplication est obtenue par des procédés analogiques non linéaires.
Une solution est la cellule de Gilbert, dite aussi multiplieur 4 quadrans.
Un exemple de CI (au hasard)
Attention :
les couplages sont capacitifs. On est en analogique où les polarisations sont différentes selon les circuits, on ne transmet pas le continu.
Mea culpa :
J'étais persuadé que l'effet Doppler existait en basse fréquence, mais était très difficilement détectable. Je me coucherai moins bête, merci.
Oui je comprends tout ce qui est utilisé dans la vidéo l’émetteur qui envoie l’onde le véhicule qui réfléchit avec une fréquence différente arrive au récepteur et est transmis à l’amplificateur pour augmenter l’amplitude et on envoie ce signal et le signal d’entrée au multiplieur qui fait le produit des 2 signaux sinusoïdaux qui peut-être décomposé en somme de signaux sinusoïdaux avec pour phase la différence et le somme ensuite on bloque celle qui a la somme grâce au filtre passe bas puis je compte faire l’acquisition grâce à la carte sysam et le logiciel synchronie avec lequel je fais une analyse de Fourier pour obtenir la fréquence de l’harmonique fondamentale qui est la différence de fréquence pour trouver la vitesse grâce à une formule préétablie, maintenant au niveau du multiplieur je ne dispose pas d’un multiplieur tout fait mais j’ai lu que c’est possible d’en réaliser un avec un Aop et des résistances avez vous une idée de comment faire ? Ou un autre moyen pour en réaliser un, pour le reste je vais donc devoir acheter un nouveau kit de transducteur
Je fais l3 de physique
Mauvaise manip la réponse est partie en cours de rédaction (le clavier est facétieux ).
Voir compléments.
A faire à la main il y a aussi un montage avec un ampli AOP qui donne Q et Q\ plus deux transistors montés en collecteur commun avec les émetteurs reliés et les collecteurs reliés.
Ca marche bien j'ai utilisé.
Pour le schéma, là je ne peux pas ,sera dispo mardi prochain.
merci bien pour votre aide, je vais essayer de trouver ce composant en semaine je vous ferai un compte rendu sur l’avancée du dispositif une fois terminé
).