TL;DR Ich muss eine Welle erfolgreich über einen einzelnen Leiter zwischen zwei batteriebetriebenen Stromkreisen ohne gemeinsame Masse übertragen. Ich weiß bereits, wie man die Welle erzeugt und die Welle erkennt, wenn es eine gemeinsame Masse gibt, aber ich weiß nicht, wie man eine Schaltung entwirft, die die Welle ohne Masse erkennen kann. Mein mit dem Empfänger geerdetes Zielfernrohr kann die Welle erkennen.
Meine Freunde und ich bauen eine Open-Source-Fechtbox, um Streichhölzer zu erzielen (Die Art des Fechtens mit Schwertern). Wettkampffechten werden elektronisch bewertet, indem ein Schwert mit einem Knopf und Jacken aus leitfähigem Material verwendet wird. Wir möchten die heute erhältlichen Konstruktionen verbessern, die teure mechanische Rollen erfordern, um die Spannung an den Kabeln aufrechtzuerhalten.
Um es kurz zu machen, wir müssen in der Lage sein, über einen "Draht" (das Schwert) zwischen zwei Arduinos zu kommunizieren. Unser Plan war es, die PWM-Generatoren von Arduino zu verwenden, um Töne zu erzeugen, die dann durch FFT der analogen Eingänge auf der anderen Seite erkannt werden können. Wir verwenden insgesamt 7 Töne zwischen den Frequenzen von 9 kHz und 18 kHz. Wir haben das alles super hinbekommen. Das Problem ist, was passiert, wenn wir zu Batterien gehen und keine gemeinsame Basis haben. Das PWM-Signal reicht von 5 V Spitze zu Spitze bis 1,2 V Spitze zu Spitze. Ich verstehe nicht, warum das passiert. Hier wäre jede Aufklärung willkommen.
Kann jemand ein Schaltungsdesign zum Übertragen einer Welle über 1 Leiter zwischen zwei Systemen ohne gemeinsame Masse empfehlen? (Und bei Bedarf am anderen Ende verstärken) Ich denke, es muss der Funktechnologie ähnlich sein. Alternativ kann ich versuchen, das, was ich habe, in eine Art Verstärker einzuspeisen und zu sehen, ob ich damit laufen kann, aber ich hasse es, das zu tun, ohne die Kräfte zu verstehen, die im Spiel sind, und bisher keine der Schaltungen, die ich habe habe versucht auf das Signal zu reagieren.
Einige zusätzliche Informationen:
Wir haben einen Knopf am Schwert. Wir können diesen Tastendruck immer erkennen und ihn zum Ein- und Ausschalten des Senders verwenden. Wenn wir also nicht den Unterschied zwischen Berührung und Nichtberührung durch Dämpfung der Welle erkennen können, können wir einfach dafür sorgen, dass sie nicht sendet, wenn keine Berührung vorhanden ist.
Zwischen zwei getrennten Körpern besteht eine vage kapazitive Verbindung. Die Kapazität dieser Verbindung hängt von vielen Faktoren ab, darunter Oberfläche, Entfernung, Luftfeuchtigkeit, Mondphase, Teepreis in China usw. Es ist wirklich nicht möglich, die Kapazität auch nur innerhalb einer Größenordnung vorherzusagen wird an jedem beliebigen Tag sein.
Wenn andererseits zwei Personen P und Q die Schwerter X und Y halten, die sich nicht berühren, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Kondensator PQ im Verhältnis zu PY und groß ist, da die Körper der Personen eine viel größere Oberfläche haben als ihre Schwerter QX, das relativ zu XY groß sein wird. Damit eine Wechselspannung an PX an QY erscheint, müsste Strom durch den kleinen Kondensator XY fließen, der sehr klein ist, und ein Teil dieses Stroms würde nutzlos durch den Kondensator QX zurückkehren. Berühren sich dagegen die Schwerter, müsste der Strom nur durch den viel größeren Kondensator PQ fließen.
Während man einige Experimente durchführen müsste, um die optimale Kopplung für Signalgeneratoren und Signalerkennungsschaltungen zu bestimmen (meine Empfehlung wäre wahrscheinlich, in jedem Anzug einen Einfrequenz-Sinuswellengenerator zusammen mit einigen LC-resonanten Tankkreisen zu verwenden). dass jeder Eingangskreis für seinen eigenen Generator blind und für den anderen maximal empfindlich wäre). Ich würde erwarten, dass bei sich berührenden Schwertern die Stärke des eingekoppelten Signals enorm höher wäre, als wenn sie es nicht sind.
Beachten Sie übrigens, dass höhere Frequenzen mit ziemlicher Sicherheit besser funktionieren als niedrigere Frequenzen. Wenn Sie jedoch zu hoch gehen (über etwa 100 kHz, glaube ich), müssen Sie sich Sorgen machen, als "absichtlicher Strahler" angesehen zu werden.
Bei dieser Frequenz und Entfernung erhalten Sie keine sich selbst ausbreitende Welle, die keinen Bezug zum Empfang benötigt. Ob Sie es mögen oder nicht, Sie werden nur ein Differenzsignal erkennen, und die Signalstärke und Impedanz dieses Signals hängt von der Impedanz der gesamten Schleife ab, einschließlich der "Masse" -Rückverbindung.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie eine speziell verdrahtete Rückverbindung haben müssen. Jedes Signal kann den Körper als Referenz verwenden. Die beiden Körper haben eine gewisse Verbindung durch den Boden oder andere Teile der Umgebung. Der andere Pol jedes Signals wäre auf der Sendeseite am Schwert und auf der Empfangsseite am Mantel. Sie erhalten eine gewisse Kopplung, obwohl diese ziemlich hochohmig sein wird. Dies bedeutet, dass der Empfänger Rauschen aufnimmt. Sie müssen das Protokoll sorgfältig genug entwerfen, damit Rauschen nur sehr gering mit dem echten Signal verwechselt werden kann.
Ich bin eigentlich überrascht, dass Sie ohne absichtliche Rückverbindung bis zu 1,2 Vpp am Empfänger erhalten. Dies variiert in Abhängigkeit vom Bodenmaterial. Je leitfähiger, desto höher der Signalpegel. In jedem Fall müssen 1,2 Vss deutlich über dem Rauschen liegen, wo genau liegt also das Problem? Ein so starkes Signal sollte leicht zu erkennen sein, obwohl ich den Empfänger auf viel niedriger reagieren lassen würde, da es höchstwahrscheinlich in verschiedenen Situationen auftreten wird.
Du denkst falsch darüber nach. Sie betrachten dies als eine Form der Kommunikation durch Kontakt. Aber da Sie keinen geschlossenen Kreislauf haben, ist das nicht das, was Sie wollen. Es gibt mindestens zwei gute Möglichkeiten, dies zu tun – die gleichen zwei Möglichkeiten, wie berührungsaktivierte Lichter funktionieren.
Eine Möglichkeit besteht darin, etwas zu verwenden, das im Wesentlichen ein Kapazitätsmessgerät ist. Wenn Sie Kontakt herstellen, erhöht sich die Kapazität. Im Allgemeinen tun Sie dies, indem Sie einen Oszillator erstellen und die Sonde als Teil des kapazitiven Teils des Oszillators einbeziehen. Wenn die Sonde etwas berührt, erhöht sich die Kapazität und verlangsamt den Oszillator. Sie bemerken diesen plötzlichen Frequenzabfall. Sie können eine bestimmte Sache erkennen, indem Sie ihr eine große Kapazität zuweisen.
Der andere Weg ist, den anderen quasi als Antenne zu benutzen. In der zivilisierten Welt sind wir alle in das 60-Hz- oder 50-Hz-Brummen unserer elektrischen Leitungen getaucht. Ein menschlicher Körper gibt bei diesen niedrigen Frequenzen eine anständige Antenne ab. Wenn Ihre Sonde mit etwas in Kontakt kommt, das zu einem menschlichen Körper führt, erhöht sich der Pegel des in der Sonde erkannten 50-Hz- oder 60-Hz-Brummens. Sie bemerken diesen plötzlichen Anstieg des Brummens. (Beachten Sie, dass dies in einem Wald oder an Orten ohne Strom nicht funktioniert. Und es kann kein menschengroßes Objekt von einem anderen unterscheiden.)
Sie könnten tatsächlich gezielt ein „Summen“ in der Person hervorrufen und dieses Summen erkennen. Sie würden die Person im Wesentlichen als Ultrakurzstreckenantenne verwenden. Bleiben Sie unter 9 kHz und 1 mW.
Connor Wolf
Russell McMahon
Philipp
Kortuk
Olin Lathrop
Olin Lathrop
Philipp
Philipp
Olin Lathrop
Kortuk
Olin Lathrop
David Hinkle
Connor Wolf
Olin Lathrop
David Hinkle
WütendEE