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 sebastianweidmann.de Forum :: Projekte
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 Subject :Geschwindigkeitsmessanlage.. 2013-09-09 15:26:24 
Dominik
Anfänger
Joined: 2013-09-09 12:11:45
Posts: 2
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Hallo Sebastian, hallo Leser

ich beschäftige mich mit dem Bau einer Radar-Geschwindigkeitsmessanlage fuer RC-Cars. Die Zielsetzung ist es, Geschwindigkeiten von 1:10er bis 1:5er Modellautos zwischen 10 und 120km/h zu erfassen, welche dann auf einer großen Anzeige angezeigt werden. Die Reichweite muss mindestens 3-5 Meter betragen um so größer um so besser.

Erste Versuche mit dem Radarmodul der Hot Wheels Radar Gun sind wegen zu geringer Sendeleistung gescheitert. Daher habe ich mich nach anderen Radarmodulen umgesehen und bin dabei auf das RSM-1650 und in Folge dessen auf deine Webseite gestoßen. Hierfür erst mal ein Lob, eine tolle und sehr informative Seite hast Du da.

Ich habe bei Dir ein Radarmodul inkl. Verstärker erworben. Ich habe das Modul mit dem Oszi etwas unter die Lupe genommen und bin mit der Qualität das Verstärkers sehr zufrieden. Ein zuvor selbst aufgebauter Verstärker hatte viel zu viel Rauschen - jedoch weiß ich nicht wieso. Aber das soll jetzt auch nicht das Thema sein.

Warum schreibe ich überhaupt?
Ich hoffe evtl. auf etwas Hilfe/Brainstorming für Signal-Messung und Auswertung.

Mein bisheriger Ansatz:
Das verstärkte Signal hab ich in einen Schmitt-Trigger geschickt und die Schalthysterese so eingestellt, dass das Rauschen entfernt werden soll. Das resultierene Rechteck-Signal werte ich mit einem Arduino Nano am Komperatoreingang aus und zähle via interrupt die Flanken in einer bestimmten Zeit (5-25ms hatte ich getestet) und errechne so die Dopplerfrequenz und daraus eben die Geschwindikeit.
Allerdings waren die Ergebnisse nicht gut genug. Entweder hab ich Fehlmessungen durch das Rauschen (ständiges kippen des Schmitt-Triggers), oder die Hysterese ist zu groß und ich bekomme kein Signal mehr oder es fehlen einige Flanken.
Achja, als Spannungsquelle nutze ich einen 12V Bleiakku und 7905 Regler, nachdem Schaltnetzteile logischerweise zu viel Störungen verursacht hatten.

Hast Du oder jemand anderes Ideen wie ich die schwachen Signale am besten mit einem uC auswerten kann?

Mein nächster Versuch wäre evtl es mit FFT zu machen. Allerdings hab ich davon absolut null Ahung. Das einzige was ich dabei verstehe, wie das Ergebnis der FFT zu interpretieren ist. Das reicht ja eigentlich auch aus - eine Implementierung sollte mit hilfe von Google kein Problem sein.
Es stellen sich mir allerdings ein paar praktische Fragen. Wie sample ich am besten das Signal? Entsteht dadurch evtl. wieder ein Rauschen das es unmöglich macht die schwachen Signale zu erfassen? Ist ein ADC in Arduino verbauten Atmel's schnell genug um Frequenzen bis ca 6khz gut genug zu sampeln? Auf einen PC möchte ich verzichten, es muss alles auf einem uC passieren.

Oder gibt es andere Ansätze welche für meinen Zweck dienlich sein könnten?
Ich habe auch überlegt ob es Sinn macht eine Verstärkerantenne zu bauen - sprich einen Parabolspiegel oder ähnliches um so ein stärkeres Signal zu bekommen. Allerdings wäre dies relativ unpraktisch, da die Anlage möglichst Mobil sein sollte.
Ich freue mich über jede Antwort.

Vielen Dank
Grüße
Dominik
IP Logged
 Subject :Aw:Geschwindigkeitsmessanlage.. 2013-09-09 22:44:18 
admin
Administrator
Joined: 2009-08-16 12:36:59
Posts: 8
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Also ohne eine FFT wird die Berechnung der Geschwindigkeit sehr schwierig.
Ein praktisches Beispiel liefert mein Radar Evaluation Board. Damit habe ich
bereits erfolgreich Pkws gemessen. Beim Board ist auch ein Beispiel für eine FFT Rechnung
auf dem Controller dabei. Die ist aber um einiges langsamer als am Pc berechnet. Da ist ein Atmel
Atmega einfach nicht schnell genug. Die Reichweite geht über 5m hinaus.
Du kannst dir den Sourcecode herunterladen und versuchen auf den Arduino zu portieren.
Kommt aber drauf an, welchen Arduino du hast. Für eine FFT braucht man viel RAM.
In meinem Beitrag zum Board beschreibe ich auch die Samplerate,...
Das Board ist in der Lage bis 6 KHz zu samplen.

Vorschlag: Kauf dir bei mir das Evaluation Board und prüfe erstmal, ob du damit Erfolg hast.
Wenn du bereits einen Sensor hast, kann ich dir das Board ohne Sensor günstiger verkaufen. Meld dich da einfach mal per Mail.
Sollte das Board nicht in der Lage sein die RCs zu erfassen, dann kannst du das Board wieder zurückgeben.
Sollte das Board funktionieren, kannst du mit Hilfe des Boards deine eigene Lösung weiterentwickeln.

mfg
Sebastian
IP Logged
 Subject :Aw:Geschwindigkeitsmessanlage.. 2013-09-10 14:46:53 
Dominik
Anfänger
Joined: 2013-09-09 12:11:45
Posts: 2
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Hallo Sebastian,

vielen Dank fuer deine Antwort.
Dein Vorschlag mit dem Evaluation Board bringt mich leider nicht wirklich weiter, da ich auf keinen Fall einen Rechner einsetzten möchte.

In der zwischenzeit habe ich FFT auf meinem Arduino laufen und auch das Sampeln funktioniert sehr gut. Allerdings stoße ich, wie Du auch gesagt hast, schnell auf ein Speicherproblem. Fuer die Bandreite von 1khz - 6khz die ich erfassen müsste benötige ich zu viele Sampels bei einer Sampelrate von 12khz. Ich benötige also eine andere Hardware mit wesentlich mehr SRAM oder ich muss doch irgendwie ohne FFT auskommen. Ich gibt scheinbar auch möglichkeiten dem Arduino Mega2560 externen SRAM zu spendieren, evtl ist das eine lösung.

Danke
Grüße
Dominik
IP Logged
 Subject :Aw:Geschwindigkeitsmessanlage.. 2013-09-12 01:05:58 
admin
Administrator
Joined: 2009-08-16 12:36:59
Posts: 8
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Genau das ist das Problem. Alle Arduinos die ich kenne verwenden Atmel Controller mit zu wenig SRAM.
Aus diesem Grund habe ich auch ein eigenes Board mit einem Atmega1284p entwickelt. Ansonsten hätte ich ja
auch einen Arduino nehmen können. Einen externen SRAM habe ich noch nie angeschlossen. Somit habe ich da keine
Erfahrung und kann hier nicht weiterhelfen.

Ohne FFT ist eine Geschwindkeitsauswertung immer mit einigen Fehlern behaftet.
Vorallem wenn zwei Autos durch den Sensor fahren, kann keine Geschwindigkeit berechnet werden.
Bei einer FFT kann man die Objekte trennen.

Mein Evaluation Board ist frei programmierbar und hat sogar auch einen Bootloader mit dabei.
Ein Beispiel für die Berechnung der FFT im Controller liegt auch dabei. Es muss also nicht zwingend ein Pc zur Auswertung benutzt werden.

Mehr kann ich dann leider auch nicht dazu beitragen.
IP Logged
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