Bygga Sonar/Ekolod/aktiv hydrofon

[ASDIC]

Hejsan!

Jag är en glad amatör (och ny på forumet)!

Jag har lite småidéer själv om hur man kan bygga en sonar/ekolod/Hydrofon med hjälp av lite enklare kretsar.

Frågan jag har till er på forumet är:

Jag har en sändare med 15 seriekopplade piezoelektriska högtalare, jag vill få dessa att ge ifrån sig ett lågfrekvent plipp eller blupp varje gång jag trycker på en knapp, samtidigt som jag gör det ska det gå att lyssna (i hörlurar) efter återkommande ekon.

Är denna krets svår att bygga tro? Förstår att jag måste ha någon slags Ocillator/amp för att omvandla el till signaler = ljud, var får man tag i dessa och hur kopplar man allt?

Mvh ASDIC

[limpan4all]

Du vill mäta vattendjup eller vad vill du göra egentligen?
Du måste skapa en oscillator som är avstämd i frekvens mot dina piezohögtalare.
Sedan skall du modulera den frekvensen med det du vill sända i ditt fall fyrkantvåg med ganska låg pulsrepetition (dvs din knapptryckning).
Sedan måste du filtrera bort sändarsignalen från din mottagarkrets så att du bara tar emot ekot (sändsignalen är bortåt 1000ggr starkare än den mottagna signalen).
Sedan om du vill få fram en rejäl signal så måste du impedansanpassa dina högtalare både mot backningsmaterialet och mot vattnet.

Så din uppförsbacke vad gäller kunskapsinhämtning är rätt stor...

Jag har aldrig sett COTS (Commercial Of The Shelf) produkter för detta.

Varmt välkommen till forumet förresten, även om mitt svar kan verka lite avskräckande

[ToPNoTCH]

Längst ned på denna sida finns en publikation i ämnet att köpa.

Jag har läst en annan rätt bra artikel på nätet, men hittar den inte nu.

[ASDIC]

Hej och tack båda för svar !

Limpan4all:

Jag får mer och mer en bild av vad som måste göras iallafall nu, kanske lite komplicerat men jag brukar förstå rätt snabbt bara jag hittar infon (vilket jag gjort nu)

Mitt projekt, hur dumt det än må låta är att bygga en gammal aktiv hydrofon som sagt, av modell som användes i andra världskriget av britterna och amerikanerna.

Den här typen av hydrofoner hade ett mer knastrigt ljud och var mycket enkla i utförandet, man lyssnade uteslutande efter ekon med hjälp av ett par hörlurar. Ekot av kontakt med fientlig ubåt var som ett distinkt "plipp" i slutet av varje ping.

Så hur tycker du man ska gå till väga för att bygga detta, har redan skapat en någorlunda okej givare, som i princip är en vattentät högtalare bestående av flera piezoelektriska högtalare som är seriekopplade. Hur får jag tag i/skapar en ocillator som kan passa och hur förstår man vilka frekvenser de båda har?

Kan man bygga en ocillator eller köpa en som är förinställd på att ge ifrån sig ett plupp som sedan ska skapa ekot?


TopNotch: Den sidan är oerhört bra, även gratisversionen Fick idén att seriekoppla piezohögtalarna därifrån

Mvh Dennis

asidic.mp3

track30.mp3

[strombom]

ASDIC, välkommen till forumet!

Jag flyttade denna tråd till idébanken då det inte är ett projekt än.

/Johan

[ASDIC]

Tack !

Kanske mer passande after all

[limpan4all]

Jag har fortfarande inte förstått vad du vill göra.

Vill du skapa en hydrofon som skall användas i verkligt vatten och fungera eller vill du skapa något som låter som en sådan?

Om det första svaren en "äkta" så är den fullständigt oduglig annat än på öppet hav. Bara att detektera botten är ett rent helvete. Och att försöka göra det med små piezokristaller är inte görbart om inte allt är fullständigt perfekt gjort.
När jag konstruerade sådant så matade vi ut 10W vid 150kHz och hade problem med att få till ett ingångssteg som var tillräckligt känsligt men ändå hade god dynamik.
10W sändareffekt är vad som krävs för att (med MYCKET signalbehandling mha bra DSP kretsar) kunna detektera botten över huvud taget om botten är av typen dy eller slam. Stenbotten >>300m...
10W piezo (per kristall) är typ 200V och 150kHz, inte helt enkelt.
Du har seriekopplat dina kristaller då måste du upp i en mycket hög spänning, det är svårt.

[ASDIC]

Jag vill bygga en sonar, inte ett ekolod (för bottenskanning) utan för ubåtsjakt. Ser det lika mycket som ett historiskt projekt som ett tekniskt.

Den som Topnotch länkade till kan ju knappast drivas med 200v per kristall, det blir ju uppåt 1000v för en fishfinder.

Dennis

[limpan4all]

De förspända ultraljudstvättkristallerna brukar innehålla en transformator för upptransformering av spänningen.
Man parallellkopplar oftast piezokristaller (samma spänning, men X ggr strömmen)...
När de letade ubåtar så använde de runt 1000W i pulserna...
Beskriv MYCKET utförligare vad du vill göra, vilka prestanda du förväntar dig, vad du redan har och vad du kan.

[ASDIC]

Hej!

Är inte så intresserad av att skapa en sonar med ultraljud, vill nog hellre skapa något med en ganska låg frekvens. Ljudet av den ska överensstämma någorlunda med de gamla som jag la upp ljudfiler på.

Vad jag vill göra:

Jag vill bygga en krets med lyssningsmöjligheter (dvs ingen display eller pappersrulle). Så jag vill bygga en krets med en ocillator, ha en knapp som man kan "pinga" med vid knapptryck, så systemet inte är automatiserat som i nyare modeller av t.ex ekolod för fiskebruk. Sen ska man gärna kunna lyssna även när man inte pingar genom hörlurarna då.

Bör nämna att systemet behöver absolut inte vara lika stort och energikrävande som en ASDIC-anläggning på en jagare.
Den får gärna vara så stark som det går att göra en lagom stor sonar. Säg att man har ett system med en givare som är som min (30 cm i diameter) och en "låda" med pingknapp, av och på knapp och ljudreglage för hörlurarna.


Vad jag kan:

Jag har mest läst på om de gamla modellerna och försökt förstå mig på hur de var uppbyggda, leta reda på vilken form av högtalare man använde och hur de faktiskt låter. Förstår hur en piezoelektrisk högtalare är uppbyggd. Det är en enkel cell med Rochellesalt som aktiv komponent, detta salt reagerar på elektriska signaler och ger i från sig ljud och vice versa.

Mvh Dennis

[limpan4all]

Det är nog lite mera komplicerat än vad du tror, dom var väldigt smarta på 40 talet...
Jag tror inte att jag skulle få till det alls med dom prylarna som dom hade tillgängliga på den tiden.

Du behöver en oscillator på rätt frekvens (samma som dina piezokristallers grundton) om du sedan amplitudmodulerar den med din önskade "lyssningston" sedan iväg till en förstärkare som impedans och effektanpassar för dina kristaller så har du allt vad du behöver.
Du behöver även något som blockerar mottagaren under sändning. Sedan skall du egentligen ha en tidsmodulerad mottagare som förstärker mera ju längre tid som gått sedan den triggades.

Nu har du ett blockschema, bara att bygga.

Det skulle ta mig ungefär 2 veckor heltid att konstruera och en vecka att bygga.
Om man skulle göra det heldigitalt med en enchippare typ Cortex-M4 så tar hårdvaran ca 1 vecka och mjukvaran kan ta hur lång tid som helst...

[ASDIC]

Hej och tack för svar!

Var kan man tänkas hitta lämpliga ocillatorer?

MVH Dennis

[limpan4all]

Bygg en själv, det är enklast, då får du EXAKT vad du vill ha.
Det finns hundratals exempel på nätet.

[ASDIC]

Kan bli lite överkurs kanske, vet du vad för mhz-styrka det borde vara på mina ocillatorer?

Detta är högtalaren jag använder mig av http://www.conrad.se/PIEZO-ELEMENT.htm? ... 9%2Fmd5%7D

[limpan4all]

Jag tvivlar på att du kan få ut ljud i vatten med en sådan. Dessa avger milliwatt som mest definitivt inte Watt i alla fall.
Men det är bara att koppla en sådan till en tongenerator och sänka ned den i vatten sedan kopplar du en likadan till ett oscilloskop och mäter på en meters avstånd det ger ett bra och indikativt test på transmissionsegenskaperna.
Prova även att backa upp en sidan (den som är vänd bort från varandra) på kristallerna med kork eller liknande material.
Har du inte dessa utrustningar så MÅSTE du låna eller låta någon göra dessa mätningar åt dig.
Innan du vet vad dessa mätningar ger så vet du ingenting och riskerar att slösa bort all tid/pengar du lägger ned.