Mäta hastighet på ett föremål (dopplereffekt).

[PatrikB]

Har fått en ny idé till ett projekt. Fick idén idag så det hela är inte speciellt genomtänkt än.

Tanken är att mäta hastighet på ett föremål med dopplereffekten, alltså skicka ut en signal, studsa den på föremålet och sen ta emot den signalen som reflekterats och undersöka hur mycket i frekvens den ändrats.

En tanke som dök upp rätt snabbt var:
-Oscillator kopplad till en riktantenn
-Riktbar mottagare
-dsPIC för att göra beräkningen

Ett par frågor som dyker upp direkt är:
Vad för frekvens?
Hur bygger man en bra antenn? (Skulle nog läst antennteknik ändå..)
Kommer signalen studsa åt fel håll om inte ytan är vinkelrät ?
Hur mycket kommer frekvensen ändras, ett par Hz från unsprungssignalen eller mer ?
Är PIC:en tillräckligt snabb för att göra en sådan noggrann FFT?

Mest intressant och se vad ni säger, projektet kommer säkert aldrig bli av. .

[ABC]

Nja...Dobblerefekt? Tänk dej att ett föremål som avger ett ljud, närmar sej en microfon, på ett visst avstånd (sej en meter) mäts frekvensen på detta "ljud" och när föremålet har passerat (en meter) mäts frekvensen igen och tidsskillnaden "mellan mätpunkterna" omvandlas till hastighet.

[frejo]

Hm, ska se om jag kan få det här rätt...

Säg att du skickar ut ett pulståg i 1000hz, avståndet mellan varje puls blir då 299 792 458 / 1000 = 299792.458m.
Om ett föremål rör sig mot dig med 10km/h blir det ca 2.777m/s.
Alltså kommer föremålet hinna förflytta sig ~0.0027m mellan två pulser.
Det nya avståndet mellan pulserna blir då 299792.458-0.0027=299792.45553.
Den nya frekvensen borde då bli 299 792 458 / 299.792.45553 = 1000.00000901Hz!
Nu har jag visserligen gjort lite felaktga avrundningar, men som du ser blir det en väldigt liten ändring i frekvens.

dsp? fft? borde väl räcka med en krets som mäter tiden mellan två inkommande pulser, bara den är snabb nog...

[MadModder]

Ju högre frekvens du väljer, ju mer kommer den mottagna signalen skilja i frekvens.
Det går att räkna ut
Om vi tar t.ex 10MHz.
En bil åker 54km/h. Det är ca 15m/s
Eftersom signalen måste ta dubbla vägen, kommer det på en sekund ha tryckts ihop 30m.
299792500m på en sekund bör väl radiovågorna kunna ta sig tycker jag...
På den sträckan finns alltså 10 miljoner våglängder
En våglängd är då 29,97925m
Vi kortar av den totala sträckan med 30m, fortfarande med 10 miljoner våglängder. En våglängd blir då 29.979247m.
Hastigheten är ju samma, så då är frekvensen 10,000001MHz. Hehe. Inte mycket till förändring...
Om jag räknat helt fel, eller om man öht inte kan göra såhär, så rätta mig gärna

Ljud är väl isf lättare att mäta, då det bara går i 330m/s.
30kHz kanske.
Med samma bil blir den resulterande frekvensen 33kHz. Om jag räknat rätt

(Edit)
Jobbigt att mäta frekvensskillnader pga dopplereffekten. Då kan du ju lika gärna gå lös på radar direkt, då det med radiovågor ändå är i princip samma sak, bara det att du mäter tiden istället för frekvensen

Bygg en ultraljudsradar isf. Mycket enklare att räkna på då signalhastigheten är så mycket långsammare.

[PatrikB]

Var mest en tanke som sagt, kände på mig att det skulle bli en del sågande =)

[Chribbe76]

Jag är inte upplagd för matte idag men man hör ju dopplereffekten när en ambulans åker förbi så det måste vara ganska stor skillnad i frekvens.

[MadModder]

På ljud ja, som bara åker i 330m/s.
Radiovågor går myyyycket snabbare, och skillnaden blir inte alls lika påfallande

[Chribbe76]

Ahaaaa.... ni snackar om radiovågor.
Mi stupido!

[RDX*]

När man mäter med laser så låter man det infallande ljuset interferera med det utgående. På detta sättet bildas det en lägre frekvens (percis som när hjul ser ut att rulla backlänges). Det är denna lägre frekvens man mäter.
Men att göra en dopplerradar är nog uteslutet om man inte är extremt duktig på radarvågor och DSP.

[MadModder]

Kom på en sak... ljusets hastighet är ju konstant, så den kan man inte ändra på, så som jag räknade. Om man skulle höra radiovågor, så skulle mao inte frekvensen ändras ur vårt perspektiv. Dopplereffekten borde då alltså endast funka på ljud? Ja, jag vet inte...

[RDX*]

Jag kom på att jag har haft en labb där vi mätte hastigheten på ett modelltåg med hjälp av ultraljudsändare, så det är kanske inte helt omöjligt att konstruera en dopplerradar med ultraljud.

MadModder> Ljusets hastighet är INTE Konstant
Einstein la till ett villkor och det är att ljusets hastighet är konstant i vakuum.

[MadModder]

Jojo, iofs. Men säg att jag har en stark grön lysdiod i fronten på min bil. Jag tänder den och åker hur snabbt som helst, många tusen m/s hehe. Kommer den då lysa blått ur en stillastående betraktares synvinkel? Det tror jag inte... Den lyser lika grönt för mig som för den som står still utanför.

[RDX*]

Det stämmer inte. Man mäter galaxers hastighet (relativt oss) mha. hur mycket ljuset förskjuts.

http://www.susning.nu/R%F6df%F6rskjutning


allt är relativt

[MadModder]

Ja, våglängden kan förskjutas ja, så våglängden upplevs som ändrad, men hastigheten ändras ju inte för det. Tid kan delas in i mycket mindre delar än vad en våglängd på ljuset är. Hur skulle det se ut om både hastighet och våglängd ändrades? Skulle ju inte gå. Då skulle man i princip kunna få samma frekvens med olika våglängd.

Dopplereffekten skulle inte funka om inte hastigheten var konstant.
Ta det med en ambulans. Den åker emot dig, och ljudvåforna pressas ihop, så det blir fler på samma tid. Ljudet far fram mot dig i 330m/s.
Sedan far ambulansen förbi, och ljudvågorn dras isär istället. det går färre vågor per tidsenhet, men ljudet kommer fortfarande i 330m/s mot dig.

Om hastigheten på ljudet ändrades, skulle du fortfarande höra samma frekvens, oavsett hur fort ambulansen åker.

[matseng]

En doppler-radar-hastighetsmätare för $99.

http://extremetoysforboys.com/index.php ... 0Tool.html