Met een klein team industrieel ontwerpers van de TU Delft, willen wij draadloos lampen schakelen op een leuke manier. Hiervoor willen wij een product maken waarmee je kan 'schieten' op een lamp om hem uit en aan te zetten. Dus een product dat een signaal verzend en een ontvanger tussen de stekker en het stopcontact.

Infrarood is matuurlijk een voor de hand liggende methode om draadloos te communiceren, maar in ons geval willen wij slechts een AAN/UIT signaal sturen.
Ultrasoon zou daarom een oplossing kunnen zijn. Maar het is moeilijk daar informatie over te vinden. De Zenith Space Command werkt op een interessant manier met aluminium staafjes, en dus zonder elektriciteit. Dit vinden we erg interessant, maar is het ook te richten?

Een andere vraag waar we mee zitten, is of een Piezo-elektrische transducent een mooi gericht signaal geeft?

Iemand een oplossing?

mvg
Sietse Vis

Als je vanaf de faculteit iets naar het zuiden loopt, kom je misschien ook nog wel de benodigde kennis tegen

Met een puur acoustische AB zoals de Zenith, zal het goed richten van het geluid ongetwijfeld moeilijker zijn, maar met een piezo tranducer is het een fluitje van een cent. Die hebben 1 gevoelige kant en daar kan je bijvoorbeeld een trechterconstructie of andere acoustische lens aan knutselen (moet je ook even uitzoeken, ik weet meer van de electronische kant).

In de jaren 80 van de vorige eeuw had ik ook al eens een ultrasone afstandbediening gemaakt om een lamp aan en uit te sturen. De ultrasoon zender had ik gesloopt uit een afstandsbediening van een tv, de ultrasoon ontvanger kwam uit het tv toestel zelf. Als ik me goed herinner was dat een Grundig.

Een afstand van een paar meter overbruggen was geen probleem, meer dan 10 meter ging echter niet. Het probleem is, net als bij een lichtstraal, dat het geluid uitwaaierd (het verspreid zich). Er zal dus maar een klein beetje van het vermogen dat in de zender opgewekt wordt, de ontvanger bereiken. Bij infrarood kan je dat makkelijk oplossen door een lens voor de lichtbron te plaatsen, bij ultrasoon zal je een soort trechter moeten maken.

Nog een nadeel was interferentie. Als je, samen met een tweede ultrasoon zender tegelijk een signaal stuurt, krijg je interferentie waardoor de ontvanger niet goed (soms zelf helemaal niet meer) werkte. Dit verschijnsel treedt op als de signalen van beide zenders niet exact in fase zijn (bij 180 graden faseverschuiving heffen ze elkaars signaal gewoon op). Bij mijn experimenten moest de tweede geluidsbron zelfs geen ultrasoon te zijn om last van interferentie te hebben. Als de geluidsdruk voldoende hoog was, werd het ultrasoon "weggeblazen" en reageerde de ontvanger niet meer. Een stereo installatie die op luid volume staat bijvoorbeeld.

Tot slot nog deze opmerking: honden en katten hebben een gehoor dat superieur is aan dat van de mens. De ultrasoon afstandbedieningen uit die tijd hadden een frequentie van +/- 40 kHz. Honden en katten werden dus letterlijk gek van dat ultrasoon lawaai. Dat is een van de redenen geweest dat men overgeschakeld is op infrarood.

Mijn advies: probeer dus niet opnieuw het wiel uit te vinden door iets met ultrasoon te doen. Infrarood biedt heel wat voordelen, en door een codering te gebruiken kan je met 1 "pistool" meer dan 1 lamp aan of uit "schieten".

In Tv werd gebruik gemaakt van pulserende gecodeerde ultrasoon geluiden.
bv 37, 39kHz en 41 kHz.

Bij de Philips tv's ging het als volgt die codering.
Je had 2 tonen 37 en 39 KHz
39kHz voor de regel toetsen als volume, helderheid en dergelijke
37 kHz voor de programma nummer toesten 0-9.

een 41kHz volgend op die codering was voor de Tv het uitvoer signaal(commando).

Dus volume hoger een toon van 37 kHz gedurende 70msec gevolgd door 41kHz 300mSec
Volume lager een toon van 37kHz gedurende 110msec gevolgd door 41kHz 300msec.
ander code werd met stappen van 40msec verhoogd steeds.
en voor nummer toetsen 39kHz met 41KHz 650msec als commando.

0-9 dus 70,110,150,190....350msec

Je kunt verder natuurlijk zelf bedenken hoe jij je codering wilt uitvoeren.
Geef mij maar een mail zal ik dat stuk uitleg van schema scannen.

Zolang je piezo die frequentie aan kan met een voldoende uitzend vermogen gaat dat prima.

Juist hoe hoger het geluid hoe gerichter deze is.

Dus je kunt wel degelijk richten.
Kan natuurlijk ook door weerkaatsing geschieden via een harde oppervlakte.
Demping van die oppervlakte bepaald dan weer de mate van opnieuw uitzenden.

wat Maurice er niet bijverteld is dat de door hem beschreven ultrasone bedieningen per knop twee schakelkontakten hadden, wat het geheel nogal onbetrouwbaar maakte op de lange duur. (Philips verkocht, na een hoop miserie met omruiling van dure afstandsbedieningen de kontaktveertjes als onderdeel). Toch vond ik het een plezante afstandsbediening, ze bevatte geen ic!.

Om op de kern van je vraag terug te komen, ultrasoon en richtingsgevoeligheid: de actuator speelt hierin geen rol van betekenis. Net zoals bij elektromagnetische golven bepaald de antenne, in dit geval de hoorn, het gedrag van de golven.
begin jaren tachtig waren er autofocussystemen gebaseerd op de combinatie van beiden.
Deze werkten zeer goed, dat lag vooral aan de hoorn (ik heb er een bewaard). toendertijd zelf een project begeleid om een rolstoel zijn omgeving te laten herkennen. (met ultrasoonmeting en µp analyse)
Conclusie: de richtingsgevoeligheid hangt af van de hoorn geplaatst voor je actuator (een miniparabool bij wijze van spreken). Het probleem zit dus meer in de mechanica. gelukkig vind je deze parabooltjes heden ten dage terug in goedkope afstandsmeters.

groeten

Kris

Bedankt voor jullie snelle en mooie reacties.

De reactie van Patrick heeft mij toch een beetje doen twijfelen over de mogelijkheden van deze technologie. Het Korte bereik is voor in grote huizen een probleem om te schakelen, het feit dat het niet bruikbaar is bij harde muziek en dat het geluid huisdieren kan irriteren, zijn redenen om af te stappen van Ultrasoon.

Het idee is verandert in het gebruik van laser licht, met het idee dat een simpele licht sensor een piek in de verlichting goed kan opvangen, als dit met een laser gebeurt.
Heeft iemand hier voorbeelden van? Ik kan me namelijk voorstellen dat dit soms niet kan werken als iemand een sterke andere lichtbron in de kamer aanzet (bv. felle schemerlamp).
Bij ultrasoon vertelde Maurice al dat er met verschillende frequenties wordt gewerkt. Maar een simpele LDR zou dat niet kunnen opvangen toch?

Ik wil ook nog ef zeggen dat ik dit forum echt heel vet vind, en jullie reacties erg gewaardeerd worden :D, Tnx!

De reactie van Patrick heeft mij toch een beetje doen twijfelen over de mogelijkheden van deze technologie. Het Korte bereik is voor in grote huizen een probleem om te schakelen, het feit dat het niet bruikbaar is bij harde muziek en dat het geluid huisdieren kan irriteren, zijn redenen om af te stappen van Ultrasoon.

Er sijpelt tussen de regels door wat meer informatie over het programma van wensen en eisen door.

Moet dus bruikbaar zijn in wat grotere ruimten.

Het idee is verandert in het gebruik van laser licht, met het idee dat een simpele licht sensor een piek in de verlichting goed kan opvangen, als dit met een laser gebeurt.

Zichtbaar licht of IR?

Heeft iemand hier voorbeelden van? Ik kan me namelijk voorstellen dat dit soms niet kan werken als iemand een sterke andere lichtbron in de kamer aanzet (bv. felle schemerlamp).

In beide gevallen is het principe redelijk gelijk aan een 'normale' afstandbediening met IR led. Voordeel van laser is dat je zeer gericht je doel kunt aanwijzen als je het signaal goed bundelt. Nadeel dat je een trefzekere hand nodig hebt om het te raken. Even heen en weer waaien in de hoop dat je dan precies de juiste lamp aan of uit zet, kun je dan vergeten.

Tijdens het bestaan van de Muur werd er op een vergelijkbare manier over en weer gecommuniceerd: sterk gerichte IR lichtbundels, met daarop een signaal gemoduleerd. Vrijwel onmogelijk te detecteren als je er een paar meter naast stond.

Bij ultrasoon vertelde Maurice al dat er met verschillende frequenties wordt gewerkt. Maar een simpele LDR zou dat niet kunnen opvangen toch?>

Een LDR is een lichtgevoelige weerstand, die reageert op een heel breed spectrum van licht.

Groeten,

Matthias

Het idee is verandert in het gebruik van laser licht, met het idee dat een simpele licht sensor een piek in de verlichting goed kan opvangen, als dit met een laser gebeurt.
Heeft iemand hier voorbeelden van? Ik kan me namelijk voorstellen dat dit soms niet kan werken als iemand een sterke andere lichtbron in de kamer aanzet (bv. felle schemerlamp).

Voor zover ik weet is laserlicht ongevoelig voor dag- en kunstmatig licht. Denk bijvoorbeeld aan de afstandsmeters of waterpassen met laserstraal die je in veel doe-het-zelf zaken kan kopen. Black & Decker heeft zulke tools in hun gamma. Een bekende militaire toepassing is de laser gestuurde bom die vanaf een straaljager gelanceerd wordt en via een laserstraal naar het doel geleid. Dit kan bij volle daglicht en vanop grote hoogte.

Verder is laserlicht monochromatisch. Als je bij de ontvanger een filter toepast dat enkel die ene frequentie doorlaat, verklein je de kans op storingen. Als die er al zijn bij zo'n eenvoudige toepassing.

Er is echter wel een risico verbonden aan het gebruik van laserlicht. Zelfs de bekende sleutelhanger laserpointers met een vermogen kleiner dan 5 of 3 mW kunnen ernstige schade aan het oog toebrengen. Een rode of groene laserstraal zie je nog wel, en kan je (misschien) nog wel ontwijken, maar een IR laserstraal (zoals bij CD en DVD ROM lezers en branders) is onzichtbaar. "Ja dokter, het licht ging aan, en meteen weer uit want mijn ogen werden door de laserstraal geraakt".

Een radiografische sturing lijkt me dan veiliger: een anti-diefstal systeem uit een sloopauto bijvoorbeeld. Op de uitgang die de centrale deurvergrendeling stuurt, sluit je een solid state relais aan waarmee je dan de lamp stuurt. Met de sleutel (of sleutelhanger) kan je dan het licht aan en uit doen.

Zou geen laser toepassen.

Gevaar voor ogen bij spelen met de AB.

IR heb je in diverse sterkte van vermogen.
Denk aan gebruik camera's waar deze led's bij worden gebruikt voor nachtzicht.
Met een lens zou je dat verder kunnen bundelen.

Ultrasoon weet ik niet tot hoeveel een Hond/Kat etc dat kan waarnemen.

Kan ik het mee eens zijn....
Toen onze kat net (10 weken jong) bij ons in huis kwam konden we 'm manieren leren met zo'n ultrasoon AB. Als hij z'n nagels in meubilair wou zetten of iets anders dat hij moest afleren pakte je de AB, drukte op 'volume+' en poes verdween met z'n oren in z'n nek ergens onder
Al gauw was het oppakken van de AB al genoeg, voordat je op de knop drukte wist poes al dat hij stout was
N

Vooral die laatste zin geeft aan dat ze echt even een stukje Mekelweg moeten aflopen. Om een infraroodsysteem echt stoorvrij te krijgen is er een modulatie nodig (ook hier vaak 36 tot 40kHz) en een ontvangertje dat ook alleen naar die frequentie kijkt. Die zijn heel gangbaar en liggen bij de ETV wellicht zelfs in het knutselhok klaar. Of anders wel bij een aardige docent ofzo.