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Sender/Empfänger Unterwasser Boot

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Elektrikforum Foren-Übersicht -> Installation von Leitungen und Betriebsmitteln in der Praxis
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Sparky
Inventar
Inventar


Anmeldungsdatum: 03.02.2013
Beiträge: 1381

BeitragVerfasst am: 18.12.2017 19:41    Titel: Antworten mit Zitat
Hi Julia,

habe jetztmal umfangreich recherchiert.
Den Sender zu bauen ist das geringste Problem.
Solche Loop-Antennen sind unter Amateurfunkern weit verbreitet, weil sie ganz gute Eigenschaften dort aufweisen, wo es auf geringe Abmessungen ankommt. Eine Loop-Antenne ist nichts weiter als ein offener, abstimmbarer Schwingkreis. Besitzt sogar eine ausgeprägte Richtwirkung, kann man gut zum Peilen benutzen.
In deinem Fall hätte er trotzdem Ausmasse, die dein Unterfangen sehr in Frage stellen, mehrere Meter Durchmesser.

Ein offener Schwingkreis funktioniert natürlich nur mit einem geeigneten Dielekrikum.
Im Normalfall ist das Dielektrikum Luft.

Wenn solch eine Antenne aber im Wasser betrieben werden soll, dann funktioniert das nichtmehr.

Also müsste für den Empfänger eine spezielle Lösung her.
Soweit ich das bisher recherchieren konnte, habe ich keine Lösung gefunden, die deine Aufgabe in einem Aquarium möglich machen würde.

Mir stellt sich deshalb die Frage, ob dein Prof. absichtlich eine, für deinen Ausbildungsstand, unlösbare Aufgabe gestellt und nur auf die Begründung, warum das nicht geht, abgezielt hat.

Was sagen deine Kommilitonen dazu?
_________________
http://sparky.hat-gar-keine-homepage.de/
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Newbie
Hallo!

Schau dir mal diesen Ratgeber an. Dort findet man viele Antworten!


julia1234
Member
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Anmeldungsdatum: 20.11.2017
Beiträge: 72

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 11:07    Titel: Antworten mit Zitat
Hi
ihr zwei schon wieder Laughing

Ich habe gestern mit ihn gesprochen. Er meinte das ich mit den Antennen experimentieren soll. Ich soll versuchen den Sender/Empfänger so ausrichten, dass sie im Aquarium, ca 1 Meter Tiefe, funktionieren sollen. Ich soll nicht über die ca 8 Khz Frequenz drüber gehen.
Wenn es mit den Antennen nicht geht wie ihr beide es gerade sagt dann geht es halt nicht. Wenn ich eine abschließende Bemerkung dazu geben kann und die plausibel ist, denke ich das es nicht so schlimm ist. Vor mir hatte jemand schon die Aufgabe sowas zu bauen. Die Antenne ist über das ganze Labor verstreut. Das wurde aber nicht unter Wasser getestet sondern lediglich im Labor. Ich soll eine Erweiterung machen das es auch im Aquarium funktioniert. Wie gesagt wenn es mit einer kurzen Antenne nicht geht, dann vielleicht eine Antenne die aus dem Aquarium raus geht. Hauptsache es soll im Wasser was zu hören sein.

Ach ja ich kann auch andere Bauteile in Anspruch nehmen. Müssen nicht nur Transistoren sein. Nur keine uc!! und es soll eine Amplituden Modulation sein.

Hier ein Schaltplan von der alten Bachelor-arbeit die vor mir gemacht wurde und im Labor erprobt wurde.


Zuletzt bearbeitet von julia1234 am 19.12.2017 15:33, insgesamt einmal bearbeitet
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Pumukel
Inventar
Inventar


Anmeldungsdatum: 22.07.2016
Beiträge: 2101

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 11:55    Titel: Antworten mit Zitat
So Julia kleine Aufgabe für Dich ! Besorge dir 2 alte 230V Schütze. diese werden soweit demontiert das du nur die Spule und den unteren Teil des Eisenpaketes erhältst. Das werden deine Antennen. Beide Spulen werden in getrennte wasserdichte Plastdosen eingebaut. Nun zum Testen ob dieser Weg gangbar ist. Die erste Spule wird mit dem Ausgang eines Tonfrequenzgenerators verbunden. Die zweite Spule geht auf den Eingang eines Oszillograph. Jetzt kannst du testen ob die beiden Spulen über ihr Magnetfeld die NF übertragen. Das sollte bis ca 4-5 m in Luft problemlos möglich sein. Mit steigender Entfernung nimmt natürlich die Spannung an der Spule mit dem Oscar ab.
Dann kommt die Stunde der Wahrheit das Ganze nun unter Wasser. Auch das sollte bis ca 2 -3 m möglich sein. Beachte dabei die Ausrichtung der Spulen, sie sollten mit ihren offenen Enden des Kerns direkt aufeinander zeigen! Und Sparky ich verwende hier absichtlich nur das magnetische und nicht das elektrische Feld der Antenne! Notfalls kannst du das Signal des Tonfrequenzgenerators auch mit einem NF-Verstärker noch verstärken und die "Sendespule" darüber versorgen. Das gilt auch für die "Empfangsspule" auch die dort entstehende Spannung kann Verstärkt werden.
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Sparky
Inventar
Inventar


Anmeldungsdatum: 03.02.2013
Beiträge: 1381

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 12:27    Titel: Antworten mit Zitat
julia1234 hat folgendes geschrieben:

Ich habe gestern mit ihn gesprochen. Er meinte das ich mit den Antennen experimentieren soll. Ich soll versuchen den Sender/Empfänger so ausrichten, dass sie im Aquarium, ca 1 Meter Tiefe, funktionieren sollen. Ich soll nicht über die ca 8 Khz Frequenz drüber gehen.

Das alleine ist nicht das Problem. Die Antenne für den Empfänger kann man als Aktiv-Antenne gestalten, d.h. direkt mit der Antenne gekoppelt ist ein rauscharmer Verstärker, der die winzigen Signale erstmal anhebt, z.B. sowas:
http://c14.dl3mlp.de/homebrewing/langstwellenempfanger-fur-saq/

Mit noch einer Lage Wickeldraht kommst du auch auf 9kHz.

Aaaaber, das ist nur die Antenne.

Zitat:

Wenn es mit den Antennen nicht geht wie ihr beide es gerade sagt dann geht es halt nicht.


Es gibt für alles Lösungen, aber ich sehe keine für deine Vorgaben.

Zitat:

Wenn ich eine abschließende Bemerkung dazu geben kann und die plausibel ist, denke ich das es nicht so schlimm ist. Vor mir hatte jemand schon die Aufgabe sowas zu bauen. Die Antenne ist über das ganze Labor verstreut. Das wurde aber nicht unter Wasser getestet sondern lediglich im Labor. Ich soll eine Erweiterung machen das es auch im Aquarium funktioniert. Wie gesagt wenn es mit einer kurzen Antenne nicht geht, dann vielleicht eine Antenne die aus dem Aquarium raus geht. Hauptsache es soll im Wasser was zu hören sein.


Das ist ja der Knackpunkt. Du willst Sprache übertragen und dazu ist die Bandbreite eines 9kHz-Trägers einfach zu klein. Amplitudenmodulation zum Sprache übertragen geht unter deinen Bedingungen nicht.

Der Experte könnte jetzt versuchen ein SSB-Signal mit Trägerunterdrückung zu erzeugen, das haben die Experten damals auch versucht, sind aber alle gescheitert.
Anyway, ein gigantischer Aufwand.


Zitat:
und es soll eine Amplituden Modulation sein.

Vergiss es.
Zitat:

Hier ein Schaltplan von der alten Bachelor-arbeit die vor mir gemacht wurde und im Labor erprobt wurde.

[img]https://s9.postimg.org/k05e7zwu3/Tahir_sender.png[/img]

Ich sehe da links einen Mic-Verstärker und rechts einen Oszillator der von der NF des Mic-Verstärkers moduliert wird.

Das ist eine ganz unsaubere Geschichte, weil das NF-Signal nichtnur die Amplitude moduliert, sondern auch die Frequenz.

Im Endresultat hast du eine unsaubere Mischung aus AM und FM. Für den realen Gebrauch untauglich.

Zusammenfassung:
Dein Projekt scheitert an der Vorgabe einen Träger um 9kHz mit Sprache in der Amplitude zu modulieren.
Das geht einfach nicht.


Nebenbei: ignoriere einfach das schwachsinnige Gebrabbel von Pumukel
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fuchsi
Inventar
Inventar


Anmeldungsdatum: 15.05.2008
Beiträge: 2252

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 12:34    Titel: Antworten mit Zitat
ich dachte die ganze Zeit beim Mitlesen schon: die menschliche Stimme liegt irgendwo bei 80Hz bis 12kHz. Wie soll man das auf ein 9kHz Trägersignal aufmodulieren.
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julia1234
Member
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Anmeldungsdatum: 20.11.2017
Beiträge: 72

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 12:50    Titel: Antworten mit Zitat
HAHA ihr beide bringt mich echt zum Schmunzeln.
Sehr schöne Konversation !!
Zurück zum Thema.
Ok, die Bandbreite mit 9 Khz ist zu klein um Sprache über AM zu übertragen.

Wie sieht das mit einen U-Boot aus? Die Empfangen doch auch in eine Tiefe von ca 50 Meter etwas. Die Arbeiten doch auch mit Längswellen.

Die Trägerfrequenz doch ausschlaggebend für die eindring Tiefe im Wasser oder ?
Laut meinen Foto könnte ich, für ca 50 Meter, eine Trägerfrequenz von ca 100Khz nehmen. Aber dafür ist das nicht Legal, denn ab 9 Khz ist es Genehmigungspflichtig oder?

Die Bandbreite wird doch mit B= 2*fmax berechnet.
Also ist B= 18Khz.
Ist Sprache für das Menschliche Ohr nicht in 16Hz-20Khz zu hören? dann ist doch die Bandbreite mit 18Khz doch ganz gut oder? verstehe ich das so in etwa richtig?

Wenn das Projekt an den vorgaben scheitern sollte, dann muss ich ja erklären können wieso und gegeben falls eine andere Lösung ins Spiel bringen.
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Sparky
Inventar
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Anmeldungsdatum: 03.02.2013
Beiträge: 1381

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 13:01    Titel: Antworten mit Zitat
fuchsi hat folgendes geschrieben:
ich dachte die ganze Zeit beim Mitlesen schon: die menschliche Stimme liegt irgendwo bei 80Hz bis 12kHz. Wie soll man das auf ein 9kHz Trägersignal aufmodulieren.

Man kann die Sprache einengen auf z.B. 100Hz bis 2,5 kHz. Das klingt dann ziemlich blechern, so wie vor 100Jahren das Telefon, aber das ist machbar und immernoch verständlich.
Das ist aber immernoch zuviel für einen 9kHz-Träger.

Eine Amplitudenmodulation erzeugt ja die beiden Seitenbänder, das sind Trägerfrequenz plus Modulationsfrequenz und Trägerfrequenz minus Modulationsfrequenz.

Im Prinzip die doppelte NF-Bandbreite.

Ein Beispiel, ich nehme mal jetzt als Träger 10kHz weils so schön rund ist.

Du modulierst die höchste NF-Frequenz auf, z.B. 2500Hz.

Dann entsteht eine Frequenz von 12,5 kHz und eine Frequenz von 7,5 kHz, dazwischen der Träger mit 10 kHz.

Clevere Ingenieure haben dann gesagt, zur Verständigung braucht es im Prinzip nur ein einziges Seitenband. Der Träger und eines der beiden Seitenbänder sind unnötig.
Mit einem scharfflankigen Filter hat man dann das zweite Seitenband weggefiltert und den Träger unterdrückt.

Jetzt musste man nurnoch das eine Seitenband übertragen. Diese Modulationsart nennt sich SSB (single side band) oder auch Einseitenbandmodulation genannt.

Aberauch mittels SSB gelingt bei einer Trägerfrequenz bei 9kHz keine Übertragung mit verständlicher Sprache mehr.

U-Boote hatten damals Funkverkehr überwiegend in CW (continious wave) allgemein unter Morsen bekannt.

Bei CW wird nur der Träger getastet, ein- und ausgeschaltet im Rhythmus der Morsezeichen.

Später, als dann die digitale Technik alles überrannt hat, wurde das digitale Modulationsverfahren PSK31 erfunden.

Für diese Modulationsart bedarf es digitaler Empfänger, da geht garnichtsmehr analog.

Das sollte bei dieser Aufgabe ja ausgeschlossen sein.
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Sparky
Inventar
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Anmeldungsdatum: 03.02.2013
Beiträge: 1381

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 13:24    Titel: Antworten mit Zitat
julia1234 hat folgendes geschrieben:

Ok, die Bandbreite mit 9 Khz ist zu klein um Sprache über AM zu übertragen.

Exakt

Zitat:

Wie sieht das mit einen U-Boot aus? Die Empfangen doch auch in eine Tiefe von ca 50 Meter etwas. Die Arbeiten doch auch mit Längswellen.


siehe meinen vorigen Post

Zitat:

Die Trägerfrequenz doch ausschlaggebend für die eindring Tiefe im Wasser oder ?


Ganz klar

Zitat:
Laut meinen Foto könnte ich, für ca 50 Meter, eine Trägerfrequenz von ca 100Khz nehmen. Aber dafür ist das nicht Legal, denn ab 9 Khz ist es Genehmigungspflichtig oder?


Erstmal haben wir ja diese hohe Frequenz schon ad acta gelegt, die Vorgabe ist 9kHz

Zum Zweiten habe ich schon in meinem Eingangspost ganz am Anfang darauf hingewiesen, dass es dir nicht erlaubt ist einen Sender zu betreiben.
Das muss man nicht ständig wiederholen.
Allerdings gibt es für Frequenzen unterhalb 10kHz laut RegTP keine "Regulierung" mehr, was auch immer das im Amtsdeutsch heissen mag.

Zitat:

Die Bandbreite wird doch mit B= 2*fmax berechnet.
Also ist B= 18Khz.


Nö, das hast du falsch verstanden, siehe meine Erklärung zur Bandbreite im vorigen Post.

Zitat:

Ist Sprache für das Menschliche Ohr nicht in 16Hz-20Khz zu hören?

Haha, Sprache bis 20kHz.....nochnichteinmal ein in den höchsten Tönen keifendes Weib würde diese Frequenz erreichen.

Die Hörfähigkeit kann, bei Säuglingen und Kleinkindern in Ausnahmefällen bis 20kHz reichen, d.h. die können Töne bis dorthin hören, aber keine Sprache bis dorthin erzeugen.

Zitat:

dann ist doch die Bandbreite mit 18Khz doch ganz gut oder? verstehe ich das so in etwa richtig?


Nö, nochmal siehe meine Bandbreitenerklärung im vorigen Post.


Zitat:

Wenn das Projekt an den vorgaben scheitern sollte, dann muss ich ja erklären können wieso und gegeben falls eine andere Lösung ins Spiel bringen.


Ja bitte schön, meine Ausführungen sollten ihn überzeugen.
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julia1234
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Anmeldungsdatum: 20.11.2017
Beiträge: 72

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 14:04    Titel: Antworten mit Zitat
welche Lösung würde dann in Frage kommen?
Analog geht das nicht. ok.
Dann Digital? Wie könnte ich mir es vorstellen?
Digital müsste ich mit uc arbeiten oder?
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julia1234
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Anmeldungsdatum: 20.11.2017
Beiträge: 72

BeitragVerfasst am: 19.12.2017 14:06    Titel: Antworten mit Zitat
Sparky hat folgendes geschrieben:
julia1234 hat folgendes geschrieben:
@sparky habe gerade mit meinem Prof geredet. Er hat mir ein Bild gegeben. Er sagte ich soll die Trägerfrequenz am besten auf ca 5-10 Khz auslegen. Also sind die 150Khz viel zu viel Sad


Tja, dann sind wir bei der tatsächlichen Längstwellen-Kommunikation, so wie sie auch real eingesetzt wird.

Ich bin nur auf die höhere Frequenz gegangen, weil du eingangs eine Frequenz von 100kHz ins Spiel brachtest.

Damit ändert sich natürlich der gesamte Schaltplan.

Eine Trägerfrequenz von 8kHz zu erzeugen, ist überhauptkein Problem, aaaaber selbige kannst du nichtmehr mit Sprache modulieren, dafür ist die Bandbreite zu klein.
Dazu musst du ein Pulse-Code-Verfahren anwenden.

Mit Sicherheit sollst du ja nicht ein neues Modulationsverfahren entwickeln, deshalb frag mal deinen Prof. mit welcher Modulationsart er sich vorstellt Sprache zu übertragen. Denn letztendes soll ja aus einem Lautsprecher deine Stimme erklingen.....hast du gesagt.

Die kommerzielle Modulationsart dafür in diesem Frequenzbereich ist PSK31 und das ist digital.

Aber du willst keinen µP benutzen und ohne den gibt es diese Modulationsart nicht.

Das nächste Problem wäre die enorme Wellenlänge auf eine Antenne zu bringen.
Dazu braucht es Spezialkonstruktionen. Das geht nichtmehr mit einer Ferritantenne.
Solche Antennen kann man "verkleinern" indem man Spulen nimmt, die etwa die Grösse einer Mülltonne haben.

Diese Probleme sind jetzt erstmal nur senderseitig, noch grössere Probleme macht der Empfänger.

Ich kann mir nicht vorstellen wie eine Längstwellen-Antenne in ein Aquarium passen soll.


ok also so Smile
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