🤜🏽 🧗🏻 🤒 एक साधारण सोनार मॉडेम बनाना 👷🏼 ™️ 🚵🏼

नमस्कार प्रिय!

इस लेख में, लोकप्रिय मांग के अनुसार, हम आपको एक सरल हाइड्रोकार्बन मॉडेम बनाने का तरीका बताएंगे: डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग का एक सा, प्रोग्रामिंग का एक सा, थोड़ा होममेड प्रिंटेड सर्किट बोर्ड और व्यावहारिक हाइड्रोलॉजी की एक बूंद।

उन सभी के लिए जो रुचि रखते हैं - हम आपको कट के तहत स्वागत करने के लिए कहते हैं, पानी के नीचे संचार की दुनिया को बदलने के लिए!

और यहां ध्यान आकर्षित करने के लिए प्रासंगिक तस्वीर है:

"आखिरकार, हमारे अस्तित्व का अर्थ ऊर्जा खर्च करना है ... और यदि संभव हो तो, आप जानते हैं, ताकि यह अपने आप में दिलचस्प हो, और दूसरों के लिए उपयोगी हो।"
(C) ABS, मिडडे, XXII सेंचुरी

अपना समय बचाएं - सारांश

ध्वनिक मोडेम अभी तक Aliexpress पर नहीं बेचे गए हैं
कंप्यूटिंग संसाधन टोन डिटेक्शन विधि के लिए एक सरल और निंदनीय है, जिसकी आवृत्ति नमूना आवृत्ति से 4 गुना कम है; Arduino कार्यान्वयन के लिए पर्याप्त है
पीसी के लिए नमूना कोड GitHub पर निहित है
हम 10 आर प्रत्येक के पाई पिकर से एंटेना प्राप्त और प्रसारित करते हैं
हम 50 रूबल के लिए अली पर TDA2030 पर एक एम्पलीफायर बोर्ड खरीदते हैं (या खुद करते हैं)
हम ~ 100 रूबल की कुल लागत के साथ एक LUT-ohm preamplifier बनाते हैं
हम कनेक्ट करते हैं और तालाब में जाते हैं
आनन्द करे

प्रेरक प्रस्तावना

अब आप Aliexpress या eBay पर लगभग कुछ भी खरीद सकते हैं। विशेष रूप से Arduino पर आधारित कुछ इलेक्ट्रॉनिक के स्वतंत्र निर्माण के लिए कई अलग-अलग चीजें। आप इंटरनेट कनेक्शन, एक स्वचालित बिल्ली फीडर, एक घर शराब की भठ्ठी नियंत्रक के साथ एक मिलियू-स्टॉपओवर मौसम स्टेशन (यदि आप इसे दिलचस्प नहीं खरीदते हैं) बना सकते हैं, लेकिन आप अभी भी सोनार मॉडेम, इसके निर्माण के लिए एक डिजाइनर, या एड्रिनो के लिए कम से कम एक मॉड्यूल नहीं खरीद सकते हैं। अच्छा और अच्छा! और नहीं - अब हम आपको इसे बनाने का तरीका बताएंगे, और यह भी बताएंगे कि यह कैसे काम करता है।

हमने लंबे समय तक पूरी प्रयोगशाला को सोचा कि क्या स्वतंत्र निर्माण के लिए प्रेमियों को पेश किया जा सकता है। कुछ बहुत ही सरल, जो एक छात्र द्वारा एकत्र किया जा सकता है और एक ~~छड़ी और एक रस्सी से~~ जो सभी के हाथ में है, लेकिन एक ही समय में आवश्यक रूप से कम से कम न्यूनतम व्यावहारिक या शैक्षिक मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है।

कुछ लंबे और रोमांचक सुधार का वादा करते हुए, कुछ ऐसा जिसे बाद में आर्डिनो में भी स्थानांतरित किया जा सकता है ~~, अगर वह एमिस हो~~ ।

यदि हम भौतिक रूप से इस मुद्दे पर संपर्क करते हैं, तो हम एक सरल डिवाइस के निर्माण के लिए एक विस्तृत ट्यूटोरियल की पेशकश करना चाहते हैं जो कम या ज्यादा उथले जल निकाय में डेटा संचारित करने में सक्षम होगा (एक उथला सोनार चैनल सबसे जटिल है), जिसका अर्थ होगा LUT का उपयोग करके मुद्रित सर्किट बोर्ड का अधिकतम उत्पादन। कुल लागत के साथ न्यूनतम बिंदुओं पर तीन सौ रूबल की एक जोड़ी से अधिक नहीं।

आज हम क्या करेंगे?

याद रखें कि एक उपयुक्त सोनार एंटीना कैसे बनाया जाए और एक युगल बनाया जाए;
~ 50 रूबल के लिए TDA पर एम्पलीफायर के माध्यम से एक एंटेना को एक पीसी से कनेक्ट करें और एक ट्रांसमीटर प्राप्त करें;
दूसरे के लिए हम ~ 100 रूबल के लिए LUT की मदद से एक प्रस्तावक बनायेंगे;
हम लिखेंगे ~~(मैंने पहले से ही सब कुछ लिखा है और इसे Git पर रखा है)~~ C # में एक साधारण मॉडेम है और पानी के निकटतम शरीर में सब कुछ आज़माएं;

इसके लिए हमें क्या चाहिए?

दो पीजोइलेक्ट्रिक तत्व। उदाहरण के लिए, एक घड़ी या पोस्टकार्ड से ;
आरजी -174 / यू केबल (या समान) ~ 5 मीटर;
एसिटिक सीलेंट;
पानी प्रतिरोधी वार्निश;
पन्नी टेक्स्टोलिट, कुल लगभग 100x200 मिमी;
TDA2030 के लिए एक एम्पलीफायर (उदाहरण के लिए, 50 रूबल के लिए एक );
प्रस्तावना घटक

यह कैसे काम करता है?

सरलतम मॉडेम का पूरा विचार, फिर से, सबसे सरल (संयोग?) पर बनाया गया है, एक निश्चित टोन का डिटेक्टर, जिसके बारे में, मेरी शर्म की बात है, मैंने नहीं सुना है। मुझे पूरी तरह से उसे andrey_9999a द्वारा बताया। वैसे, उन्होंने एक प्रस्तावक बोर्ड भी बनाया।

इस संबंध में, मुझे लियोनार्ड सैसकिंड की पुस्तक "द बैटल ऑफ द ब्लैक होल" का एक उद्धरण याद आया:

“एक वाइन पारखी के रूप में, मुझे कम या ज्यादा यकीन है कि मेरी आंखें बंद होने के बावजूद भी मैं लाल को सफेद से अलग कर सकता हूं। और भी मज़बूती से, मैं बीयर से वाइन को अलग करता हूं। लेकिन तब स्वाद मुझे निराश कर देगा। ”

मैं अपने आप से कह सकता हूं कि एक वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर के रूप में मैं कम या ज्यादा यकीन है कि मैं निश्चित रूप से दो मोटे तारों को मिला सकता हूं। और भी मज़बूती से, मैं एक गर्म टांका लगाने वाले लोहे को एक ठंड से अलग करता हूं, यहां तक कि मेरी आंखें भी बंद हो जाती हैं, लेकिन फिर कौशल मुझे नीचे गिरा देगा। इसलिए, बोर्डों के विकास और निर्माण से संबंधित सब कुछ मेरे साथियों और सहकर्मियों andrey_9999a और StDmitriev का काम है ।

तो, वापस डिटेक्टर के लिए। यह फूरियर अभिन्न की गणना का एक सरलीकृत विशेष मामला है:

प ा प

$\ int_0 ^ Tf (x) पाप (\ omega t) dt$

एक डिजिटल सिग्नल के मामले में, एक मनमानी हार्मोनिक के आयाम की गणना करने के लिए, अरुडीना के लिए एक असतत फूरियर रूपांतरण करना आवश्यक होगा, लेकिन यह मुश्किल है कि अगर आप एफसी को वाहक आवृत्ति के रूप में लेते हैं कि यह नमूना आवृत्ति आवृत्ति से लगभग 4 गुना कम होगा, तो इस हार्मोनिक के आयाम की गणना राक्षसी रूप से आसान हो सकती है।

इस मामले में, dt = 2π * (Fs / 4) / Fs = 2/2 , और वाहक अवधि में केवल 4 नमूने गिरते हैं:

यदि सब कुछ π / 4 द्वारा स्थानांतरित किया जाता है , तो नमूने केवल दो मान लेंगे: shift2 / 2 और -√2 / 2, सादगी के लिए हम केवल संकेत छोड़ देंगे - "+" और "-" ।

विधि का सार यह है कि हम साइन चरण को "+" "+" "-" - "-" और "+" - "" - "+" के रूप में कोसाइन चरण के रूप में दर्शाते हैं।

इनपुट सिग्नल को एसएन बफर में होने दें, हमारे पास साइन और कोसाइन चरणों के लिए बफ़र्स की औसत दो रिंग हैं - साइज़ की bs और bc । सिर और पूंछ के लिए संकेत उनके लिए सामान्य हैं - बीएच और बीटी । प्रारंभिक समय में, बीएच = एन -1, बीटी = 0 । एवरेजिंग साइकल काउंटर C = 0 ।

हम इनपुट बफर से 4 नमूने लेते हैं और उन्हें वर्णों के अनुक्रम के अनुसार जोड़ते हैं।

कोड उदाहरण

a = sn(i)
bs(bH) = a
bc(bH) = a
s1 = s1 + a - bs(bT)
s2 = s2 + a - bc(bT)
bH = (bH + 1) % N
bT = (bT + 1) % N

a = sn(i+1)
bs(bH) = a
bc(bH) = -a
s1 = s1 + a - bs(bT)
s2 = s2 - a - bc(bT)
bH = (bH + 1) % N
bT = (bT + 1) % N

a = sn(i+2)
bs(bH) = -a
bc(bH) = -a
s1 = s1 - a - bs(bT)
s2 = s2 - a - bc(bT)
bH = (bH + 1) % N
bT = (bT + 1) % N

a = sn(i+3)
bs(bH) = -a
bc(bH) = a
s1 = s1 - a - bs(bT)
s2 = s2 + a - bc(bT)
bH = (bH + 1) % N
bT = (bT + 1) % N

प्रत्येक संसाधित चार नमूनों के बाद, हम औसत चक्रों के काउंटर की जांच करते हैं और यदि यह N से अधिक हो गया है , तो हम वाहक आयाम c : की गणना करते हैं।

 if ++cycle >= N cA = sqrt(s1 * s1 + s2 * s2) cycle = 0 end

यह एक आदर्श संकेत पर कैसा दिखता है:

संकेत स्वयं नीले रंग में दिखाया गया है, और वाहक आयाम मान लाल रंग में दिखाए गए हैं (सब कुछ सीमा -1..1 तक कम हो जाता है)। इस मामले में, एन = 2 के बाद से शोर नहीं है और सब कुछ वैसे भी ठीक काम करता है।

अब कुछ सफेद शोर जोड़ें और देखें कि हमारा डिटेक्टर इस पर क्या प्रतिक्रिया देगा:

मैंने सफेद शोर जोड़ा ताकि सिग्नल-टू-शोर अनुपात 0 डीबी हो। ऊपर के आंकड़े में, शोर का संकेत नीले रंग में दिखाया गया है, हरे रंग में स्रोत का संकेत है, और लाल रंग में आयाम का मूल्य है। इस स्थिति में, N = 2 पर डिटेक्टर ने पहले से ही कुछ भी पता नहीं लगाया, और न्यूनतम N जिस पर यह ठीक से काम करता है वह 32 है। यह है, नमूनों में प्रसंस्करण विंडो का आकार 32 * 4 = 128 नमूने थे।

यही है, अब हम इनपुट सिग्नल का विश्लेषण कर सकते हैं और एक पैरामीटर का मूल्यांकन कर सकते हैं जो एक आवृत्ति की उपस्थिति को मापता है, नमूना आवृत्ति से चार गुना कम है। यदि आप इस पैरामीटर के लिए एक निश्चित सीमा मूल्य निर्धारित करते हैं, तो सब कुछ बिनाराइज़ किया जा सकता है, और एक सरल तरीके से बोलते हुए, हम प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं: क्या इनपुट सिग्नल में एक दिया गया टोन है या नहीं?

यह बहुत अच्छा है, लेकिन हमें बिट्स को प्रसारित करने की आवश्यकता है, और बिट्स दो मान ले सकते हैं।

एक सिस्टम को दो सिग्नलिंग स्टेट्स के साथ एक की मदद से लागू करना एक विचार है इसलिए, इसलिए हम साइलेंस (ठहराव) के साथ एक राज्य को एनकोड नहीं करेंगे । इससे पता लगाना बहुत मुश्किल हो जाएगा: किसी तरह से आधार की शुरुआत को उजागर करना आवश्यक होगा, यह पता लगाना होगा कि इसके अंत की व्यवस्था कैसे करें, आदि।

इसके बजाय, "1" और "0" हम अलग-अलग लंबाई के दालों के साथ सांकेतिक शब्दों में बदलना, बिट्स के बीच एक तथाकथित है गार्ड अंतराल - क्योंकि हमें अभी भी बहु प्रचार और reverb से निपटने की आवश्यकता है। सरल शब्दों में, गार्ड अंतराल वह स्थान (समय) है जहां पिछले बिट के सभी प्रतिबिंब, सभी ध्वनियाँ और गूँज मर जाते हैं।

आगे देखते हुए, हम ध्यान दें कि इस तरह की सिग्नल संरचना के साथ, रिसीवर का ऑपरेशन एल्गोरिथ्म बहुत सरल है: हम टोन के प्रकट होने की प्रतीक्षा करते हैं, शुरुआत की सूचना देते हैं, टोन के गायब होने की प्रतीक्षा करते हैं और फिर से समय नोट करते हैं - यदि प्राप्त समय लंबाई में "1" जैसा है। शायद हमने "1" के मूल्य के साथ थोड़ा सा लिया, अगर यह "0" जैसा दिखता है - तो जाहिर है हमने "0" के मूल्य के साथ थोड़ा सा लिया।

सामान्य तौर पर, हम कह सकते हैं कि यह किसी प्रकार का मोर्स कोड है।

सॉफ्टवेयर मॉडेम का हिस्सा है

अधीर के लिए - एक उदाहरण GitHub पर निहित है । इसे सी # में व्हिप किया गया था (क्योंकि पीसी के लिए मैं इस पर लिखता हूं और यह मेरे लिए अधिक सुविधाजनक और तेज़ है)।

अद्भुत NAudio लाइब्रेरी का उपयोग माइक्रोफोन इनपुट से ध्वनि को चलाने और पकड़ने के लिए किया जाता है।

सभी मॉडेम लॉजिक SUAModem (सिंपल अंडरवाटर एकॉस्टिक मोडेम) क्लास में है।

निम्नलिखित पैरामीटर कंस्ट्रक्टर को दिए जाते हैं:

डबल sRateHz - हर्ट्ज में नमूना दर;
int wSize - नमूनों में प्रसंस्करण विंडो का आकार;
int oneMultiplier - "1" के मान के साथ कितनी "विंडो" थोड़ी देर तक चलती हैं
int zeroMultiplier - "0" के मान से कितनी "विंडो" थोड़ी देर तक चलती हैं
डबल इथरॉल्ड - थ्रेशोल्ड, इसके बारे में बाद में बात करते हैं

बाइट्स के एक सरणी से एक संकेत उत्पन्न करने के लिए, एक मॉड्यूलेटडाटा (बाइट [] डेटा) विधि है, जो 16-बिट हस्ताक्षरित नमूनों की एक सरणी देता है।

सार्वजनिक छोटा [] मॉडुलेटडाटा (बाइट [] डेटा)

 public short[] ModulateData(byte[] data) { double alpha = 0; double phase = 0; List<short> samples = new List<short>(); BitArray bits = new BitArray(data); for (int i = 0; i < bits.Length; i++) { int sLim = (bits[i]) ? oneDurationSmp : zeroDurationSmp; alpha = 0; phase = 0; for (int sIdx = 0; sIdx <= sLim; sIdx++) { alpha = Math.Sin(phase); phase += delta; if (phase >= alimit) phase -= alimit; samples.Add(Convert.ToInt16(alpha * short.MaxValue)); } samples.AddRange(new short[defenseIntervalSmp]); } return samples.ToArray(); }

संचरित बिट्स द्वारा मुख्य लूप में, नमूनों की सूची आबाद है। वर्तमान संचरित बिट के आधार पर, नमूनों में उत्पन्न संकेत की लंबाई sLim सेट की जाती है। प्रत्येक बिट के बाद एक गार्ड अंतराल जोड़ा जाता है।

बेशक ...

कई लोग नोटिस कर सकते हैं कि सिग्नल उत्पन्न करते समय, कोई साइन फ़ंक्शन के बिना कर सकता है, लेकिन यह उदाहरण अनुमति देता है, तदनुसार डेल्टा मान को बदलकर, उत्पन्न टोन की आवृत्ति को बदलने के लिए।

एक आवृत्ति के साथ एक टोन उत्पन्न करने के लिए

$F_n$ दिए गए नमूने की दर पर

$F_s$ संगत मूल्य

ड े ल ् ट ा

$\ डेल्टा$ बस गणना:

ड े ल ् ट ा

$\ डेल्टा = 2 \ pi F_n / F_s$

एक सिग्नल उत्पन्न और उत्सर्जित करने के लिए, ट्रांसमिटडाटा (बाइट [] डेटा) विधि है, जिसे आंतरिक रूप से मोडडीडी कॉल कहते हैं:

सार्वजनिक डबल ट्रांसमिटडाटा (बाइट [] डेटा)

 public double TransmitData(byte[] data) { var samples = ModulateData(data); double txTime = ((double)samples.Length) / SampleRateHz; var rawBytes = new byte[samples.Length * 2]; for (int i = 0; i < samples.Length; i++) { var bts = BitConverter.GetBytes(samples[i]); rawBytes[i * 2] = bts[0]; rawBytes[i * 2 + 1] = bts[1]; } using (var ms = new MemoryStream(rawBytes)) { using (var rs = new RawSourceWaveStream(ms, new WaveFormat(Convert.ToInt32(SampleRateHz), 16, 1))) { using (var wo = new WaveOutEvent()) { wo.Init(rs); wo.Play(); while (wo.PlaybackState == PlaybackState.Playing) { Thread.SpinWait(1); } } rs.Close(); } ms.Close(); } return txTime; }

SUAModem वर्ग DataReceivedEventHandler इवेंट का उपयोग करके अगले बाइट की स्वीकृति की रिपोर्ट करता है।

ProcessInputSignal (लघु [] डेटा) विधि का उपयोग करके विश्लेषण के लिए इनपुट नमूने भेजे जाते हैं, जहां वे रिंग बफर को लिखे जाते हैं। विश्लेषण एक अलग थ्रेड में होता है, रिसीवर विधि में।

और रिसीवर स्वयं प्राप्तकर्ता विधि में रहता है:

निजी शून्य प्राप्तकर्ता ()

 private void Receive() int a; while (rCnt >= 4) { a = ring[rRPos]; rRPos = (rRPos + 1) % rSize; rCnt--; dRing1[rHead] = a; dRing2[rHead] = a; s1 += a - dRing1[rTail]; s2 += a - dRing2[rTail]; rHead = (rHead + 1) % windowSize; rTail = (rTail + 1) % windowSize; a = ring[rRPos]; rRPos = (rRPos + 1) % rSize; rCnt--; dRing1[rHead] = a; dRing2[rHead] = -a; s1 += a - dRing1[rTail]; s2 += -a - dRing2[rTail]; rHead = (rHead + 1) % windowSize; rTail = (rTail + 1) % windowSize; a = ring[rRPos]; rRPos = (rRPos + 1) % rSize; rCnt--; dRing1[rHead] = -a; dRing2[rHead] = -a; s1 += -a - dRing1[rTail]; s2 += -a - dRing2[rTail]; rHead = (rHead + 1) % windowSize; rTail = (rTail + 1) % windowSize; a = ring[rRPos]; rRPos = (rRPos + 1) % rSize; rCnt--; dRing1[rHead] = -a; dRing2[rHead] = a; s1 += -a - dRing1[rTail]; s2 += a - dRing2[rTail]; rHead = (rHead + 1) % windowSize; rTail = (rTail + 1) % windowSize; if (++cycle >= windowSize) { cycle = 0; currentEnergy = Math.Sqrt(s1 * s1 + s2 * s2) / windowSize; double de = currentEnergy - prevEnergy; #region analysis if (skip > 0) skip -= windowSize * 4; else { if (isRise) { if (de > -Threshold) { riseSmp += windowSize * 4; } else { // analyse symbol isRise = false; double oneDiff = Math.Abs(oneDurationSmp - riseSmp); double zeroDiff = Math.Abs(zeroDurationSmp - riseSmp); if (oneDiff > zeroDiff) { // Mostly likely "0" AddBit(false); } else { // Mostly likely "1" AddBit(true); } samplesSinceLastBit = 0; skip = defenseIntervalSmp / 2; } } else { if (de > Threshold) { isRise = true; riseSmp = windowSize * 4; } } } #endregion prevEnergy = currentEnergy; if (bPos > 0) { samplesSinceLastBit += 4 * windowSize; if (samplesSinceLastBit >= defenseIntervalSmp * 2 + zeroDurationSmp + oneDurationSmp) { DiscardBits(); } } } } }

कोड से पता चलता है कि विश्लेषण 4 नमूनों में किया जाता है, यदि आप चाहें, तो आप राज्य को बचा सकते हैं और एक नमूने को संसाधित कर सकते हैं, जो कुछ कमजोर एमके में स्थानांतरित होने पर उपयोगी होगा।
जैसा कि डेटा प्राप्त होता है, आयाम s के मूल्य की गणना एक आवृत्ति sRateHz / 4 में की जाती है। आयाम के पिछले और वर्तमान मूल्यों के बीच के अंतर की गणना की जाती है और फिर प्रयोगात्मक रूप से चयनित थ्रेसहोल्ड के साथ तुलना की जाती है। एक उदाहरण आपको वास्तविक समय में इस सीमा को बदलने की अनुमति देता है।

आयाम में एक तेज वृद्धि एक "बिट" की शुरुआत को इंगित करता है, एक तेज (कुछ हद तक कम पुनर्संयोजन के कारण तेज) गिरावट "बिट" के अंत को इंगित करता है।

अगले बिट प्राप्त करने के बाद, हम सुरक्षात्मक अंतराल पर काम करते हैं - हम निर्दिष्ट संख्या में नमूने छोड़ते हैं - उनमें सभी प्रकार के गूँज हैं, वे केवल हमारे साथ हस्तक्षेप करेंगे।

मॉडेम का लोहे का हिस्सा

तो, संकेत की संरचना के साथ, सब कुछ स्पष्ट है, इसे कैसे स्पष्ट रूप से प्राप्त किया जाए। छोटी बात यह है कि एक सिग्नल को पानी में कैसे विकीर्ण करना है और इसे पानी से प्राप्त करना है।

यदि आपके पास अभी तक सोनार एंटेना नहीं है, तो यह उन्हें हमारे पिछले ट्यूटोरियल में करने का समय है।

मैं उस समय से उनके साथ रहा, इसलिए मैंने इस कदम को छोड़ दिया।

हम उस एंटीना को कनेक्ट करते हैं जो एम्पलीफायर बोर्ड को एलेएक्सप्रेस के साथ ट्रांसमिशन के लिए है । कई मीटर (शायद सैकड़ों भी) के लिए, यह हमारे लिए काफी है। यहां कोई चाल नहीं है - लैपटॉप के साउंड कार्ड का आउटपुट एम्पलीफायर के इनपुट पर जाता है, जो 12 वोल्ट 4 आह लीड-एसिड बैटरी द्वारा संचालित होता है। एक पीज़ो ट्वीटर से हमारा हाइड्रोकार्बिक ट्रांसमिटिंग एंटीना आउटपुट से जुड़ा है। मेरे मामले में, यह इस तरह दिखता है:

ऊपर की तस्वीर में, स्क्रीन पर अगले लेख के लिए एक छोटा स्पॉइलर है। अगली बार उसी ग्रंथियों पर हम फिर से "वीडियो" ध्वनि को पानी के माध्यम से प्रसारित करने की कोशिश करेंगे, लेकिन पिछली बार की तुलना में पूरी तरह से अलग तरीके से।

प्राप्त एंटीना के साथ कुछ अधिक जटिल है। हालांकि पीजो ट्वीटर बहुत संवेदनशील हैं, फिर भी यह पर्याप्त नहीं है। हमें 5-35 kHz बैंड पर एक फिल्टर के साथ एक preamplifier बोर्ड को इकट्ठा करना होगा।
जो लाभ हम लेते हैं वह 1000 है।

सर्किट, सर्किट बोर्ड के डिजाइन और preamplifier घटकों की सूची हमारे GitHub पर हैं: सर्किट , पटरियों - शीर्ष परत और नीचे की परत , बीओएम ।

LUT प्रौद्योगिकी पर सैकड़ों बार चर्चा की गई है, लेकिन हमें भी अपना काम करना चाहिए।

प्रक्रिया फोटो

इसलिए, हम एक उपयुक्त पत्रिका लेते हैं, हमारे पास केवल यही एक था:

हम वहां से कुछ पृष्ठों को ले जाते हैं और लेजर प्रिंटर का उपयोग करके उन पर परतें प्रिंट करते हैं।

एक तरफ सुइयों और गोंद के साथ गठबंधन करें, जैसा कि फोटो में दिखाया गया है:

लोहे का उपयोग करने से पहले, हम इसोप्रोपाइल अल्कोहल के साथ टोनर को गीला करते हैं:

ए 4 शीट के माध्यम से लोहा चार गुना मुड़ा हुआ है:

नल के नीचे गर्म पानी में भिगोएँ:

और हम कागज के अवशेषों को धोते हैं। जिसके बाद हमें नक़्क़ाशी के लिए तैयार वर्कपीस मिलता है:

हमने धातु के लिए कैंची की मदद से अतिरिक्त को काट दिया या जिनके लिए यह अधिक सुविधाजनक है।

हम फेरिक क्लोराइड में जहर डालते हैं। विशेष रूप से लेख के लिए, हमने ताजा फेंक दिया, यह इतना अचार निकला कि भविष्य के बोर्ड से सक्रिय रूप से बुलबुले आते हैं:

नतीजतन, टोनर को नक़्क़ाशी और धोने के बाद, हमें ऐसा अर्ध-तैयार उत्पाद मिलता है:

घटकों को टांका लगाने और धोने के बाद, बोर्ड इस तरह दिखता है।

और यह प्राप्त भाग विधानसभा की तरह दिखता है। 12 वोल्ट की समान लीड बैटरी से बिजली की आपूर्ति की जाती है:

छोटे फिल्टर अस्वीकरण

यदि पाठक बैंड को बदलना चाहते हैं, तो हम सस्ते 4-चैनल ओपैंप TL084C ( आरेख में DA2) पर इकट्ठे 8 वें ऑर्डर फिल्टर को पुन: पेश करने का प्रस्ताव करते हैं, प्रतिरोधों R10-R13, R15-R23 और कैपेसिटर C5-C8, C11, C12, C14, C14, C15।

बस मामले में, वर्तमान फ़िल्टर कार्यान्वयन की आवृत्ति प्रतिक्रिया है:

और यहां Qucs एप्लिकेशन में बनाए गए इस फ़िल्टर के लिए एक और परियोजना है

अनुभव और परीक्षण

एक लैपटॉप से कनेक्ट करने के लिए हम एक नियमित जैक 3.5 मिमी का उपयोग करते हैं, बहुत टिप एक संकेत है, मध्य एक जुड़ा नहीं है, पृथ्वी - ~~धूल से~~ जमीन ~~पर धूल~~ । माइक्रोफ़ोन के सभी प्रवर्धन और किसी भी प्रभाव को बंद कर दिया जाना चाहिए, और इष्टतम स्तर को प्राप्त करने के लिए वॉल्यूम को खेलना होगा। तालमेल तब होना चाहिए जब आप अपनी उंगली के साथ preamplifier से जुड़े एंटीना को छूते हैं और हल्के से इसे पथपाकर करते हैं।

यदि आप एक एम्पलीफायर और preamplifier के बिना बस एक टुकड़ा डालते हैं और उन्हें ऑडियो इनपुट और आउटपुट से जोड़ते हैं, तो सब कुछ पूरी तरह से काम करता है। नीचे संकेत का एक खंड है और आप आंख से भी निर्धारित कर सकते हैं कि बिट्स के मूल्य कहां हैं:

संकेत खुद को नीले रंग में दिखाया गया है, लाल रंग में आयाम (सामने) के वर्तमान और पिछले मूल्यों के बीच का अंतर, और हरे रंग में पिछले और वर्तमान मूल्यों (गिरावट) के बीच का अंतर। आप आधार के इस भाग को आसानी से "डिमॉड्यूलेट" कर सकते हैं: 1 0 0 0 1 1 0. हमारा शून्य एकता से दोगुना है, और गार्ड अंतराल की अवधि शून्य की अवधि के बराबर है।

इसके अलावा, एक एम्पलीफायर और प्रैम्पलीफायर के बिना, हम अपने एंटेना को धातु टैंक में कम करते हैं, जिसमें आयाम 3x1.5x1.5 होते हैं। हमारे पास प्रयोगशाला में यह है, और हमने एक नियम बनाया है कि हम किसी भी संचार को नहीं करते हैं यदि वह किसी तरह इस टैंक में काम करने में सक्षम नहीं है। तथ्य यह है कि ऊर्जा की इतनी बंद मात्रा में कहीं नहीं है - ध्वनि शानदार और बार-बार धातु की दीवारों से परिलक्षित होती है और रिसेप्शन के बिंदु पर दलिया प्राप्त की जाती है। और इस तथ्य को देखते हुए कि हम आमतौर पर हजारों मीटर की गणना के साथ तैयार उपकरणों की जांच करते हैं, आप कल्पना कर सकते हैं कि वहां क्या चल रहा है।

उदाहरण के लिए, हमारे दो रेडलाइन मोडेम में से दो केवल दो मीटर से अधिक की दूरी पर इस टैंक में काम करते हैं , और दो uWAVEs लगभग 1 मीटर की दूरी पर काम करते हैं। जबकि खुले पानी में पहला 8000 मीटर तक काम करता है, और दूसरा - एक किलोमीटर तक ।
बेशक, सभी वाणिज्यिक उत्पाद ऐसी आदिम मॉड्यूलेशन योजनाओं का उपयोग नहीं करते हैं, जिनकी चर्चा लेख में की जाती है और वे अधिक जटिल होती हैं, लेकिन अब हमारे लिए यह आवश्यक है कि हम मूल बातें समझें और अपने हाथों से उपयोगी कुछ करें।

सामान्य तौर पर, हम एंटेना को टैंक में लगभग 50 सेंटीमीटर की दूरी तक कम करते हैं और हम पहले से ही एंटेना के सीधे संपर्क की तुलना में बहुत कम सुंदर होते हैं:

हालांकि यहां बहुत लंबे समय तक गार्ड अंतराल का उपयोग किया जाता है, फिर भी यह दिखाई देता है कि प्रतिध्वनि लगभग अगले बिट तक चलती है, मोर्चों और विशेष रूप से डिप्स बहुत धुंधले हैं। लेकिन आप अभी भी संदेश की सामग्री को निर्धारित कर सकते हैं: 1 0 0 0 1 1 0 0

दोनों ही मामलों में, मैंने संदेश "123" भेजा और ये सात बिट्स यूनिट प्रतीक के हैं।
यह कुछ इस तरह दिखता था, तब इंटरफ़ेस थोड़ा नया हो गया था

ऊपर की स्क्रीन से यह देखा जा सकता है कि उन सेटिंग्स के साथ, संदेश का प्रसारण "हैलो, habr !!! :-) "19 बाइट्स से मिलकर 9.132 सेकंड लगते हैं, यानी ट्रांसमिशन स्पीड 16.6 बिट्स / सेकेंड थी। वैसे, हमारे टैंक में काम करने के लिए मॉडेम के लिए, हमें गार्ड अंतराल को बढ़ाना था ताकि ट्रांसमिशन की गति ~ 3 बिट / एस तक गिर जाए।

हमने स्विमिंग पूल में घर के काम की जाँच की, जहाँ इसने लगातार 10 मीटर की कमाई की।

हम भी तालाब पर घर के काम में लिप्त थे। मैंने लेख में प्रस्तावित एक डिजाइन में बहुत ही सक्रिय हाइड्रोफोन का उपयोग किया था, केवल एक पीजो ट्वीटर के बजाय पार्किंग सेंसर से एक सेंसर का उपयोग किया गया था, बैटरी को एक कुंडल में वहां लगाया गया था जिस पर केबल घाव था:

रिसीवर और ट्रांसमीटर के एंटीना सीधे किनारे से उतरते हैं, वहां की गहराई तेजी से 0.5 से 2 मीटर तक जाती है। अजीब तरह से पर्याप्त है, ऊपर की तस्वीर में दिखाए गए प्रयोग में, सबसे खराब स्थिति थी, दूरी केवल 5 मीटर थी - यह आमतौर पर प्रारंभिक सेटिंग थी। 20 प्रेषित संदेशों में से, 3 बाइट्स प्रत्येक में से छह में एक बाइट पीटा गया था।

फिर, जब हमने रिसीवर को एक दूसरे लैपटॉप से जोड़ा और उसे तालाब के दूसरी तरफ (लगभग 30 मीटर की दूरी) पर स्थानांतरित कर दिया, तो ट्रांसमिशन बहुत बेहतर हो गया - केवल 3 से 13 बाइट्स के आकार वाले 40 संदेशों के साथ कुछ त्रुटियां थीं।

नक्शे पर अगली तस्वीर में, जिन स्थानों पर एंटेना स्थित थे, वे दिखाई दे रहे हैं।

निष्कर्ष और आगे का शोध

जैसा कि वादा किया गया था, कुछ रूबल के लिए हमने एक काम करने वाले उपकरण को इकट्ठा किया है। यद्यपि इसका व्यावहारिक मूल्य संदिग्ध है, लेकिन एक तालाब पर निर्माण और ट्यूनिंग की प्रक्रिया शुरुआती लोगों के लिए बहुत उपयोगी होगी। वर्णित वाहक का पता लगाने की विधि का उपयोग करना, शौकिया उपयोग के लिए विभिन्न सरल नेविगेशन सिस्टम के साथ आना काफी संभव है, और विशेष रूप से अच्छा क्या है, कम्प्यूटेशनल जटिलता आपको एक सरल माइक्रोकंट्रोलर पर विधि को लागू करने की अनुमति देती है।

सरल संकेतों पर नेविगेशन सिस्टम के निर्माण के संबंध में निराधार नहीं होने के लिए, उस दिलचस्प काम पर एक नज़र डालें, जिसमें उन्होंने एक लंबी दूरी की नेविगेशन प्रणाली का निर्माण किया। इस प्रणाली में, अदरक की स्थिति निर्धारित की जाती है, जो समय-समय पर इसकी गहराई तक पहुंचाती है। गहराई मूल्य एक निश्चित आवृत्ति पर दो सरल दालों के बीच की दूरी से एन्कोड किया जाता है। तो हां, हां, देवताओं द्वारा बर्तनों को जलाया नहीं जाता है, सड़क को वॉकर, धैर्य और काम, अध्ययन, अध्ययन, अध्ययन द्वारा प्रबल किया जाएगा - यही सब है।

शायद, अगर हमारे पास समय है, तो हम सरल संकेतों का उत्सर्जन करते हुए एक स्वायत्त अदरक की स्थिति के लिए एक DIY परियोजना करेंगे। हमने पहले ही कुछ ऐसा ही किया था, लेकिन DIY नहीं, हमारे uWAVE मॉडेम के आधार पर, जिसके बारे में हमने एक वीडियो शूट करने की भी कोशिश की थी। इस मामले पर आपकी राय सुनना बहुत दिलचस्प होगा - यह पुष्टि करना बहुत महत्वपूर्ण है कि आप कुछ व्यर्थ नहीं कर रहे हैं।

फिर भी, मुख्य विषय पर लौटते हुए, हम ध्यान दें कि प्रस्तावित योजना में क्या सुधार किया जा सकता है:

थ्रेसहोल्ड गणना अनुकूली बनाएं
संकेत चौड़ाई का विश्लेषण स्वचालित रूप से
अलग-अलग बिट संयोजनों के लिए अलग-अलग लंबाई का उपयोग करने का प्रयास करें
~~कसने की~~ त्रुटि- कोडिंग को ~~ठीक करना~~
यह सब arduino को हस्तांतरित
वॉल्यूम और दहलीज को लंबे और थकाऊ समय के लिए चुना जाना है, इसलिए AGC को प्रस्तावक के साथ जोड़ना अच्छा होगा

इस बैठक में मैं बंद घोषित करूंगा, और यदि आप इस विषय में रुचि रखते हैं, तो यहां हमारे पिछले लेखों की एक सूची है:

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एक अंडरवाटर रोबोट पर अंडरवाटर जीपीएस: अनुभव
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एक्सपोज़र के साथ पानी के माध्यम से ध्वनि के वीडियो प्रसारण का सत्र
दो ट्रांसवर्स पर अंडरवाटर जीपीएस
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पानी के भीतर जीपीएस: जारी रखा

पुनश्च

हमेशा की तरह, हम टिप्पणी और सुझाव, ध्वनि आलोचना और चीयर्स सुनकर खुश हैं)

पी पी एस

ग्रंथियों को दूर न करें - अगली बार हम उन्हें फिर से पानी के माध्यम से "वीडियो" प्रसारित करने के लिए उपयोग करेंगे।

एक साधारण सोनार मॉडेम बनाना