Frequenzbereich stark herabsetzen bei Fledermausdetektor von Kainka

Moderator: suntri

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Löschman
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Frequenzbereich stark herabsetzen bei Fledermausdetektor von Kainka

Beitrag von Löschman »

Hallo und einen schönen Tag zusammen !

Ich habe einen zusätzlichen 3,3 nF Kondensators am Poti (P1A) und am Minusanschluss (V_GND) angelötet

Da der Frequenz-Eingang jetzt schon bei 5 kHz beginnt, ist eine Feinskalierung am Poti / Skala bis 20 kHz nahezu unmöglich.
Also z.B. von 5 auf 8 auf 10, auf 12 kHz, u.s.w..

Die Schritte ab 20 kHz bis 100 kHz und darüber hinaus sind kein Problem, das geht.
Da kann man auf der Skala die Werte einmal eintragen und später dann die gewünschte Frequenz entsprechend einstellen und abrufen, also anhören.

Das aber, bzw. den Bereich benötige ich nicht.

Ist es möglich die Empfindlichkeit des FMD bei 20 kHz oder so ca. 22 kHz enden zu lassen?

Deshalb möchte ich Sie fragen;

A) Wie und mit was kann ich den Frequenzbereich auf 20 kHz, oder etwas darüber hinaus begrenzen? Reicht es da nur das Mikro auszutauschen?

B )Welches Mikro hat denn dann die gewünschte Empfindlichkeit von 5 bis 20 kHz dafür?


Ich weiß, sehr blöde Fragen von mir. Aber, ich bin ein Voll-Laie. Nicht einmal ein Elektro-Anfänger-Freak..

Bitte sag mir doch einer wie ich das zustande bringen kann.

Viele Grüße !
Löschman
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Frankje
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Re: Frequenzbereich stark herabsetzen bei Fledermausdetektor von Kainka

Beitrag von Frankje »

Hallo Löschman,

Leider habe ich diesen Fledermausdetektor nicht. Können Sie die Schaltung hier veröffentlichen?
Das wird Ihre Fragen klären und ich werde versuchen zu beantworten.

Wenden Sie sich auch an das Forummitglied Helferlein, er ist der Spezialist für Natur und Fledermäuse.
Er wird Ihnen sicherlich helfen können.

Grüße
“All the electronic devices are powered by white smoke. When smoke goes out, device is dead.”
― Milan Nikolic
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Helferlein
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Re: Frequenzbereich stark herabsetzen bei Fledermausdetektor von Kainka

Beitrag von Helferlein »

Hallo Löschmann,

erst einmal sehr schön, dass sich jemand für Ultraschall interessiert. Ich weiß allerdings zunächst nicht wie ich weiter helfen kann. Daher etwas Grundsätzliches zur Wandlung von Ultraschall in den für Menschen hörbaren Bereich.

Es gibt grundsätzlich erst einmal drei verwendbare Verfahren, die ich in einfachen Worten erklären möchte:

1. Teilerverfahren - die eingehenden Ultraschallaute werden durch einen festen Wert (8, 10, 16) geteilt. Das bedeutet ein Signal, das das Mikro erreicht, sagen wir 40kHz, wird durch den Wert 10 geteilt (45kHz:10=4,5kHz). 4,5kHz sind für das menschliche Ohr hörbar, 40kHz nicht.
2. Mischverfahren - die eingehenden Ultraschallrufe werden mit einem variablen Signal gemischt. In einem Schwingkreis (Oszillator) wird eine Schwingung erzeugt, die vom eingehenden Signal abgezogen wird (45kHz-40kHz=5kHz). 5 kHz sind wiederum für das menschliche Ohr hörbar.
3. Zeitdehnungsverfahren - die eingehenden Ultraschallsignale werden zwischengespeichert und z. B. 10fach langsamer "abgespielt" (45kHz, 10fach verlangsamt = 4,5 kHz.). 4,5 kHz sind wiederum für das menschliche Ohr hörbar.

Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile. Der Teiler "überwacht" den gesamten technisch möglichen Bereich gleichzeitig, der Mischer nur einen kleinen Bereich (man muss nachregulieren) und beim Zeitdehner (teuerstes Verfahren) kann man während des verlangsamten Abspielens nichts mehr hören. Moderne Geräte, die z. B. zur Aufnahme von Fledermäusen genutzt werden sind meisten Geräte (sog. Horchboxen), die in Echtzeit aufnehmen. Die Weiterverarbeitung der Signale erfolgt dann im PC.

Der Ultraschallwandler von Kainka basiert auf einem einfachen "Mischer". Ich habe einen ähnlichen Aufbau schon einmal im Forum vorgestellt (>viewtopic.php?f=82&t=2104&p=15836&hilit ... all#p15836 <).

Schaltbild Mischer.jpg
Schaltbild Mischerdetektor mit NE555 (Quelle Conrad)
Schaltbild Mischer.jpg (31.56 KiB) 7498 mal betrachtet
Schaltbild Mischerdetektor mit NE555 (Quelle Conrad)
Schaltbild Mischerdetektor mit NE555 (Quelle Conrad)
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Zurück zum eigentlichen Problem. Ultraschall beginnt bei im allgemeinen ab der menschlichen Hörgrenze (ca. 16kHz). Mir erschließt es sich nun nicht ohne Weiteres, warum man einen Ultraschallwandler zur Aufnahme von Signalen von 5 bis 20 kHz verwenden möchte. Kannst Du bitte einmal erklären was Du vor hast? Welches Anwendungsgebiet Dir vorschwebt?

Ich habe irgendwo noch Ultraschallkapseln, die eine max. Empfindlichkeit bei 20kHz ("normal" sind 40kHz") besitzen. Ich müsste einmal suchen und könnte Dir dann eine zur Verfügung stellen. Wenn das Dir weiter helfen würde?

Eine "moderne" Methode bieten heute die Smartfones (App Fledermausdetektor im google playstore, € 6,50?), die man als "Ultraschallwandler" einsetzen („missbrauchen“) kann. Das klappt ohne spezielles Mikrofon bis ca. 20kHz. Kauft man sich ein spezielles Mikrofon für ein paar Hundert € (z. B. von Dodotronic) geht es hoch bis ca. 80 kHz. Die Hufeisennasen, das sind Fledermäuse, die im Bereich über 80kHz rufen, sind damit aber auch kaum zu erfassen.

DSCI1242b.jpg
Display "Fledermausdetektor"
DSCI1242b.jpg (280.26 KiB) 7498 mal betrachtet
Display &quot;Fledermausdetektor&quot;
Display "Fledermausdetektor"
DSCI1242b.jpg (280.26 KiB) 7498 mal betrachtet

So, nun genug doziert! Wenn Du das beschriebene 20kHz Mikro haben möchtest schreibe mir eine PN (wenn 20 kHz angegeben sind nimmt das Mikro auch weitaus höhere und niedrigere Frequenzen auf). Weitere Informationen zu Deinem Problem wären hilfreich.

Es grüßt vom Rhein
das Helferlein
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pingi66
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Re: Frequenzbereich stark herabsetzen bei Fledermausdetektor von Kainka

Beitrag von pingi66 »

Hallo Löschmann,

mit viel Interesse habe ich Deinen Beitrag gelesen. Aber ich muss auch ehrlich zugeben, dass ich möglicherweise nicht ganz Dein Problem verstanden habe. Auch bin ich kein Spezialist in Sachen Fledermausdetektor, da sind das Helferlein und auch andere mir weit voraus. Dennoch möchte ich hier versuchen, Dir zu helfen, und fange einfach mal an, was man machen kann, um den Frequenzbereich nach unten zu verschieben. Ich hoffe, es wird nicht zu trocken in der Theorie :roll:

In der Schaltung auf der Seite von BK wird die Oszillatorfrequenz von einem NE555 erzeugt. Frequenzbestimmend sind die Bauteile:

R9 = 2200 Ohm
R10 = 3300 Ohm
P1A = 22000 Ohm
C15 = 1 nF

Die Frequenz ergibt sich nach der Formel:

f = 1 / ((R9 + 2 x R10 + 2 x P1A) x C15 x ln(2))

Wenn ich Dich nun richtig verstanden habe, möchtest Du an dem Poti P1A eine Skalierung anbringen, bei der Dich besonders der untere Bereich bis 20 kHz interessiert. Was schwierig ist, wenn der gesamte Bereich, den das Poti überstreicht, zu groß ist.
Du hast ja schon richtig bemerkt, dass bei Dir jetzt der Frequenzbereich bereits bei 5 kHz beginnt, weil Du parallel zu C15 noch 3,3 nF geschaltet hast. Vierfache Kapazität bedeutet eine viermal kleinere untere Frequenz. Aber dadurch liegt auch die obere Frequenz nicht mehr bei den angegebenen 100 kHz sondern auch nur noch bei einem Viertel davon. Demnach ist der von Dir gewünschte Bereich doch schon fast erreicht.
Für drei Fälle mit unterschiedlichen Bauteilwerten habe ich mal die theoretisch zu erwartenden Frequenzbereiche (nach der Formel oben) aufgelistet:

Fledermaus.JPG
Fledermaus.JPG (74.73 KiB) 7403 mal betrachtet
Fledermaus.JPG
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Man kann hier sehr gut erkennen, dass wenn sich das Poti P1A in Mittelstellung befindet, sich die eingestellte Frequenz nicht in der Mitte sondern viel tiefer befindet. Deshalb kann man auch nicht einfach alle 20° einen Strich am Poti machen und um 10 kHz hochzählen.
Lange Rede kurzer Sinn: Um den oberen Frequenzbereich abzuschneiden, muss R10 erhöht werden.

Die kleine Datei zur Berechnung habe ich auch mit angehängt. Damit kannst Du die Werte in den umrahmten Feldern ausprobieren, was Dir am Besten passt.

Fledermausrechner.7z
(1.68 KiB) 174-mal heruntergeladen
Fledermausrechner.7z
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Vielleicht habe ich jetzt völlig an Deinem Problem vorbei geschrieben, vielleicht war es aber auch eine Hilfe.

Viele Grüße und viel Spaß mit der Elektronik!
Sven
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