Георадар своими руками #8 Изготовление антенн.
Вставка
- Опубліковано 30 вер 2024
- Делаем георадар своими руками.
В этом видео я рассказываю о конструктивном решении для антенны.
Теоретический обзор можно посмотреть по этой ссылке:
GPR_Antennas_Design_and_Experimental_Evaluation_total.pdf
repository.tud...
Георадар применяется для поиска неоднородностей в грунте. Вы одинаково успешно можете обнаружить при помощи георадара и металическую трубу и подземный ход.
Для того что бы сделать георадар своими руками надо разбираться в программировании и в разработке электроники. Кроме того надо хорошо представлять как и на каких принципах эта штука работает. Я планирую очень подробно описать каждый этап разработки. От принципов работы георадара и установки софта для разработки железа и программ до объяснения как и почему было выбрано и реализовано то или иное схемное либо программное решение. Видео будет полезно для начинающий разработчиков и для всех кто не равнодушен к электронике. Хорошего просмотра.
Здравствуйте, когда продолжение, очень ждём?
Очень ждём развитие проекта :) Помним, верим, ждём. Ведь если не Вы - то кто?
Тоже очень жду. Очень интересно что получится,да и самому хотелось бы собрать;)
Похоже все? :(
@@ksg7711 Нет, не все. Это же хобби, а не работа. Есть и другие интересные проекты. Этот тоже буду продолжать.
@@aaaembedded3178 только что на одном дыхании с пониманием процесса посмотрел всю серию и подписался. жаль что проект остановился год назад. интересно увидеть результат. сам микроэлектронщик схемотехник но после вуза этим не занимался. старой памяти хватает чтобы понять происходящее. нашел ваши видео благодаря тому что увлекся альтернативной историей звездчатыми крепостями и хотелось бы парочку мест пройти радаром. думаю как и во всей технике работающей на принципах сканирования самое дорогое это софт обработки. возможно изза этого у вас все и застопорилось.
Пользуюсь георадаром... Когда же вы изготовите новый прибор? Новые тесты на глубине 2 м. Мой канал.
Привет, смотрел ваш канал, вот есть на какой конструктив прибора ориентироваться. А когда изготовлю, это вопрос скорее риторический. В каком то смысле он уже работает. Только георадар это же не только передатчик и приемник. Это еще и конструктив( вон у вас какое красивое колесико с энкодером. Я вот тоже такое захотел), питание, обработка радарограммы полученной с прибора, конструктив и проверка антенного блока... Дизайн управления и прочее... Так что можно еще долго им заниматься.
похожая конструкция на Георадаре Лоза применяется. Удачи =)
Так я и не говорю, что я что то очень уж оригинальное придумал. Конечно можно заморочиться водородными разрядниками высоковольтными для передатчика, хитрыми схемами семплирования и синхронизации для приемника, рупорными или вивальди антенами с хитным радиопоглощающим материалом.... но построить это дома на столе как то будет и сложновато и не безопасно. У меня от киловольтных импульсов электроника тухнет и WiFi ложится. А что будет с 10квольтными ... :)
Можно ли воду под землёй найти ?
добрый день, у нас есть старый гео локатор vermeer, но нет ПО к нему и ПО не достать никак. Как с вами можно связаться, чтобы пообщаться на эту тему? моя почта: mikle.alex@gmail.com
Задача само по себе может быть как сложной ,так и не очень. Все зависит от параноидальности разработчиков этого устройства.
Август кончился)) ждем продолжения.
Будет продолжение, обязательно.
Ваша разработка чем-то кончилась? Вы запустили схему? Увидели отклики и профиль получаемый после импульса? спасибо.
Здравствуйте!
Если можно, вопрос по расчету антенны: рассчитывали сами, согласно формулам из приведенной статьи, или использовали готовый расчет? если сами, можно ли уточнить исходные данные, а именно - площадь поперечного сечения ( cross-sectional area of the radiating flares) и эл. проводимость в центре антенны ( electrical conductivity in S/m at the centre of the antenna).
Очень не хочется потерять с Вами связь. Посмотрел описание канала, нигде нет почтового ящика или телефона. Если не секрет киньте на oleg_submarine@rambler.ru Я, кстати, тоже заинтересовался этим делом после металлоискателей. У меня имеются самодельный на АВР 2313, наподобие малыша ФМ, Кощей 5И (мастеркитовый), не доделанный Квазар АВР и Терминатор Трио, коим и пользуюсь в данный момент.
Здравствуйте. А что скажите о азработке институтом геофизики СО РАН - электромагнитном сканере под названием "Немфис? Его реально самому смастерить?
если георадар сможет искать янтарь то клиентов у автора будет не отбится) тем более что это спасет природу. 80% скважин при добыче янтаря пустые по факту и просто уничтожают всё вокруг.
Как успехи с проектом? Будут практические испытания?
Приветствую. А есть почта для связи?
Раз такая тиши, наверно спец службы забрали ...
Да, спецслужбы они такие...
вы где располагаетесь?
С нетерпением жду продолжения!
дравствуйте. А что можете сказать о разработке институтом геофизики СО РАН - электромагнитном сканере под названием "Немфис? Его реально самому смастерить?
Приветствую. Я не знаком с данной разработкой.
Интересно, какие плюсы и минусы у акустических (ультразвуковых) радаров? Мне представляется, что его изготовление н-кратно проще, ввиду низких частот и низкой скорости распространения звуковых волн. Что скажите?
Я скажу что ультразвуковые волны хорошо распространяются только в плотных, однородных средах. В воде, например. В камне, в металле. Есть, например , ультразвуковая дефектоскопия. В случае геолокации мы имеем дело со средой в которой ультразвук затухает очень быстро. Так, например, в воде затухание ультразвука при прочих равных условиях приблизительно в 1000 раз меньше, чем в воздухе. В сухом песке ситуация не многим лучше. По этой причине ультрузвуковое сканирование наверное можно применить только в очень влажных грунтах, что является весьма спецефичным, но отнюдь не бесполезным. Возможно для каких то случаев ультразвук будет очень даже полезен. Т. к. электромагнитные волны наоборот очень сильно затухают в воде, а в морской воде вообще не распространяются.
Здравствуйте,вопрос у меня,а данный георадар,можно применить как в этом исполнении ferex 4.032,что бы и на компе видно было график и в режиме реального времени был звуковой сигнал ?
Если я правильно прочитал, то ferex 4.032 это магнитометр. А это штука, которая градиенты магнитного поля измеряет. А георадар по определению измеряет расстояние до границы отражения электромагнитной волны. А так все можно сделать. Какой софт для обработки будет написан, так и будет работать.
Когда испытания?
Здравствуйте, как успехи с радаром? Жду пол года с нетерпение )
Я работаю в этом направлении. В принципе, то что есть на видео вполне рабочий вариант, только надо синхросигнал посылать по оптоволокну . А так , как доделаю , сниму серию видео с подробным техническим описанием.
Жду)
Жду следующее видео,очень интересно)Планируете выложить куда-либо свои наработки ,когда доведете прибор до ума? Хочется собрать такой аппарат)
Да, я пока только рассказываю о принципах и конструктивных и схемотехнических решениях. Но уже есть и программа на контроллер написаная. Когда это все убедительно заработает, то непременно выложу. В этом и цель. Пока что жду оптоволокно для синхронизации приемника с передатчиком. Без этого звон по земле забивает входные цепи АЦП. Вот получу, включу и попробую, должно быть гораздо лучше. Поправлю софт и выложу что получилось.
@@aaaembedded3178 ,магнитометр есть,импульсник ( дельту) я себе собрал,хотелось бы и георадар сделать для полного набора)
@@ЯрославЖаворонков-л2о Ну да. Именно так. Георадар это просто должна быть очень крутая штука для поиска неоднородностей и аномалий в грунте. А детекторы уже для их разработки :) .
Приветствую.
Достаточно длительный период ищу информацию в интернете по поводу георадаров, но ее действительно малейшие крохи. Ваш видеоряд стал просто панацеей в понимании ряда некоторых проблем, но вероятно он не закончен. Поэтому хотелось бы спросить - будет ли продолжение и заключение?
Вообще успешен ли получился опыт? Результат тот который ожидался?
Приветствую. Да, видеоряд не закончен. Да, результаты очень обнадеживают. В первую очередь передатчик развивает ну очень приличное напряжение на нагрузке в 50 Ом, что то там до 1000 вольт. Осцилограф и прочее электронное оборудование в квартире начинает сбоить, когда я повышаю выходную мощность. Во вторых длинна импульса TX на полувысоте порядка 3 - 5 наносекунд, что в грунте может дать пространственное разрешение порядка десятка сантиметров. Третье это очень низкий джиттер выходного импульса относительно стартового.
Что касается приемника, то главная его идея это использовать в качестве семплирующего элемента sample-hold ADC. Что дает очень хорошую точность при семплировании по времени. Но как бы не очень хорошую чувствительность. Но чувствительность я планирую получить широкополосными входными усилителями. Я их уже запас и держу до времени.
При подключении двух антенн- резистивных диполей, при напряжении ниже 200 вольт, пока звон еще не очень силен, я вижу на дисплее характерные картинки, когда отхожу и подхожу к антеннам. Что очень круто :)
В чем сейчас проблема - при поднятии напряжения выходного импульса уже при 200 вольтах начинается очень сильный шум по земле, который просто мешает работе АЦП, появляются ложные импульсы выборки от звона и все становится ужасным.
Что бы этого избежать, надо гальванически развязать RX и TX части. Я планирую это сделать при помощи оптоволокна. Вот жду когда дойдут RX и TX для оптоволоконного кабеля. Тогда Модуль передатчика делается ведомым, со своим аккумулятором и всем что нужно и на него подается только сигнал старта генерации импульса через оптоволокно. В каком то георадаре что то подобное было применено уже. В общем жду деталек. Надеюсь к августу все приедет.
Да, с инфой по георадарам действительно очень все не просто. На самом деле статей посвященных георадарам в научных публикациях огромное количество. Но они настолько узко специализированны, что просто беда. А чего то типа "сделай сам георадар" нет вообще и близко. Максимум что можно найти это либо описание очень общей блок схемы, либо описание очень общих принципов работы. Мне понадобилось несколько лет, пока я начитался этих статей и таки созрел сделать рабочий прототип.
@@aaaembedded3178 спасибо за ответ. Для моих целей работы с землей будет достаточно глубины 10-15 см, больше и не нужно, в остальном успехов Вам в работе, надеюсь все получится.
@@korvetdalas2162 Боюсь вас разочаровать, но , если вы хотите что то искать на глубине 10-15 см, то это не совсем верное требование, тут скорее речь идет о том каких минимальных размеров неоднородность может зарегистрировать георадар. А глубина уже следствие. Чем меньше размер объекта, который мы ищем, тем более короткие импульсы должны быть использованны или в терминах частоты, тем на более высокой частоте должен работать георадар. Например, для импульсов порядка 1наносекунды, можно говорить о частоте 1 гигагерц и , учитывая скорость света в 30см/нс на воздухе и кратно меньше корню квадратному диелектрической проницаемости в грунте, то для грунтов с епсилон в 25, (это влажный песок) характерные размеру детектируемых объектов будут порядка 6 см. Но, чем выше частота, тем выше поглощение среды и соответственно меньше глубина. И в случае 1Ггц можно говорить о реальных глубинах до метра. Плюс еще технические сложности связанные с такими короткими импульсами. Мне удалось получить в передатчике импульсы шириной в 5- 10 нс( зависит от того как измерять) То есть характерный размер детектируемых объектов предполагается от 20- 30 см, в зависимости от грунта и глубина порядка метров. По косвенным данным я предполагаю что это может быть до 10 метров глубины. Конечно очень все зависит от грунта. Как то так.
С нетерпением ждём нового видео (с женой). Когда, картина сложится - буду собирать свой "локатор", надеюсь на вашу помощь. Кстати, на каком форуме Вы обитаете?
Я на форумы не хожу :) О реальных конструкциях георадаров нет никакой информации вообще нигде. Кроме как в статьях в научных журналах и очень отрывочно. Только общая информация и реклама. Так что смысла нет на форумах сидеть. А с электроникой у меня и так все в порядке :)
@@aaaembedded3178 Что с электроникой в порядке - вижу. Насчёт форума - вместе проще, как по мне. Я, если что, могу АВР-ки программить, и 3Д-принтером располагаю. С электроникой у меня посредственно, но не 0.
@@aaaembedded3178 Ну и соответственно для могу 3Д модель детали наваять.
@@u-litka Да, 3D принтер это вещь, куда лучще жены - смотреть на него одно удовольствие, делает то что ему скажешь и главное не делает, когда не говоришь :) Был бы у меня в детстве 3D принтер, я бы может и не женился никогда :) А так это первый девайс после CNC фрезы для печатных плат, что я завел в хозяйстве. Отличная вещь для техно-дизайна.
На счет форума не совсем согласен. Иногда проще вместе, а иногда только потеря времени. Я, например, и фейсбук и VK и однокласники уже лет шесть как закрыл и был поражен сколько на этом терялось времени и нервов.
Металлоискатели я тоже делал, с дискриминацией и годографом, где-то в инете КТ315 мой годограф выставлял. Но металлоискатели это конечно прикольно, а вот георадар это просто совсем другой прибор. Особенно в днепровских степях.
Я прекрасно представляю что я хочу получить и как этого достичь. Другое дело, удастся это все реализовать использую разумные ресурсы и время. Ведь мало импульсы оцифровать, соотношение сигнал/шум должно быть достаточным для того что бы что то увидеть на глубине, потом еще надо эту информацию передать на ноутбук и на нем надо как то эти данные визуализировать, с привязкой к координатам. И это тоже как бы не самая простая задача. Хотя тоже извесно как ее решать. Просто нужно время.
Будут вопросы пишите сюда. Я достаточно часто отвечаю.
@@aaaembedded3178 Да, принтер вещь. Вот и сейчас детальку для МД катушки молча печатает, но жену не заменяет ;) Насчёт годографа, он реально помогает или необходимо и достаточно иметь число VDI ? Некоторые утверждают, что и ВДИ ничего на практике не даёт! У меня прибора с ВДИ не было, вот и думаю нужно оно (Квазар АВР, например) или Терминатор Трио наше всё, как считаете? А то, что вы сигнал от шума отделите, я уже даже не сомневаюсь :)
Добрый день. Как там оптоволокно, приехало? Держаться нету больше сил ;)
Кабель приехал,
ru.aliexpress.com/item/Digital-Fiber-Optical-Optic-Audio-SPDIF-MD-DVD-TosLink-Cable-Lead-Cord/32947557663.html?spm=a2g0v.10010108.1000016.1.3bf22e70LULzkr&isOrigTitle=true
Модули приемников приехали
ru.aliexpress.com/item/Free-shipping-5pcs-lot-TORX179L-TORX179-TORX-179-TOR-IC-CHIP-wholesale/32626904624.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.274233edekxYer
А вот оптические передатчики еще в пути. Сам жду, очень интересно посмотреть что из этого выйдет.
Уже прислали письмо, что опро-передатчики на почте. Если все получится хорошо, то на днях сниму видео о результатах :)
@@aaaembedded3178 Верим и ждём. П.С. Решил всё-же доделать Квазар АВР. Сделаю и катуху под него, а там может Квазар АРМ позже забацаю, и катушку применю на нём. Сегодня провод обмоточный должны дать 0.2 и 0.4.
@@u-litka Китайцы такие китайцы. Вместо TX прислали RX. Так что все откладывается до Августа :)
@@aaaembedded3178 Буду ждать. А что делать остаётся?
Процесс идёт! Я думаю вместо гравировки текстолит можно просто отрезать.
Конечно можно. Просто в этот раз мне так было удобней. Там вообще вариантов реализации этой антенны очень много. Можно делать хоть из оцинкованного железа или алюминиевых полос. Для 100МГц это не очень важно.
Хочу поделиться следующими соображениями: при генерации прямугольного импульса у нас спектр широкий не контролируемый. Если мы сгенерируем синус и вырежим один период, то спектр сигнала будет узкий и известный. Это даст нам возможность поставить на входе узкополосный фильтр и срезать все помехи.
Ещё я думаю между сегментами на излучателе можно будет поставить диоды, что бы предотвратить возврат отраженной волны.
@@biastr4987 Фильтры работают с переодическим сигналом. А один период синуса начерное будет мало отличаться от просто импульса.
Если поставить диоды, то концы диполя зарядятся ( как конденсатор) и питающий импульс не сможет создать движение зарядов по лучу диполя. И как следствие не будет излучения.
@@aaaembedded3178 Тоже так подумал.
Но если исхитриться и слить заряд в противоположный диполь, или зго разряжать пр другому контуру с другой длиной луча или сопротивлением, то можно будет избежать "звона" антенны.
@@aaaembedded3178 Насчёт узкополосного фильтра согласен, фильтру нужно будет несколько циклов, чтобы "прогреться", а олин цикл ничего не двст.
Но вот с цифровым фильтром можно "поиграться" - разложить в ряд фурье, и отбросить лишние коэфиценты. Потом опять "собрав" сигнал анализировать задержку. Хотя такой фильтр можно организовать на любом сигнале включая меандр.
Добрый день. Как по мне генерить полуволну синуса не только не нужно, но и не правильно. Идеальный меандр - бесконечный спектр, синус имеет узкую полосу, в идеале - когерентной частоты. Когда "бомбим" меандром, мы возбуждаем частоты собственных колебаний предметов и неоднородностей скрытых в толще грунта, так как хоть часть мощности импульса войдёт в резонанс с оными. Входные фильтры зло, т.к. только детальный анализ полученного ответного спектра частот может выявить не только не однородности, но и дать некую информацию о предметах и неоднородностях, возможно удастся даже выяснить материал предмета. Кроме того я думаю, что такой способ накачки, ввиду резонансных явлений позволит обнаруживать металлические предметы глубже, чем это возможно, при воздействии синусом.
Я мыслю так, что бесконечный спектр вызовет "звон" всего вокруг из этого шума будет трудно выловить полезный сигнал. По этому синус. Но тут надо тестить, на одних размышлениях далеко не уйдешь.
@@biastr4987 Звон то звон, главное - понимать его составляющие, т.е. разложить спектр на известные составные. Ну а в целом - конечно практика, практика и ещё раз, практика!
Вы мыслите категориями гармонических колебаний. Тут их нет. Есть только одиночный импульс и его отражение от границы сред с разной диэлектрической проницаемостью. Поэтому в данном случае нельзя использовать термины спектрального анализа. Есть другой тип радаров, когда непрерывно излучается изменяющийся по частоте сигнал. Например со скоростью 100 килогерц в наносекунду. Тогда для глубины сканирования в 500 nS нам надо излучать , если для стартовой частоты в 300МГц , то от 300 до 350 МГц. Идея в том, что, например объект лежит на расстоянии в 10 nS, то есть время туда обратно будет 20 nS, тогда если мы начнем с 300 МГц, то через 20nS будет уже излучаться 302МГц и в этот момент придет отраженный сигнал в 300 МГц и разность будет 2МГц и это можно легко определить спектральным анализом разности сигналов. И эта разность будет зависеть только от глубины отражения. Но это другая схемотехника и другие методы программной обработки. Так вот в этом случае вполне применимо описание процессов в терминах спектра и спектрального анализа.
@@aaaembedded3178 Понял, благодарю за информацию.
@@aaaembedded3178 Дейстительно спектральный анализ обычно применяется к периодичесеим колебвниям, но может быть применён к одиночному периоду. Формально задача (гео) локации состоит в исследовании отклика среды на единичное воздействие (короткий импульс). Функция отклика (возврата сигнала, её единичный период) может быть разложена в ряд фурье. Вопрос только, можно ли из разложения получить какой нибудь полезный результат - практика покажет.
Добрый день! Пытаюсь рассчитать сопротивления и материал для 6-метровой дипольной резистивно-нагруженной антенны, но пока ещё не удалось разобраться. Есть возможность помочь?
Всегда завидовал людям, которые умели считать антены. Я , к сожалению , обладаю только базовыми знаниями в этой области.
AAAEmbedded у меня тоже совсем начальные знания, но удалось найти формулу на зарубежных источниках R=f/n(1-l/L), где R - сопротивление конкретного резистора, f - константа демпфирования (обычно 200 или 300), n - количество резисторов, l - расстояние от начала антенны до конкретного диода, L - длина всего плеча антенны
@@SergeyZAK Круто! А ссылочку на источник можно? Хотелось бы еще понимать конструктив.
@@aaaembedded3178 books.google.ru/books?id=16PV-fhKasoC&pg=PA150&lpg=PA150&dq=ground+penetrating+radar+resistors&source=bl&ots=u_dEYkS5qd&sig=ACfU3U2e6vxKlop-ahkkwDALgxq6pBUZWw&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwiD45TSvvLnAhUQtosKHdKbBmAQ6AEwEHoECAkQAQ#v=onepage&q=ground%20penetrating%20radar%20resistors&f=false
@@aaaembedded3178 books.google.ru/books?id=ytuGDwAAQBAJ&pg=PA256&lpg=PA256&dq=%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE+%D0%BD%D0%B0%D0%B3%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9+%D0%B4%D0%B8%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C&source=bl&ots=ajKCp7wyWu&sig=ACfU3U045lmrkkyzXQMvP4fZ6HtIa0JfSQ&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwi9-vG2lojoAhWKyKYKHXNmAJMQ6AEwCHoECAoQAQ#v=onepage&q=%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE%20%D0%BD%D0%B0%D0%B3%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%B4%D0%B8%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C&f=false