Boa tarde.

Vou desenvolver um radar aéreo fixo, não sou muito familiarizado com eletrônica e quero outras opiniões.

Entendendo o problema:

-O Radar é um equipamento que calcula distancia de objetos através do tempo emissão e recepção de ondas eletromagnéticas.

-Ondas eletromagnéticas se deslocam na velocidade da luz(299 792 458 m/s), ondas de baixa frequência sofrem interferência da atmosfera, ondas de alta frequência não. 

-O comprimento da frequência da onda que dita a precisão do radar. No meu projeto pretendo utilizar uma faixa que vai de 30 ate 300 MHz, que vai dar uma precisão de 1 até 10 m. 

-A mesma antena funcionara como emissor e receptor, oque definir se é um ou outro é o tempo de resposta, mas tendo como tempo máximo 1000ms, se o tempo de resposta (até encontrar obstaculo) for menor que 1000 o sistema vai assumir esse tempo como minimo. 

Duvidas:

-Preciso de um transistor de baixa tensão(3.3v até 12v) que tenha a frequência de 300MHZ com preço acessível.

-Como  aumentar a força de emissão/recepção do sinal sem interferir na frequência?

   * segundo minhas pesquisas o maior problema dos radares esta relacionado a sua recepção de sinal, porque o sinal recebido é bem mais fraco que o emitido.

Será que um Arduíno consegue fazer uns 700 cálculos por segundo?

Estou aberto a criticas e sugestões.

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Respostas a este tópico

Olá,

Com o tempo = 1 s (1000 ms) a velocidade de 300000000 m/s, a distancia que voce vai medir é de 300000000 metros???

Abcs,

  'Eiju

É um exemplo né !

Mais o tempo de resposta minimo que pretendo colocar é de  0.00000333564 segundos, isso para 1000 metros.

Se o Arduino tiver mais poder de processamento abaixo para um valor de 1 metro.

Boa noite JPM.

Como vc disse que conhece pouco de eletrônica vou procurar simplificar os cálculos.

Uma transmissão de RF, como você mesno escreve,  se propaga à uma velocidade de 300.000 Km/Seg.

300.000 Km/Seg  = 300.000 m/mSeg = 300 m/uSeg.

Em 1 uSeg houve um deslocamento de 300m.

O Clock de um ATmega328 é de 16 MHz  = 16.000.000 Hz  16.000.000 c/Seg  = 16.000 c/mSeg = 16 c/uSeg.

cada instrução do ATmega328 dura cerca de 1/16 uSeg,  e a onda RF percorreu  300/16 = 18,75 m.

Mas com uma unica instrução você não consegue fazer nenhum calculo de distancia com o ATmega328.

Acredito que escrevendo em assembly, tendo que gerar o marcador de inicio e o marcador de retorno

serão necessárias umas 20 ou 30 instruções, ou talvez até mais.  ( 400 a 600 m percorridos).

Para que tenha um resultado melhor, talvez usando um ESP32, que tem um clock de 160MHz.

Existe um produto, que só ouvi falar sobre ele, nunca li com detalhes e que funciona como um pseudo radar

de uondas. É o HB100.

http://www.theorycircuit.com/hb100-microwave-motion-sensor-interfac...

Não sei se atende sua necessidade.

RV

Ta com memoria curta em MRV. Eu que te falei do sensor HB100. Porem para meu caso não funciona, esse sensor só mede velocidade de objetos não calcula a distancia.

Eu encontrei algumas peças antigas de radares da URSS(União russa soviética) fiquei até espantado, mas meu medo é relacionado aos datasheet, fora que só tenho noções de eletrônica. Só trabalhei com sistemas onde ou tudo e 3.3 ou 5v os transistor que acho é só de voltagem alta (65v+). Estou com um certo receio.

Transistor microwave :

1 - https://www.ebay.com/itm/KT922A-8W-NPN-HF-Transistor-65V-0-8A-300MH...

2-https://www.ebay.com/itm/2T392A-2-Silicon-transistor-P-N-P-300-MHz-...

Para antena vou usar essas normais de TV UHF foram projetadas para operar na mesma frequência, só vou tentar limitar o faixo com um tipo uma antena parabólica.

Olá.

  Na verdade esse tipo de circuito, como é hoje, não faz exatamente calculos entre a emissão e recepção do sinal.

  A ideia é emitir um sinal e receber a reflexão do mesmo.

  Em teoria é possivel fazer 2 coisas:

1) Transmitir e receber ao mesmo tempo, que é um desafio, já que se a antena transmissora está ao lado vc tem dificuldades de diferenciar o transmitido do recebido. Certamente vai ter sinal transmitido no recebido, mas vc mandando uma senoide perfeita ela será recebida imperfeita. O principal está em fase com o transmissor e existirá um "engordamento" provocado pela reflexão que é somada em amplitude menor. Que é o que o ultrasom hospitalar faz, só que aplicado a uma frequencia totalmente diferente, desafios muito maiores.

2) Transmitir e receber em tempos diferentes, que é o que o ultrasom padrão (esses domesticos) faz, o morcego também faz. Ele dá "gritinhos" e mede o audio durante o silencio entre um e outro. Método válido também. Dificil também.

Mas seja em um método ou outro o processador não é, normalmente, o "pulo do gato" do negócio. Ele está no demodulador. É usado um analisador de fase (FSK ?) que compara o sinal transmitido ao recebido.

No caso 1: Se o transmitido é identico ao recebido vc não tem nada na sua frente ou tem um obstáculo proximo. Se vc tem um obstaculo a 1Km vc recebe parte do sinal transmitido e parte do reflexo desse objeto. Eletrônicamente (nada de ad, processamento) é feita uma subtração dos sinais. Sinal procurado= recebido-transmitido. 

No caso 2: Se manda seu pulso e cessa. Se ao cessar houver silencio absoluto vc não tem nada ou tem algo colado na sua frente (fora do range). Se vc tem um obstaculo a 1Km, depois que vc parou de transmitir consegue ouvir um eco desse sinal. Nesse metodo vc ouve durante o silencio, não precisa subtrair, mas precisa capturar um sinal que dura um instante infimo. Isso não é feito com processador, ad e tal... Também é feito com eletrônica. Nos radares "de filme" havia um tubo de imagem ligado direto no sinal. Um sincronismo disparava a deflexão do tipo capacitiva (igual osciloscopio a tubo, que é diferente de TV (indutiva)) no exato instante do fim do pulso. O sinal recebido era traçado na tela do meio para as bordas. Conforme ele chegava forte ou fraco marcava ou não a telinha.

Dá pra fazer isso valvulado ! So precisa somar um motorzinho que gire a deflexão junto com a antena e vc tem um osciloscópio rotativo de 0 central apto a plotar esse sinal.

Pra fazer isso eletrônico são outros 500... Anos de evolução.

Vc precisa na ideia 1:

Pegar o sinal já subtraído e tentar achar ali seus sinais de eco. Mas é um sinal de 300MHz, Para ser analisado vc precisa fatiar esse sinal. Por ex 200 amostras por ciclo. Não dá ! Não sei a resposta. Coisa de russo. Aceito sugestões. Talvez um CPLD com uma matriz de ADs.

Vc precisa, na ideia 2:

Pegar aquele pequeno eco que dura infimos milisegundos e analisar. Embora seja infimo ele é mais fácil de lidar. não tem um sinal original somado, vc não precisa analisar como está dentro da onda (dentro de um ciclo de 300Mhz) e sim sua amplitude já demodulada.

Nessa versão vc demodula esse sinal em AM (diodo+capacitor) e analisa só a intensidade. Se usar um receptor de controle de portão vc tem 2 pinos: Sinal analógico e sinal digital. Vc usaria o pino analógico, por ex. (Não estou dizendo que isso te atende). 

Em vez de analisar 300Mhz vc analisa um pulso que pode ser .......... se não tiver nada ou ......,I,..... se tiver um obstáculo, ..,i,..,I,..... se tiver 2.

A distancia entre o primeiro pontinho (100m por ex) e o ultimo (100Km por ex) seria de... (deixo vc fazer a conta). que certamente é mais fácil de trabalhar.

Então, a ciencia disso foca muito mais na eletrônica, metodos, demodulação, que propriamente no microcontrolador. Ele vai ser usado "somente" para plotar esse sinal. Claro, um AD rápido é necessário, mas não para 300Mhz e sim para poder fazer umas 200 leituras dentro do intervalo da conta acima.

Logo o conhecimento de eletrônica é fundamental. Caso vc não tenha recomendo pegar umas teses (mestrado/doutorado) e patentes relacionadas ao assunto para ver como o povo tem tentado modernamente fazer. 

Ref: 

https://pt.wikipedia.org/wiki/CPLD

https://scholar.google.com/scholar?&q=radar

https://patents.google.com/?q=radar&oq=radar

Muito obrigado pelas informações EHM eu já sabia sobre essas informações comprei um livro (Radar - Stefan Jucewicz) sobre radares, ele explica tudo bem detalhado.

Conforme disse nos comentários anteriores vou utilizar o esquema de transmitir e receber sinal separado, para transmitir juntos daria muito mais trabalho, e não tem como fazer sem um demodulador. Já no esquema separado só é necessário um amplificador.

Boa noite, 

Esse projeto de montar um Radar é muito arrojado. Ainda mais para você que tem pouco conhecimento em eletrônica.

Devido à alta frequencia do circuito :

- Não dá para montar em Protoboard

- Para fazer a placa de circuito terá que respeitar várias regras ( um filete fora das especificações e já era ).

- O mais difícil  será o transdutor - o guia de ondas ( muito complexo) . Deve ter as dimensões e formato calculado para poder funcionar . 

Sugiro que faça um curso de engenharia eletrônica com especialização em telecomunicações. Aí vai dar para começar alguma coisa....

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