Приветствую, товарищи!

Задача следующая: имеется гипсокартонная стена толщиной в 5-8мм, за ней находятся деревянные балки - перпендик. земле, 40-50x100мм или около того. Когда нужно установить в доме полку, навес и пр. весомое добро, сверлить отверстия и вкручивать шурупы можно только в тех местах где проходят эти балки. Необходимо разработать прибор - в виде линейки, приложив к стене которая показывает светодиодами место где расположена деревяшка.
В первом прототипе я использовал емкостной способ - набор пластин, коммутатор на релюшках (так проще было), генератор и PIC меряет частоту. Емкость между пластинами при наличие доп. диэллектрика за гипсокартоном вместо воздуха увеличивается, делался вывод о наличие или отсутствие балки и ее положении. Прототип хорошо работает когда стенки нет, а сразу балка (по понятным причинам ). А вот через картон влияние балки на емкость падает, и врет детектор. Чаще на пальцы реагирует...
Хочу попробовать 2 варианта.
1й - использовать все ту же емкость, но для измерения попробовать взять Силабсовский микроконтроллер со встроенным преобразователем емкость - напряжение (до 2000пФ меряет) и коммутатором на 32 канала:
http://www.silabs.com/products/mcu/capacit.../C8051F7xx.aspx
Пересчитать форму электродов, отклонение емкости и сделать прототип.

2й вариант - использовать электромагнитную волну, на подобие того как это реализовано в георадарах. По идее, нужно прикинуть разрешение требуемое, расчитать необходимую частоту излучателя. Спроектировать передающую антенну на всю длину линейки и набор антенн-приемников ниже нее, которые будут принимать отраженную от границы раздела сред волну. Амплитуда ее будет отличаться в тех местах где вместо воздуха балка. Если можно все это сделать прямо на печатной плате, то можно попробовать, смоделировать. Жаль, опыта нет в конструировании подобных антенн Если этот вариант имеет право на жизнь и теоретически может дать лучшие результаты, придется браться за литературу.

Вопрос - кто что думает по этому поводу (особенно про 2й вариант)? В нем станет вопрос о коммутации приемных антенн итд... Может есть более простой способ?
Буду благодарен за комменты!

Спасибо.

koziy_mf
Может ультразвук? Когда потребовалось найти деревянную опору под гипсокартоном, определил методом простукивания. Если есть рабочий метод, можно использовать простой пьезоизлучатель и микрофон.

Дело в том, что необходимо именно определять положение балки на всей длине линейки - приложил линейку - узнал место балки (если она вообще есть там) и ее габариты (точность не определена пока в задаче). Для ультразвука придется ставить множество датчиков тогда, что будет дорого и громоздко. В "габариты" линейки точно не уложиться.

Есть уже готовые приборы для такой задачи, но ими надо водить по стене, пока не запищит там или замигает. Принцип действия - емкостной. Разбирал один такой, смотрел. Там сенсор 1, пластины его большие, середина балки определяется по индикатору - максимуму отклонения емкости, габариты - на глаз по ее уменьшению...

Может рентгеном облучить стену? Проще тогда чертежи дома достать, чем сооружать такой "стройрадар".
Но задача есть задача, ее надо решить.

А если применять специализировнный крепеж, так называемые "бабочки" или "молли",
и не заморачиваться нахождением бруска.
Под 5...8 мм гипсокартоном, (правда 5 ни разу не встречал!!!), бруски легко определяются простукиванием
или магнитом ищите саморезы.

Хм, да я ж не против простукивания. Но пожалуй воздержусь от упоминания о сием методе в курсовом. Меня не поймут
О металлических гвоздях-креплениях самой балки думал уже, это легко бы было. Но нужно именно габариты самой балки "видеть на просвет"...

Если для курсача и только для этой цели (балка под гипсокартоном), тогда георадар гига на 2-3 -антенны - "бабочка", где-то 60*60 мм, можно и меньше.
Линейка, допустим- 1м, на ней каретка с антеннами и светодиоды с шагом 1см.
Линейку приложили к стене, антеннами проехали вдоль линейки, обнаружили края, зажгли светодиоды. Линейка со светодиодами заодно как датчик пути используется. Расстояние небольшое, приемник можно очень простой сделать на компараторе с перестраиваемым порогом - помоему у "Лозы" такой. Вся электроника - пара-тройка микросхем + МК.

Закрывайте тему!
Сделал с емкостным детектором, смоделировал в CST. Надо отдать должное программе - емкость экспериментального датчика меняется очень близко к результатам симуляции. Разность в емкости с балкой за стеной и без - 350-400fF, что легко обнаруживается силабсовским CDC.
Теперь задача - написать алгоритм определения границ балки. Дело в том что емкость меняется скачками - когда край балки "проецируется" на начало сенсора - емкость подскакивает, затем при полном "накрытии" - падает, но устанавливается больше "0й"; разность тоже в пределах обнаружения. По данным с каждого сенсора в массиве попытаюсь вычислить положение и толщину.

Спасибо за обсуждение.

Интересно кому в голову пришла идея такой курсовой? Неужели есть люди которые покупают такие девайсы? Обычно под гипсокартон используют металлические профили. Их всегда располагают на растоянии 60 см. Один профиль по середине листа и два по краям для стыка с соседними листами. Положение профиля легко определятся постукиванием и замером 60 см от угла стены. А насчет деревянных профилей даже никогда не слышал чтобы их кто-то использовал. Я бы порекомендовал девайс отработать и на металлических профилях если этот девайс действительно кто-то будет использовать.

А хорошо бы стену тепловизором посмотреть - как ни странно структура каркаса здания проглядывает.

В старых (конца 40-х начала 50-х) так сделано

В америке строят дома из трухи - нет металла. Каркас из балок, с одной стороны дсп и пластик - на улицу, с другой - гипсокартон, между этим всем делом воздух - хороший тепловой изолятор. Ну там заполняется еще чем то. Получается по стоимости копейки, и можно рубить капусту. Фото прислать домиков ниф-нифа? ))
Приборы такие продаются здесь, но как я и писал - ими нужно елозить стену пока не запищит. Этот же метод запатентовали в моем универе, надо сделать опытный образец - вот и дали на проект.





Я уже думал об этом. Действительно температура будет разная в местах где есть балка и там где ее нет (если прогревать - из-за разной теплопроводности). Но тепловизор - очень дорогое решение. Этот же "прибор" расчитан не на строительную компанию а на хозяина, которому в голову пришло пару петель для навесных горшков с цветами вкрутить ))

Кстати, вот кому интересно - результаты сима. Только вместо неподвижной балки и измерения емкости каждого сенсора, балка за стенкой перемещается, и емкость меряется с одного сенсора. Собсна - ничего феноменального

Простите, ничего не понял из этой фразы. Где -здесь? Какой метод запатентовали? Как могли дать сделать опытный образец не по запатентованному методу, а на любом принципе?

1. Здесь - в США. Ну вот, например: http://www.popularmechanics.com/home_journ...ls/1274376.html

2. В патенте не указан конкретный принцип по которому будет осуществляться определение положения и размеров балки. Насколько мне известно - патентовали сам метод "приложил линейку и получил данные" вместо прозванивания. Образец вообще сделали до меня - он на емкостном принципе тоже, но это здоровая коробка, определяет кое-как границу дерево-воздух, через стену - врет. В нем стоят 25 рэле, поочереди подключают генератор к каждой пластине итд... Возможно сей "агрегат" использовался в заявке как референс.
Моя задача - подобным либо другим способом сделать компактный вариант изделия, который был бы "ближе" к тому что будет реально использоваться (если будет).

3. Это еще не патент, а только в процессе - апликацию оформляют в отделе при универе. Если заявку одобрят - дам ссылку в БД на сие чудо!

Еще вопросы? Успехов!

Это лихо!
Ваш вариант мне тоже понравился:

Это чтобы "линейку" не двигать - пускай балка двигается.


Надеюсь, что нет. Не в обиду, конечно. Просто если такое станут патентовать - совсем анекдот получается...

1. Патентуют еще куда более тупые вещи. Это не самое страшное. Например - метод измерения уровня водки в бутылке с помощью датчика давления. Для "дорогих напитков" прибомбас - бутылочка с индикатором, по мере уменьшения поила в цифре показывает сколько осталось. Понятное дело - хорошо работает только в вертикальном положении. Как вам такое?
2. Так симулировать проще - двигать балку вместо переключения сенсоров ))) Хотя для того чтоб мерять емкость с каждого сенсора при фиксированной балке можно скрипт написать. Не разбирался только как.