Post on 06-Apr-2015
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
1
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Mouse RadiotrackingMouse Radiotrackingein Entwicklungsprojekt an der INTECein Entwicklungsprojekt an der INTEC
Simon Eggimann, ProjektleiterSimon Eggimann, Projektleiter
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
2
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
INTEC, HTA-BEINTEC, HTA-BE Design eines geeigneten MesssystemsDesign eines geeigneten Messsystems Entwicklung und Realisation dieses MesssystemsEntwicklung und Realisation dieses Messsystems
Zoologisches Institut der Universität BernZoologisches Institut der Universität Bern Untersuchung über das Verhalten der Feldmaus Untersuchung über das Verhalten der Feldmaus (Microtus arvalis) im freien Feld(Microtus arvalis) im freien Feld Benötigen ein MesssystemBenötigen ein Messsystem
Projektpartner
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
3
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
MICROSWISS-Zentrum MICROSWISS-Zentrum
Mittelland-ZentralschweizMittelland-Zentralschweiz
Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschungwissenschaftlichen Forschung
Finanzierung durch:
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
4
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Ziele der Untersuchungen:Ziele der Untersuchungen: Verhaltensmuster, Bewegung und Bewegungsdistanzen in Verhaltensmuster, Bewegung und Bewegungsdistanzen in
Abhängigkeit der Tages- und Vegetationszeit, des Abhängigkeit der Tages- und Vegetationszeit, des Nahrungsangebotes, der BodenbeschaffenheitNahrungsangebotes, der Bodenbeschaffenheit
Verhalten des einzelnen Tieres in der GruppeVerhalten des einzelnen Tieres in der Gruppe
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
5
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Bedürfnisse des Zoologischen Institutes zur Bedürfnisse des Zoologischen Institutes zur Beantwortung dieser Fragen:Beantwortung dieser Fragen:
Kontinuierliche und automatische Messung der Position Kontinuierliche und automatische Messung der Position von bis zu 40 Feldmäusen gleichzeitigvon bis zu 40 Feldmäusen gleichzeitig
Möglichst geringe Beeinflussung der Feldmaus durch das Möglichst geringe Beeinflussung der Feldmaus durch das MesssystemMesssystem
Bereitstellung der Messdaten in einem geeigneten Format Bereitstellung der Messdaten in einem geeigneten Format zur Aufbereitung, Nachbearbeitung und Visualisierungzur Aufbereitung, Nachbearbeitung und Visualisierung
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
6
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
LösungsansatzLösungsansatz Automatische Peilempfänger im 150MHz FrequenzbandAutomatische Peilempfänger im 150MHz Frequenzband Maus-Sender in einen ASIC integriert, um Energiebedarf, Maus-Sender in einen ASIC integriert, um Energiebedarf,
Platzbedarf und Gewicht zu minimierenPlatzbedarf und Gewicht zu minimieren Synchronisation der Maussender und Einsatz eines Synchronisation der Maussender und Einsatz eines
Zeitmultiplex-Verfahrens zum Adressieren des einzelnen Zeitmultiplex-Verfahrens zum Adressieren des einzelnen Maussenders ohne Einsatz einer HF-ModulationMaussenders ohne Einsatz einer HF-Modulation
PC-basierte SystemsteuerungPC-basierte Systemsteuerung
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
7
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Peil-Empfänger
System Steuerung
Speisung und Kommunikations Bus
Maus-Sender
SpeisungPeil-Empfänger
Peil-Empfänger
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
8
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
PeilempfängerPeilempfänger
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
9
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
VorverstärkerVorverstärker AM-EmpfängerAM-Empfänger
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
10
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
SpeisungSpeisung System SteuerungSystem Steuerung
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
11
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Maus-Sender
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
12
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Anforderungen an den Maus-SenderAnforderungen an den Maus-Sender Kleines Gewicht < 2g inkl. BatterieKleines Gewicht < 2g inkl. Batterie Kleines Volumen < (12mm x 14mm x 4mm) inkl. Kleines Volumen < (12mm x 14mm x 4mm) inkl.
BatterieBatterie Kleiner Ruhestrom < 10 Kleiner Ruhestrom < 10 AA Quartz-stabiler HF-GeneratorQuartz-stabiler HF-Generator Individuelle Adresse programmierbarIndividuelle Adresse programmierbar
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
13
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Blockschaltbild des Maus-SendersBlockschaltbild des Maus-Senders
Detektor
Anpassung
Antenne
Speisung
HF-Generator
HF-Verstärker
Timer
3V
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
14
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Bestandteile des Maus-SendersBestandteile des Maus-Senders Detektor: Detektor: Analogschaltung (OpAmp und Komparator) mit Analogschaltung (OpAmp und Komparator) mit
minimalem Stromverbrauch (einige uA) und guten DC-minimalem Stromverbrauch (einige uA) und guten DC-Eigenschaften (kleine Offsetspannung).Eigenschaften (kleine Offsetspannung).
Timer: Timer: Digitalschaltung für das Timing. Oszillator mit Digitalschaltung für das Timing. Oszillator mit kleinem Stromverbrauch oder kurzer Anschwingzeit.kleinem Stromverbrauch oder kurzer Anschwingzeit.
HF-Teil:HF-Teil: HF-Schaltung ( Generator und Verstärker) für die HF-Schaltung ( Generator und Verstärker) für die Trägerfrequenz von 148.75MHz.Trägerfrequenz von 148.75MHz.
Abteilung Elektrotechnik und Elektronik
15
Hochschule für Technik und Architektur Bern
Mouse Mouse RadiotrackingRadiotracking
Entwicklung des ASICEntwicklung des ASIC Technologie: Technologie: Bi-CMOS Prozess von AMSBi-CMOS Prozess von AMS
Timer: Timer: Simulation mit Mentor, Verifikation mit einem FPGA.
HF-Teil:HF-Teil: Simulation mit HP-MDS, Verifikation mit diskretem Aufbau.
Integration: Mit Mentor