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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IR-Diode Pulsen?


Autor: Hilbert (Gast)
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Hallo Leute

ich bin zurzeit an einem Projekt darn, dass mit der Nintendo Wiimote zu 
tun hat!Vlt kennt der eine oder andere die Videos auf Youtbue von Johnny 
Lee bezüglich Finger-Tracking?

Wenn ihr es nicht kennt ein kleines Bsp. Die Wiimote Fernbedienung hat 
eine Infrarot_Cam die bis zu 4 IR-Quellen tracken kann also verfolgen 
kann. Dazu gibt es eine Whiteboard Software die es einem erlaubt durch 
einen Selbstgebastelten IR-Stift die Mouse zu bewegen in dem er auf dem 
Monitor mit dem Stift leuchtet. Dabei ist die Wiimote auf den 
Bildschirm/Wand ausgerichtet und sieht die vom Bildschirm oder Wand 
reflektierten IR-Quellen und ermöglicht so eine Art Whiteboard.

Mein Problem ist mein zu schwacher IR-Stift. Ich möchte ihn verstärken 
so das man von ca.5-10 metern wie ein Laserpointer auf die Wand Pointen 
kann und es immer noch sichtbar für die Wiimote ist. Habe gehört man 
kann das per pulsen machen? Deswegen wollte ich mal fragen wie das geht 
ud ob man da was billiges zusammen basteln könnte eventuel vlt noch mit 
einer Sammellinse?

Mein jetztiges Konstrukt besteht aus einer IR Diode aus dem Conrad 
Katalog
http://www1.conrad.de/scripts/wgate/zcop_b2c/~flNl...
mit einer 1,5 Baterie dran + 10 Ohm Wiederstand und einem Taster

Gruß
Hilbert

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Durch Pulsen wird die Leuchtkraft nicht stärker, eher schwächer.
Und du fängst dir wahrscheinlich zusätzliche Probleme ein, wie z.B. die 
LED ist genau in dem Moment aus, in dem die Kamera ihr Bild macht...
Stärkere LED nehmen, oder mit Linse versuchen den Strahl zu bündeln.

Autor: Hilbert (Gast)
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OK danke was haltet ihr von diesen IR Linsen oder eher andere benutzten?


http://www1.conrad.de/fas6/fh.php?fh_params=fh_sea...
http://www1.conrad.de/fas6/fh.php?fh_params=fh_sea...

kann mit diesen Linsen ein gutes Ergebnis erzwungen werden? Die 
Reichweite sollte mindestens 5 Meter betragen

Gruß
Hilbert

Autor: R. W. (quakeman)
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Mit Pulsen bei gleichem Betriebsstrom macht man natürlich die LED 
schwächer.

Aber normalerweise benutzt man Pulsen ja um mehr Leistung rauszuholen. 
Dabei wird die LED in sehr kurzen Pulsen im Mikrosekundenbereich mit 
einem vielfachen des nominalen Betriebsstroms betrieben. Die maximalen 
Timings hängen von der verwendeten LED ab. Dadurch kannst du einen 
deutlichen zuwachs der maximalen Reichweite erreichen.

Ebenfalls kannst du auch eine Linse benutzen um die Reichweite zu 
erhöhen. Eine der besten Sammellinsen für LEDs die ich kenne wäre diese:
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=A539;...
Sie ist zwar recht teuer, hat aber zusätzlich zu einem Reflektor noch 
eine Linse zum bündeln der Strahlen eingebaut.

Ich denke alleine mit dieser Linse könntest du deine Reichweite schon 
erreichen. :)

Ciao,
     Rainer

Autor: JensG (Gast)
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@Fox Mulder
ja sicher, aber in seinem Fall wird's Probleme mit dem Pulsen geben, wie 
Ernst Bachmann schon sagte. Weil er eben eine Kamera (die 
diskontinuierlich abtastet) benutzt als Empfänger, und nicht einfach 
eine IR-Fotodiode !!!

Autor: Hilbert (Gast)
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Ok gibt es vlt irgenwo ne Anleitung  zum Pulsen von Leds speziel IR Leds 
oder kann man das alles unter einen Hut kehren? Auf was muss ich achten?

@Fox Mulder
Ja die Linse ist noch im Bezahlbaren rahmen ich denke wenn diese Linse 
wie du gesagt hast meine Reichweite erreicht brauch ich dann ja nicht 
mehr zu pulsen oder was meint ihr?

Und noch zum Abtasten, wenn ich jetzt pulsen würde strahl ich ja auf 
eine Wand und nicht direkt die Cam an. Die Cam lichtet ja nur die Fläche 
ab vom Monitor. Nicht das ihr mich falsch verstanden habt!

Gruß
Hilbert

Autor: R. W. (quakeman)
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Also ich würde es erst mal nur mit der Linse versuchen. Wenn die nämlich 
schon ausreicht kannst du dir den ganzen weiteren Aufwand sparen. :)

Autor: Hilbert (Gast)
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Ja ok werd ich höchstwahrscheinlich auch machen! Aber für einen Tip wie 
ich pulsen könnte wäre ich auch sehr dankbar, im Rahmen meines Projektes 
würde ich gern alle Möglichkeiten ausprobieren.


Gruß und Danke für die Antworten

Hilbert

Autor: R. W. (quakeman)
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Also du kannst mit einem PWM-Signal die LEDs pulsen. Dabei ist die 
einzige Frage, auf welche Art du das PWM-Signal erzeugen willst.

Du kannst es entweder diskret z.B. mit einem NE555 erzeugen oder auch 
mit Hilfe eines kleinen Microcontrollers. Da du aber keine variablen PWM 
Zeiten oder sonst irgend welche weiteren Steueraufgaben brauchst würde 
ich das PWM-Signal diskret erzeugen lassen.

Wichtig wäre dafür zu wissen, mit welcher Frequenz die Wand abgetastet 
wird und wie lange diese abgetastet wird. Denn dein PWM Timing sollte 
darauf abgestimmt sein um zu verhindern, daß das die IR Cam das Signal 
"übersieht".

Ciao,
     Rainer

Autor: Hilbert (Gast)
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Also ich weiss das die Wand mit 100Hz abgetastet wird!

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Mit welcher "Belichtungszeit" ? Das wäre wichtig zu wissen, sonst kann 
man nix anfangen.

Autor: Hilbert (Gast)
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Meinst du jetzt vom Empfänger oder der LED ??? Ich weis jetzt nicht 
woher ich diese Information holen soll :-( ! Ich weis eben nur das die 
Wiimote es mit 100Hz ablichet !Und die Wiimote kann bis zu 4 
Lichtquellen erkennt!

Autor: R. W. (quakeman)
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Also grundsätzlich müsste deine PWM schon mal deutlich schneller als 
100Hz arbeiten.
Wenn du z.B. mit 10kHz arbeiten würdest, hättest du 100 IR Impules pro 
Abtastung der Wand. Damit könntest du es schon mal ausprobieren.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Und außerdem:

Die WII braucht doch einen LichtPUNKT den sie erkennen kann.

Wenn du  mit einer IR LED also die Wand großflächig ausleuchtest hast du 
nix gewonnen.

Autor: Hilbert (Gast)
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Ja doch wenn die Wand ein wenig reflektiert reicht das schon die Wii 
sieht das! Mein Problem ist es deinen Stift zubasteln mit dem ich auch 
von 5 meter oder mehr an ne Wand pointen kann und mann es im IR-Bereich 
noch gut sehen kann! Sozusagen ein IR-Pointer

Autor: Hilbert (Gast)
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Ich will nichts großflächiges sondern eine Art Pointer, ja Großflächig 
bringt es mir nichts das ist klar deswegen möchte ich mit einer Linse 
die Strahlen Bündeln + Pulsen!

Autor: JensG (Gast)
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Es gibt IRED's mit wenigen ° Strahlwinkel, wie z.B. SFH480. Vielleicht 
reicht das schon ohne weitere Optiken? Zusammen mit den möglichen 100mA 
sollte das schon einen recht hellen Fleck ergeben.

Autor: R. W. (quakeman)
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Naja laut Datenblatt hat diese IR-LED 8° Abstrahlwinkel. Wenn man das 
nun auf die 5-10m einrechnet die gewünscht sind ist das trotzdem schon 
viel zu viel um einen "Zeigestock" zu realisieren.
Ich denke auch mit der Linse wird man bei weitem keinen so kleinen 
Abstrahlwindekl erreichen wie man es gerne hätte.

Autor: R. W. (quakeman)
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Also ich habe eben mal mit einer superhellen LED, welche schon einen 
kleinen Abstrahlwinkel hat, das Reflektorgehäuse getestet (hatte noch 
welche von früher). Der Strahl wird dann nur noch geringfügig schmahler 
gemacht als er ohnehin schon ist bei dieser LED. Als "Zeigestock" aber 
völlig unzureichend.

Ich wüsste momentan auch nicht, wie du eine IR-LED so stark bündeln 
könntest, daß du einen einigermaßen kleinen Zielpunkt erreichst auf 
diese Entfernung.

Autor: HildeK (Gast)
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Ich verstehe das so, dass das Whiteboard als Spiegel wirkt. Dann sieht 
der Empfänger das Spiegelbild der Sendediode und nicht das relativ breit 
beleuchtete Board.
Falls ich falsch liege, braucht er eigentlich einen Laserpointer.

Autor: Hilbert (Gast)
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@HildeK

Genau so sieht es aus! Wenn ich die Cam nämlich direkt mit der LED 
anpointen würde habe ich schon einen Empfangbereich von 3 - 4 Metern 
aber da ich das auf ne Wand proeziere und das Reflektierte ablichte ist 
das viel schwieriger!
Hmm sowas wie ne LaserIRPointer gibt es glaub ich nicht für wenig Geld 
oder zum Basteln? Kennt jemand da vlt was günstiges?

Autor: Marc (Gast)
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Hallo

also hier ist das Datenblatt meiner IR - LED
http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1...
wie stark kann ich diese LED Pulsen wie kann man da was berechnen und wo 
gibt es da ein Schaltplan wie ich das Realisieren könnte?

Gruß
Hilbert

Autor: Christian T. (shuzz)
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Lt. Datenblatt darfst Du die LED mit max. 200mA pulsen bei einem 
DutyCycle von 0.5 und max. Pulslänge von 100µs (siehe S.2, Absolute 
Maximum Rating - Peak Forward Current).
Die LED kann 100mA Dauerstrom, damit ist klar daß Dir pulsen nix bringt 
da der max. Pulsstrom * DutyCycle = Dauerstrom ist.


Grüße,

Christian


P.S.: Die LED hat lt. Datenblatt einen Öffnungswinkel von +/- 17°, das 
ist viel zu viel, da wirst Du ohne ausgefeilte Optik nix ausrichten 
können.
Eine einzelne Linse wird da nicht reichen, Du bräuchtest zwei Linsen bei 
denen Du am Besten auch noch die Brennweite einstellen kannst um den 
wechselnden Abstand zur Wand zu kompensieren.

Autor: MM (Gast)
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2 Hinweise:

- Surge Current ist 1,5A. Dabei ist die Abstrahlung ca. 10 mal größer.
- Eine TSAL6100 ist besser geeignet da nur +/- 10°

Gruß, Marcus

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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MM wrote:

> - Surge Current ist 1,5A. Dabei ist die Abstrahlung ca. 10 mal größer.

Bei 15-Fachem Strom 10-Fache Abstrahlung? halt ich für stark 
optimistisch, bei den üblichen LED-Kennlinien würde ich eher auf max. 
2-3 fache Abstrahlung tippen.

Außerdem hilft das auch nicht nix, die Kamera integriert während ihres 
Aquisitions-Intervalls die einstrahlende Lichtmenge. Der Pointer kann 
sich nun aber schlecht auf die Kamera synchronisieren, d.H. du musst die 
durchschnittliche Leuchtkraft optimieren, und die ist nunmal beim 
Konstantstrombetrieb am höchsten.

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