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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IR-Lichtschranke für Fotos


Autor: fb (Gast)
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Hi Zusammen :-)

Bin derzeit dabei meine beiden Hobbies AVR und Foto zu verbinden.
Dazu habe ich mir eine kleine Lichtschranke, bestehend aus IR-Sendediode 
und TSOP 1136, den ich vor längerer Zeit bei Pollin einfach mitbestellt 
habe gebaut; der AVR pulst die Diode mit 36 Khz und Pausen, sodass der 
TSOP1136 der vom gleichen AVR ausgewertet wird, ein schönes Signal 
liefert. Funktioniert soweit prächtig und zuverlässig - die Kamera, eine 
SLR, wird schön ausgelöst.

Jetzt möchte ich das ganze ein wenig verbessern, denn der TSOP ist 
einfach zu gut :-) Soll heissen, er ist viel zu empfindlich und gibt mir 
ein gültiges Signal, selbst wenn die Sendediode ganz woanders hin 
gerichtet wird (Reflektion an den Wänden). Man bekommt das ein wenig in 
den Griff, wenn man die Diode in ein Röhrchen einbaut.

Ich habe mir jetzt allerdings das Ziel gesetzt, fallende Tropfden Wasser 
(also durchsichtig) beim auftreffen auf eine Wassergefüllte Schale 
Fotografisch zu erwischen. Mit dieser Lichtschranke ist das ein Problem, 
denn Wasser juckt den TSOP nicht die Bohne :-) Mit Lichtundurchlässigen 
Gegenständen habe ich es schon ausprobiert; das klappt.

Also muss eine andere Lichtschranke her, eine die schon von 
Wassertropfen ausgelöst wird.

Habt ihr evtl dazu eine Idee ?

Autor: Andi ... (xaos)
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nimm ne kamera mit bilderkennung, mit moduliertem licht kommst du so 
nicht weit...

Autor: Henk (Gast)
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vielleicht reflexlichtschranke? wenn kein tropfen kommt "leuchtet" sie 
ja ins leere?!

Autor: fb (Gast)
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Es darf auch unmoduliert sein, solange es nicht zu 
Umgebungslichtempfindlich ist.

Autor: fb (Gast)
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Hm..ReflexLichtschrank hört sich gut an, aber ist die Reflektion des 
Wassertropfens ausreichend ?

Autor: Henk (Gast)
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man weiss es nicht. ansonsten könnte man einen soh. industriellen 
lichttaster oder einen laser entfernungsmesser nutzen. wobei zweiteres 
wohl das bild ein wenig verhunzt hehe

Autor: fb (Gast)
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Auch sichtbares Licht wäre kein Thema; die Lichtquelle kann ich ja vor 
der Fotoauslösung abschalten. Zeit dafür ist genug, da ich ich die 
Lichtschranke ja nicht auf dem Bild haben will, und der Tropfen gerne 
20-30 cm Fallen (also 'zig ms Zeit dafür) darf, nachdem die 
Lichtschranke ihn detektiert hat. Erst dann wird das Foto ausgelöst. Das 
Timing habe ich Griff.

Achja, die LS sollte allerdings schnell genug sein, die "Durchflugzeit" 
ist recht gering, ich schätze <2 ms.

Autor: fb (Gast)
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Könnte man die Lichtbrechnung des Wassertropfen irgendwie nutzen ?

lg,
Frank

Autor: Michael M. (Gast)
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oder vllt die tatsache, dass der tropfen irgendwo auftrifft?
zwei kleine leiterbahnen, deren kapazitive kopplung oder widerstand du 
auswertest. macht sich natürlich nicht hübsch auf dem foto...

Autor: Basti (Gast)
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Wenn der TSOP zu empfindlich ist, nimm nen Tropen schwarzen nagellack, 
oder den edding. Mache ich auch so. Schützt sogar vor sonnenlicht, und 
IR kommt durch

Autor: -_-_-_-_-_ (Gast)
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Muß es umbedingt Licht sein?

Ich hab zwar noch nie versucht einen Wassertropfen zu detektieren, aber 
mit einem gebündelten "Ultraschall Strahl" dürfte es funktionieren wenn 
vom Tropfen ausreichend viel Schall geschluckt und vom Hintergrund 
ausreichend Schall reflektiert wird.

Autor: fb (Gast)
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Ähm..wie bündelt man Schall ?

Autor: Korinthenkacker (Gast)
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> Ähm..wie bündelt man Schall ?

mit 'ner Akusiklinse

Autor: Marcus (Gast)
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Einen Laser auf einen LDR richten und am LDR Spannungsabfall mit dem ADC 
im AVR messen. (evtl. Laser aufweiten; gibt günstige Module mit 
variabler Optik, die sich für sowas missbrauchen lassen)
Kommt ein Tropfen, so bricht er den Laser und der Widerstand des LDR 
verändert sich sprunghaft. Diesen Sprung kannst du detektieren, den 
Laser abschalten und dein Foto schießen :)

Autor: Michael M. (Gast)
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LDR ist zu langsam.
aber die IR-phorotransistoren sind bei den 633nm vom laser noch 
empfindlich genug.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Ich würde es akustisch machen, da ein Wassertropfen bekanntlich 
Geräusche macht. Mikrofon -> Verstärker -> Komparator -> KLICK!

Autor: fb (Gast)
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Überlicherweise hört man Schall nach dem Ereignis :-)

Autor: Michael M. (Gast)
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hol dir einen 5eur laserpointer von ebay und einen phototransistor dazu. 
ein bisschen komparieren und das sollte laufen. musst "nur" noch den 
tropfen da durchbringen ^^

Autor: fb (Gast)
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Hm, ja, es wird wohl auf einen Laser als Lichtquelle Hinauslaufen, denke 
ich auch.
Sollte der Laser moduliert sein, wegen dem Umgebungslicht ? So ein 
Tropfen ist ja ziemlich durchsichtig.

Programmieren, die avr's und "digital" sind für mich kein Thema, aber 
bei "analog" haperts bei ein bischen :-) Ich brauche ein wenig Nachhilfe 
:-)

Ich möchte auch nicht ständig an irgendeinem Poti rumdrehen um das 
Empfänger nachzukalibrieren, das ganz sollte schon halbwegs zuverlässig 
arbeiten, ohne dass man was nachstellen muss.  Ein bischen "komparieren" 
hört sich nach Fummelei, die ewig nachgestellt werden muss an.

Gibts da ne elegante Lösung ? Sie muss in < 2ms, besser weniger (falls 
ich mich nicht verrechnet habe) , reagieren können.

Der Lichteinfalldifferenz auf den Phototransistor bei "Tropfen da / 
nicht da" wird nicht groß sein, fürchte ich.

Und kennt jemand eine Schaltung, mit der ich eine Laserdiode modulieren 
kann ? Wie man hört sind die ja sehr empfindlich, brauche da sowas wie 
eine "modulierbare Konstantstromquelle" ?
Eine Laserdiode hätte ich (das Modul, das von Pollin grade verramscht 
wird). Da werde ich die Platine wohl runterlöten um was eigenes zu 
machen.

lg,
Frank.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Der Tropfen wirkt eigentlich wie eine Sammellinse. Wenn sich de Sensor 
weit genug vom Brennpunkt befindet, sollte der Strahl so weit zerstreut 
sein, das eine sichere Detektion möglich ist.

MfG Spess

Autor: Michael M. (Gast)
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fb schrieb:
> Sollte der Laser moduliert sein, wegen dem Umgebungslicht ? So ein
> Tropfen ist ja ziemlich durchsichtig.
so weit wirst du mit hausmitteln nicht modulieren können.
ich halte es aber auch nicht für nötig

> Programmieren, die avr's und "digital" sind für mich kein Thema, aber
> bei "analog" haperts bei ein bischen :-) Ich brauche ein wenig Nachhilfe
solang du einen opamp und ein paar potis im haus hast, ist das meiste 
schon gelaufen ^^

> arbeiten, ohne dass man was nachstellen muss.  Ein bischen "komparieren"
> hört sich nach Fummelei, die ewig nachgestellt werden muss an.
nicht wirklich. wenn du einen anständigen mechanischen aufbau dazu 
machst, wird das laufen.
ich würde einen breitbandigen phototransistor nehmen (z.b. 
http://de.farnell.com/vishay-semiconductor/temt600...) 
und einen farbfilter dazu.
spontan sehe ich folgenden aufbau vor mir: ein schwarzes kunststoffrohr, 
vllt 10mm durchmesser und 10cm lang. am ende des rohrs das farbfilter 
und dahinter der phototransistor - natürlich alles abgedunkelt. eine 
fotofilmdose dafür könnte bei dir ja rumliegen =)

> Der Lichteinfalldifferenz auf den Phototransistor bei "Tropfen da /
> nicht da" wird nicht groß sein, fürchte ich.
ein tropfen sollte das licht wegen seiner runden form recht gut streuen. 
versuch macht klug.

> Und kennt jemand eine Schaltung, mit der ich eine Laserdiode modulieren
laserdioden sitzen gewöhnlicherweise hinter rückgekoppelten treibern. 
anbei mal an ein recht verbreiteter treiber. da könnte man ansetzen, 
falls es denn nötig ist.

> Eine Laserdiode hätte ich (das Modul, das von Pollin grade verramscht
http://www.pollin.de/shop/dt/Nzc1OTMxOTk-/Baueleme...
das teil hier? würde ich an deiner stelle erst mal nicht 
auseinandernehmen.

zur auswertenden schaltung:
[pre]
                    VCC
                     +
                     |
             +-------+
             |       |
             |       |
            .-.      |
         R1 | |     .-.
            | |     | | x*10k
            '-'     | |
       /|    |      '-'
µC    /+|----o       |
 o---<  |    |       |
      \-|----|-------o
       \|    |       |
             |       |
            .-.       \|
            | |        | <--
         R2 | |       <|
            '-'      |   Photo-
             |       |   Trans.
             +-------+
                     |
                     |
                    ===
                    GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
[pre]
die widerstände zu anfangs durch ein Poti ersetzen und testen. beim 
kollektorwiderstand würde ich aus dem bauch raus 47k probieren.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Überlicherweise hört man Schall nach dem Ereignis :-)

Das ist so nicht ganz korrekt. Mit einem empfindlichen Mikrofon kann man 
den Schall des dicht an der Kapsel vorbeifallenden Tropfens als Trigger 
benutzen. Mit einem einstellbaren Delay kann man die Auslösezeit an das 
Ereignis anpassen.

Autor: Frank Boe (frank_boe)
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Vielen Dank für den Schaltungsvorschlag !

Meine "Bastelkiste" gibt folgendes her:

LM358 http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M...
LM393 http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M...
UA741 http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/U/A...

Welcher davon ist am besten geeignet ?
Die Versorgungsspannung wäre 5 Volt.

lg,
Frank. (fb. - jetzt angemeldet)

Autor: Michael M. (Gast)
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der lm393, weil er ein komparator ist. pullup am ausgang nicht 
vergessen, der hat nur ne open-kollektor stufe.

falls du das nicht universal zuverlässig kalibriert bekommst, könnte man 
auch über einen differenzierer mit nachgeschaltetem verstärker 
nachdenken.

Autor: Frank Boe (frank_boe)
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Danke, werde morgen mal basteln.
Hatte heute viel um die Ohren und bin müde :-)

Ich hoffe ich finde dann auch die Fototransistoren.. die haben sich 
scheinbar aus dem Staub gemacht als sie hörten, daß ich sie doch noch 
brauche  :-)

Autor: Michael_ (Gast)
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Mach mal den Versuch, ein Polarisationsfilter/-folie einzusetzen.
Damit wären evtl. die wilden Spiegelungen weg.

Autor: Michael M. (Gast)
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hallo frank,

darf man denn fragen, (ob) was daraus geworden ist?

grüße,
michael

Autor: Heinz Wichtelmann (heinz_wichtelmann)
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Michael M. schrieb:
> hallo frank,
>
> darf man denn fragen, (ob) was daraus geworden ist?
>
> grüße,
> michael

Hallo
Nichts gegen dein Wesen, aber hast du um diese Uhrzeit denn nichts 
anderes zu tun?
.gg.

LG

Autor: JojoS (Gast)
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es gibt ja auch µC.net Leser die sich in anderen Zeitzonen aufhalten...

Könnte man das Problem auch mit Pyroelektrischen Sensoren wie LHIxxx von 
Perkin Elmer lösen? Ich kenn diese Sensoren nicht aber es würde mich 
auch mal interessieren.

Autor: pq (Gast)
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Es gab mal ein ähnliches Projekt. Da wurde durch eine Lichtschranke 
nicht die Kamera, sondern der Blitz ausgelöst. Kamera stand im dunklen 
Raum auf "Dauerbelichtung".

Damit konnte man auch sehr schnelle Ereignisse festhalten. (Kugel durch 
Melone)

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