Licht durch eine kleine LED schalten

OP #7613039
Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich bin schon einige Jahre aus dem Thema raus und habe nun ein kleines Problem, bei dem ich hier um Hilfe bite.

An meinem Linux-PC habe ich eine Anker-Webcam, die ich auch zur Gesichtserkennung benutze. Das Problem: Bei schlechten Lichtverhältnissen funktioniert das nur suboptimal. Deshalb habe ich mir eine kleine "Lampe" aus drei LEDs gebaut, die auf Knopfdruck mein Gesicht beleuchtet, und damit funktioniert die Erkennung sehr zuverlässig. Da ich aber faul bin möchte ich nicht jedes mal einen Knopf drücken.

Meine Idee: Die Kamera hat eine kleine LED, die leuchtet wenn die Kamera Aktiv ist. Mit diesem Licht möchte ich meine Lampe für ein paar Sekunden ansteuern.

Mein Plan: Eine kleine LDR/Photodiode/Phototransistor steuert einen 555 an, der dann für ein paar Sekunden die 5V aus einem USB-Handy-Netzteil durchschaltet. Die werden dann per Step-up Wandler auf 9,5V hochtransformiert, und damit erzeugen die drei LEDs in der Lampe genügend Licht für die zuverlässige Erkennung. Auf der 5V Seite fließen dabei rund 900mA.

Die Diode an der Webcam ist nicht sehr hell. Deshalb würde ich das Fotoelement mit einem kleinen Kasten "lichtdicht" vor dieser LED befestigen. Nun gibt es so viele Arten von photosensiblen Bauelementen, dass ich nicht weiß, wie ich das am besten/einfachsten anstelle.

Vermutlich brauche ich auch noch einen Treiber/Transistor hinter dem 555 (oder schafft der 1A für ein paar Sekunden?)

Bin für jeden Tipp dankbar.

Grüße, Paul

Angehängte Dateien:
#7613045
Lesenswert?

Wenn Du jeden Eingriff in die vorhandenen Geräte vermeiden willst, ist Deine Idee sicher nicht falsch. Der NE555 wäre etwas überfordert mit dem Strom. Üblicherweise schaltet man einen Transistor oder FET nach. Solange die LED lichtdicht ausgewertet wird, sollte eine Photodiode gut funktionieren. Da ist es nicht sooo wichtig welche das genau ist. Ich habe immer BPW34 vorrätig, aber eine etwas "billigere" wird es auch tun.

OP #7613068
Lesenswert?

Huii, das ging ja fix :-) (Schneller, als ich als Neuling antworten darf) Ich würde auch lieber direkt den Draht der LED direkt abgreifen, aber die Webcam ist leider zuverlässig verklebt. Ich glaube nicht, dass ich die zerstörungsfrei auf bekomme.

Da ich, wie gesagt, eine Weile aus dem Thema raus bin: Hast Du einen groben Vorschlag, wie die Schaltung zur Ansteuerung des 555 aussehen könnte (also, welche Widerstaände bzw. Spannungslevel usw. da am 555 benötigt werden)? Braucht man z.B. einen kleinen Kondensator in Reihe, damit der Eingang des 555 nicht die ganze Zeit auf high gezogen wird?

#7613185
Lesenswert?

Was Du suchst ist ein Monoflop. Das wird hier in voller Länge und guter Qualität erklärt: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0310121.htm

Du brauchst für die Beschaltung von Pin zwei noch einen Kondensator, Widerstand und Diode als Differenzierer um aus dem Signal der Photodiode einen kurzen Impuls zu machen, sonst würde das Licht anbleiben bis die LED der Webcam aus ist.

#7613193
Lesenswert?

Paul S. schrieb:

die 5V aus einem USB-Handy-Netzteil durchschaltet. Die werden dann per Step-up Wandler auf 9,5V hochtransformiert,

Warum so kompliziert, immer mit USB? Warum nicht gleich ein 12V-Steckernetzteil für 2,50€ nehmen und von da aus die LED-Lampe steuern?

Fotodiode oder Fototransistor ist das Richtige. Schmitt-Trigger dahinter, mit 2..3 Transistoren zusätzlich könnte man schon so ein Monoflop aufbauen. Natürlich geht das auch mit dem 555.

mfg

OP #7613844
Lesenswert?

Frederic S. schrieb:

Was Du suchst ist ein Monoflop. Das wird hier in voller Länge und guter Qualität erklärt: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0310121.htm

Du brauchst für die Beschaltung von Pin zwei noch einen Kondensator, Widerstand und Diode als Differenzierer um aus dem Signal der Photodiode einen kurzen Impuls zu machen, sonst würde das Licht anbleiben bis die LED der Webcam aus ist.

Danke für die Info, insbesondere zur Impulserzeugung. Mein Hauptproblem scheint aber ein anderes zu sein: Die LED an der Webcam ist nicht sehr hell. Ich habe einen einen bpw34 als Sensor bestellt. Aktuell habe ich hier nur irgendeinen Sensor, der allerdings hauptsächlich auf near IR reagiert, auf das bisschen Licht von der Webcam LED ist fast gar keine Reaktion zu messen. Bestellt ist ein bpw34 430...1100nm, aber das Datenblatt lässt befürchten, dass auch der mehr Licht braucht. Gibt es da vielleicht etwas geeigneteres?

OP #7613845
Lesenswert?

Christian S. schrieb:

Warum so kompliziert, immer mit USB? Warum nicht gleich ein 12V-Steckernetzteil für 2,50€ nehmen und von da aus die LED-Lampe steuern?

Das hat diverse Gründe:

  • Ein 12V Netzteil für 2,50 (ggf. incl. Versand) habe ich noch nie gesehen
  • Ein Handy-Netzteil und den Step-up Regler habe ich hier.
  • einen 555 ebenfalls
  • Ich kann die 5V auch direkt aus meinem Monitor ziehen.
  • 12V sind auch zu viel für die LEDs. Ich möchte da nicht mehr als 300-350 mA durchschicken, und das wären ca. 9,5V

Fotodiode oder Fototransistor ist das Richtige.

Die LED der Webcam ist ziemlich schwach. Hast Du einen Tipp, was da geeignet wäre?

Beitrag #7614063 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7614066 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7614082 wurde von einem Moderator gelöscht.
#7614085
Lesenswert?

Paul S. schrieb:

Die LED an der Webcam ist nicht sehr hell. Ich habe einen einen bpw34 als Sensor bestellt. Aktuell habe ich hier nur irgendeinen Sensor, der allerdings hauptsächlich auf near IR reagiert, auf das bisschen Licht von der Webcam LED ist fast gar keine Reaktion zu messen.

Insbesöndere bei grünen LEDs sind Fotowiderstände da deutlich besser geeignet. Eine Verstärkung für Deinen LED-Scheinwerfer brauchst aber so oder so. Wenn Du mit 200mA auskommen würdest, die kann der NE555 alleine schalten.

OP #7614253
Lesenswert?

Enrico E. schrieb:

Jens M. schrieb:

kann man dann auch mit IR beleuchten, und die IR-Lampe dann einfach am USB-Port auf Dauerlicht lassen.

Wenn die IR-Lampe 8 Stunden lang brennt, dann kommt er jeden Tag als schwarzer Neger braungebrannt von der Arbeit nach Hause.

Hast Du schon mitbekommen, dass man Neger heute nicht mehr sagt? (und das hat auch nichts mit der woken Schwurbelblase zu tun)

OP #7614257
Lesenswert?

Jens M. schrieb:

Wenn es nur um die Gesichtserkennung und nicht um normalen Gebrauch als Lampe geht: evtl. kann man dann auch mit IR beleuchten, und die IR-Lampe dann einfach am USB-Port auf Dauerlicht lassen.

Interessanter Ansatz. Allerdings weiss ich nicht, ob die Kamera überhaupt Infrarot kann. Zudem möchte ich auch nicht den ganzen Tag 5W verbrennen. Außerdem habe ich auch einfach Lust, mal wieder was elektronisches zu basteln :-) Und meinen "Scheinwerfer" finde ich schon mal ganz gelungen.

OP #7614264
Lesenswert?

Harald W. schrieb:

Paul S. schrieb:

Die LED an der Webcam ist nicht sehr hell. Ich habe einen einen bpw34 als Sensor bestellt. Aktuell habe ich hier nur irgendeinen Sensor, der allerdings hauptsächlich auf near IR reagiert, auf das bisschen Licht von der Webcam LED ist fast gar keine Reaktion zu messen.

Insbesöndere bei grünen LEDs sind Fotowiderstände da deutlich besser geeignet. Eine Verstärkung für Deinen LED-Scheinwerfer brauchst aber so oder so. Wenn Du mit 200mA auskommen würdest, die kann der NE555 alleine schalten.

Die LED ist weiß. Der Scheinwerfer sollte nicht das Problem sein. Ein Transistor und ein Widerstand ist auch für mich kein Hexenwerk :-) Ich habe eher ein Problem mit dem "davor". Die Änderung zwischen hell und dunkel ist dermaßen minimal... Wahrscheinlich ist ein Phototransitor da doch die bessere Wahl.

#7614301
Lesenswert?

Paul S. schrieb:

Hast Du schon mitbekommen, dass man Neger heute nicht mehr sagt?

Neger ist und war für mich noch nie ein Schimpfwort. Nur für Leute, die dieses Wort als Schimpfwort empfinden, ist es auch ein Schimpfwort!

Joachim B. schrieb:

ich habe auch mitbekommen das man heute Farbiger (colored people) sagt wo ich doch lernte das schwarz und weiß keine Farbe ist.

Farbiger ist aber auch diskriminierend gegenüber den Weißen. Deswegen sollte man heutzutage fairerweise schwarz und weiß sagen.

Ein Farbfernseher ist schließlich auch mehr Wert als ein schwarz/weiß Fernseher ;)

#7614339
Lesenswert?

Enrico E. schrieb:

Aber trotzdem fühlt sich die IR-Strahlung wärmer an.

Von zwei oder 3 Fernbedienungs-LEDs ziemlich sicher nicht.

Paul S. schrieb:

Allerdings weiss ich nicht, ob die Kamera überhaupt Infrarot kann.

Das ließe sich ja mit einer Fernbedienung testen.

Paul S. schrieb:

Zudem möchte ich auch nicht den ganzen Tag 5W verbrennen.

Das muss auch gar nicht sein. Du musst ja nur dein Gesicht ausleuchten, das sollte sich mit wenigen hundert mW erledigen lassen, und als Dauerlicht (so lange der PC aktiv ist) wäre es technisch einfacher: 3-5 LEDs, ein paar Widerstände, fertig. Streuscheibe und Gehäuse liegt ja auch schon vor.

Paul S. schrieb:

Die Änderung zwischen hell und dunkel ist dermaßen minimal... Wahrscheinlich ist ein Phototransitor da doch die bessere Wahl.

Wenn der Sensor lichtdicht am Gehäuse anliegt (und das rundum auch "zu" ist) ist der Unterschied schon zwischen "nix" und "ein bissel", das sollte relativ einfach gehen. Ein anderer Ansatz wäre, mal mit einem USB-Tester zu kucken, wie sich die Stromaufnahme der Kamera verhält. Wenn sie aktiv wesentlich mehr aufnimmt als in Ruhe, könnte ein USB-Zwischenstecker nach dem Master-Slave-Prinzip minimalinvasiv und auch optisch unsichtbar funktionieren.

Joachim B. schrieb:

das man heute Farbiger

Dabei sind doch die nicht-Schwarzen wesentlich farbiger als die sog. Farbigen... Sommersprossen, Haar- und Augenfarben, diverse Flecken, Narben, Krankheiten. Der "Weiße" ist immer bunt unterwegs ("Warum so Blass?", "Warum so ein roter Kopf?", "Der ist ganz grün im Gesicht!"), wohingegen Medizinstudenten bei "Farbigen" ganz andere Diagnostik anwenden müssen, weil man diverse Farbzustände schlicht nicht erkennen kann... Wie wär's einfach mit "Mensch"?

Enrico E. schrieb:

Deswegen sollte man heutzutage fairerweise schwarz und weiß sagen.

Die wenigsten "Weißen" sind weiß, und die wenigsten "Schwarzen" sind schwarz. Sind für dich Asiaten auch Gelb? Selbst erlebt und ein Augenöffner: Steh im Rossmann, kommt ein junger Mann dunkler Hautfarbe und spricht die Angestellte vollkommen Akzentfrei Deutschsprechend an ob es auch Pflaster in Hautfarbe gäbe. Die Dame hatte wohl ein Chamäleon in ihrer Ahnenreihe, nachdem sie ihn zunächst in die entsprechende Abteilung gelotst hatte und dann realisierte das die Objekte dort alle rosa sind wechselte sie doch ein wenig die Farbe. Er hats aber cool genommen und gesagt "kein Problem, dann nehm ich eins für Sie".

Dirk J. schrieb:

Bimbo, Mohr und maximalpigmentierter

Im Gegensatz zu "Neger", bei dem man sich ja zumindest noch mit "Im Spanischen bedeutet Negro halt einfach nur Schwarz, und das sind sie ja auch wohl, oder" so einigermaßen rausreden kann, ist Bimbo oder Mohr ja wohl eher rassistisch gemeint. Außer der Mohr ist von Sarotti und eine echte alte Figur für Sammler. Aber wie verquer unsere Gesellschaft ist, sieht man dran, das man über die gewoketen Versionen von "Jim Knopf und Lukas der Lokomotivführer" nur berichten kann, wenn man "N-Wort" schreibt. Oder passend zum Karneval vom ach so verpönten "I-Kostüm". Selbst da haben die Redakteure schon Angst, das Post vom Anwalt kommt.

OP #7614574
Lesenswert?

Jens M. schrieb:

Ein anderer Ansatz wäre, mal mit einem USB-Tester zu kucken, wie sich die Stromaufnahme der Kamera verhält. Wenn sie aktiv wesentlich mehr aufnimmt als in Ruhe, könnte ein USB-Zwischenstecker nach dem Master-Slave-Prinzip minimalinvasiv und auch optisch unsichtbar funktionieren.

Daran habe ich auch schon gedacht. Die Änderung ist massiv (300 zu 5 mA). Man müsste aber die Stromleitung aus dem Kabel herausprökeln um den Strom zu messen. Gibt es da evtl. fertige "Adapter"? Oder vielleicht einen Zwischenstecker mit 'nem Gehäuse zum Aufschrauben?

Beim Fotosensor bin ich mittlerweile beim BPW39B ( https://datasheetspdf.com/pdf-file/559901/TelefunkenMicroelectronics/BPW39B/1 ) gelandet und bin beeindruckt. Dieses Problem ist gelöst. Jetzt fehlt nur noch ein bisschen "glitch fixing" und der Transistor für die Last, (und eine Befestigung, und ein Gehäuse für die Elektronik, und ein Kabel :-) Kann also noch etwas dauern.

Ich habe den hier im Ort bei einem Großhändler gefunden, der mir als "local" 4 Stück verkauft hat. Das war eine richtig nette Begegnung.

#7614587
Lesenswert?

Paul S. schrieb:

Gibt es da evtl. fertige "Adapter"? Oder vielleicht einen Zwischenstecker mit 'nem Gehäuse zum Aufschrauben?

Es gibt günstig sog. USB-Tester, die Strom und Spannung messen, z.B. https://www.ebay.de/itm/364403264659. Shunt ist schon da. Du müsstest nur den Rest der Elektronik entfernen und deinen Messverstärker/Komparator da reinfrickeln.

Paul S. schrieb:

Dieses Problem ist gelöst.

Ja gut äh wenn du schon so weit bist...

#7614588
Lesenswert?

Joachim B. schrieb:

Paul S. schrieb:

Hast Du schon mitbekommen, dass man Neger heute nicht mehr sagt?

ich habe auch mitbekommen das man heute Farbiger (colored people) sagt wo ich doch lernte das schwarz und weiß keine Farbe ist.

Du wolltest aber nicht ernsthaft über Farb(zuordnung)en reden.

Jens M. schrieb:

Im Gegensatz zu "Neger", bei dem man sich ja zumindest noch so einigermaßen rausreden kann mit "Im Spanischen bedeutet Negro halt einfach nur Schwarz,

und das sind sie ja auch wohl, oder"

Contra: "Schwarz" kommt aber nicht mal anteilig wirklich vor... es gibt menschl. Haut mit z.B. Gelb- oder Rot- Anteilen, sogar -wie Du schon andeutetest- Grün (was öfter mal nach Blau kommt), aber "wirklich(e) Schwarze" gibt's einfach nicht. Dafür Braune...

Gast #7614619
Lesenswert?

Stefan M. schrieb:

Der NE555 wäre etwas überfordert mit dem Strom.

Ja. Allerdings ist ein Step-Up Wandler eingeplant. Wenn man einen mit Steuereingang verwendet, kann man den NE555 direkt daran anschließen.

Christian S. schrieb:

Warum so kompliziert, immer mit USB? Warum nicht gleich ein 12V-Steckernetzteil für 2,50€ nehmen

Finde ich auch. Dann entfällt allerdings mein obiger Vorschlag.

#7614666
Lesenswert?

12-9.5 macht? 2.5V 2.5V durch 300mA sind? 8.333R bei ca 0.72Watt

Also Bestellste Dir noch n paar 8R2 Widerstände mit 2Watt dazu und kannst 12V verwenden. Das passt dann halbwegs. Kannst auch drei 24R 1Watt Parallelschalten. Dann teilt sich die Wärme bissl besser auf. TIA wurde schon genannt, auf die Polung der photodiode achten, mehr als LOW kann der Opamp nicht, solange du ihn nicht mit negativer Betriebsspannung versorgst. Also den nichtinvertierenden Eingang und die photodiode auf V/2 legen. Pull-up am Ausgang, 100n in Reihe und wieder pull-up und von dort auf Pin2 vom 555.

Auch: den schwarzen interessiert es null Komma null, wie du ihn nennst, solange du freundlich bist. Frag selbst! Hab ich getan.

OP #7615132
Lesenswert?

Enrico E. schrieb:

Steve van de Grens schrieb:

Man betreibt LEDs vernünftigerweise mit der gewünschten Stromstärke, nicht mit einer festen Spannung.

Er will ja auch eine Konstantstromversorgung zwischen 300-350mA für seine 3 LEDs bereitstellen. Das entspricht CIRCA einer Gesamtflussspannung von 9,5V.

Vielen Dank für die Klärung. Erspart mir den eigenen Post.

Die LEDs vertragen ca. 400 mA, sind mit 300-350mA hell genug und sind nur ein paar Sekunden lang an. Dafür soll ich nun auch noch eine Stromquelle basteln? Mein Motto ist KISS.

(Jetzt habe ich ja doch einen Beitrag geschrieben, na, egal :-)

#7615248
Lesenswert?

Hallo Harald! Das ist sehr ärgerlich und man hört öfter davon. Hier ist das glücklicherweise nicht so. Aber ich komme nur noch sehr selten zum Friedhof. Ich schaffe es nicht mehr. Man sollte meinen, dass das mit den Jahren leichter wird. Wird es nicht; mir ist's immer schwerer geworden. Deshalb weiß ich nicht, ob so was auch hier mittlerweile möglich ist. Aber hier kümmern sich die Leute um ihre Toten. Der Friedhof ist immer super gepflegt und durch die vielen Lampen auch in der Dunkelheit sehr hell.

Gast #7615279
Lesenswert?

Paul S. schrieb:

Dafür soll ich nun auch noch eine Stromquelle basteln? Mein Motto ist KISS.

Ein angemessener Vorwiderstand würde in Kombination mit der festen Spannung ja schon reichen. Ist das nicht einfach genug?

Die Andere Variante (mit Festspannung) nennt man China-Schrott. Produkte, die nur eine Saison halten und dann im Müll enden.

OP #7615732
Lesenswert?

Es ist geschafft :-)

Der Prototyp ist fertig und funktioniert perfekt. Das ist vielleicht nich alles nach den Regeln der Kunst ausgeführt, aber das ist auch fast alles aus meiner antiken Teilekiste zusammengesucht (incl. einem altgedienten BD131 als LED-Treiber). Den 5 auf 9,5V Step-up Regler musste ich leider vor die Schaltung setzen. Dahinter wurde der Saft mit nur noch 4,3V schon etwas knapp. Die 10 mA Dauerstrom muss ich dann wohl akzeptieren.

Für den Fototransistor habe ich analog mit dem Dremel eine kleine Haube gefräst, die lichtdicht auf der Kamera sitzt:

Bei Interesse, die Kabelanschlüsse: schwarz-rot geht zum Fototransistor blau-rot ist die Versorgungsspanung 9,5V schwarz-orange geht zur LED

Vielen Dank für die vielen Kommrntare und Hilfestellungen.

Angehängte Dateien:
#7615800
Lesenswert?

Paul S. schrieb:

Den 5 auf 9,5V Step-up Regler musste ich leider vor die Schaltung setzen. Dahinter wurde der Saft mit nur noch 4,3V schon etwas knapp. Die 10 mA Dauerstrom muss ich dann wohl akzeptieren.

Nein, das musst du nicht! Dann hast du entweder den NPN-Transistor als Kollektorschaltung eingesetzt (sieht auf dem Steckbrett aber korrekt aus), oder statt 1k Basisvorwiderstand hast du versehentlich 10k eingesetzt.

In korrekter Emitterschaltung fallen an der CE-Strecke nur max. 0,2V ab.

OP #7616066
Lesenswert?

Danke für den Hinweis. Dann werde ich mir das nochmal anschauen. 0,7V Abfall erschien mir jetzt gar nicht so abwegig. Der Emitter geht an plus, am Collector liegt die Last. (Ich muss gestehen: Die Emitter-/Collectorschaltung hat sich mir noch nie vollständig erschlossen. Transistoren sind immer noch Magie für mich :-)

Der Basiswiderstand hat sogar 22 kOhm. Ich hatte beim Testen nicht den Eindruck, dass ein kleinerer Widerstand außer einem höheren Basisstrom was verändert.

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren