Hallo, ich hoffe meine frage gehört hier hin. Kann mir jemand erklären was ich unter "phasen-sensitiver Filterung" zu verstehen habe bzw. wie das Reflexionsverfahren mit moduliertem Infrarotlicht funktioniert! Damit soll bspweise an einer Wetterstation bei der Niederschlagmessung das einwirken von Störgrößen reduziert werden bzw. gemessen werden ob es regnet. Wäre super wenn mir das jemand ausführlich erklären könnte. Finde nix dazu im netz. Danke
Man moduliert das Licht, zB mit 10kHz und empfaengt mit einem synchrongleichrichter. Dann ist man das Umgebungslicht los. Schau dir man den AD630 an, der ist darauf optimiert. Man kann aber auch mit analogschaltern arbeiten.
Danke für deine Antwort. Also kann ich mir das so vorstellen: Ich sende mit einer IR-Diode ein moduliertes Lichtsignal von der Wetterstation weg. Regnet es wird ein Teil der Strahlung reflektiert und diese messe ich dann mit einem Synchrongleichrichter der nur Strahlung in dieser Frequenz aufnimmt. Also bekomme ich Signale zurück kann ich sagen es regnet! Danke
Es ist sogar einfacher wie offensichtlich. Man nimmt einen Rechteck, und steuert damit den Analogschalter und die LED an.
Suche nach "synchroner Gleichrichtung" oder "quadrature Demodulator" da dürfstes du mehr finden.
Stelle dir es aber nicht so einfach vor wie es sich am Anfang anhört. Du benötigst eine gute Verstärkerschaltung, eg. TIA für die Photodiode. Dieser TIA sollte AC verstärkeren, dh. nach Möglichkeit DC-Umgebungslicht stark unterdrücken und nur dein getaktetes Lichtsignal stark verstärken. Danach kommt der synchrone Gleichrichter. Das ist entweder ein schaltbarer Inverter OpAmp der das Eingangsignal per Takt invertiert oder nicht invetiert. Danach kommt ein Integrator OpAmp. Als Ausgangswert hast du dann ein DC Signal das angibt wieviel von deinem gepulsten Licht empfangen wurde. Oder man nimmt einen analogen Umschalter der das Signal in zwei RC Tiefpässe leitet und danach wird mit einem Differenzverstärker das DC Signal verstärkt. Du solltest aber beachten das du eine Reflexionsmessung durchführen möchtest und das Resultat ist dann stark abhängig von den refelxionseigenschaften des Regens. Vielleicht wäre es besser eine Durchlichtmessung zu machen, also eine empfindliches Lichtschranke durch die der regen fällt. Wobei wir dann beim sogenannten _Distrometer_ angekommen wären, suche mal nach _Laser Distrometer_
danke für die antworten. Eigentlich wollte ich verstehen wie die Niederschlagsmessung von dem ClimaSensor D von ThiesClima funktioniert. http://www.thiesclima.com/Climasensor%20D%20niederschlag.html Denke dieser Sensor ist nicht in der Lage die Menge bzw. die Art des Niederschlages festzustellen.
Man kann so die Art des Niederschlages messen aber sicherlich nicht genau genug die Menge berechnen. Alle optischen Distrometer berechnen defakto die Niederschlagsmenge als Integral über die Zeit. Theoretisch meine ich aber das man auch per Reflexionsverfahren das gleiche machen kann wie bei einem Laser-Distrometer, ich sehe zumindest keine Verletzung der Physik die es definitiv verhindern würde. Problematisch ist eben bei der Mengenberechnung das man ein exakt optisch begrenztes Sichtfenster benötigt, weswegen ja Laser benutzt werden die ein sehr dünnes und paralleles Lichtband benutzen, so das man eine exakte 2D Fläche optisch aufspannt durch die der Niederschlag fallen kann. Bei der Reflexionsmessung pulst du mit einer zb. Rechteckspannung die Sendediode die Licht aussendet. Auf Empfangsseite kommt erstmal ein TIA, Transimpedance Amplifier zur Verstärung des empfangenen modulierten Lichtsignales der Empfängerphotodiode. Dieser TIA sollte DC Licht, also zb. Sonnenlicht möglichst gut abblocken und desweiteren so viel Verstärkung wie gesamt notwendig haben. So verringerst du das Gesamtrauschen der Empfängerschaltung und erhöhst den SNR und damit Genauigkeit. Das Signal danach wird synchron gleichgerichtet. Dh. man wechselt die Polatität eines AC Signales zu einem gegebenen Takt. Ist das AC-Signal identisch zum Takt entsteht nach dieser Gleichrichtung ein DC-Signal das proportional zur Amplitude des empfangen reflektierten Lichtes ist. Im Idealfall wird der synchrone Gleichrichter mit dem gleichen Takt gefüttert wie die Sende-LED. Der Idealfall bedeutet das die Empfängerschaltung=TIA und synchrone Gleichrichtung eine Phasenverschiebung von 0 Grad haben. Diesen Idealfall wird es nicht geben da das meistens auch noch Temperatur abhängig ist. Um das zu vermeiden benutzt man eine IQ-Demodulation. Man hat also zwei synchrone Gleichrichter deren Takte um 90 Grad phasenverschoben zueinander sind, mit der gleichen Frequenz mit der man die SendeLED pulst. Nach den zwei Gleichrichtern hat man das sogenannte Quadratur- und Inphase Signal als DC Spannung. Aus diesen beiden Spannung kann man mit speziellen Formeln phasenverschiebungsfreie Werte für die absolute Phasenverschiebung und Amplitude des empfangenen Signales berechnen. Das alles erhöht den SNR und damit die Genauigkeit der Objekterkennung. Gruß Hagen
>Denke dieser Sensor ist nicht in der Lage die Menge bzw. die Art des >Niederschlages festzustellen. Die Art des Niederschlages könnte gehen, nicht die exakte Menge. Der Sensor könnte per Reflexion ein Ereignis=Objekt erkennen und anhand der Dauer und Amplitude auf die Art des Objektes reagieren. Also Regentropfen und Schneeflocken sollten sich schon unterscheiden lassen per Reflexion. Aber eben nicht die Menge an Ereignissen in Bezug auf eine abgegrenzte 2D Fläche im Raum. Gruß Hagen
SUPER! Danke für die ausführliche Antwort. so langsam wirds klarer.
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