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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Time Fountain - Tropfenerkennung


Autor: M2K (Gast)
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Guten Abend Gemeinde,

ich baue im Moment eine Time Fountain (Videos bei Youtube sagen mehr als 
Tausend Worte ;) )

Ich möchte gerne eine Digitale Version bauen, welche Automatisch auf die 
Tropfen syncronisiert wird.
Erste Hürde war erst einmal, die Tropfen wirklich schön rund und in 
einem Regelmäßigen Abstand zu bekommen (somit wird eine 
Abstandsverschiebung und "zittern" verhindert).

Dazu habe ich eine Kanüle mit 2 Entlötfiltern gefüllt, und lasse dort 
Wasser aus einem Mini Tank oberhalb einlaufen. Das Wasser von unten wird 
natürlich wieder hochgepumpt.

Mit 30ms Licht Aus und 3,6ms Licht An bekomme ich die Tropfen in der 
Luft zum stehen. Mit der Einstellung sieht man das Licht aber noch 
flackern. Mit nur einem Entlötfilter läuft es schneller, damit sieht es 
viel besser aus, aber da gelingt es mir nur für ca. 1s den 
Funktionsgenerator so einzustellen, dass die Tropfen schweben (Gerät ist 
außerdem schon 20 Jahre alt)

Wie auch immer, später soll ein µC die Funktion des Funktionsgenerators 
übernehmen. Dieser soll dann mit den Tropfen Syncronisiert werden. Und 
da ist das Problem. Die Originale Time Fountain arbeitet mit einer 
Resistiven-Tropfen-Erkennung. Das heißt ein Stück Draht hängt ziemlich 
nahe an der Abtropfstelle des Tropfens. Über diesen wird der Wiederstand 
gemessen (Wasser der Kanüle hat Kontakt zur Masse).
Habe eine OP-Amp Schaltung gebaut (Spannungsfolger), dieses dann vom µC 
als Rechtecksignal ausgeben lassen, und damit eine LED angesteuert. 
Funktioniert soweit ohne Probleme, solange der Kontakt auf den nm genau 
an der richtigen Stelle ist. Zudem macht er die Schöne Tropfenform 
kaputt...
Ich habe schon vieles ausprobiert und bin zum Schluss gekommen, dass 
zwei Drähte im 60 Grad Winkel (Spitzen stellen Scheitel des Winkels dar) 
am besten arbeiten. Die Spitze ist genau in der Tropflinie, wobei die 
Drähte einen Abstand von wenigen Zentelmillmeter haben.
Da mir diese Methode aber ganz und gar nicht schmeckt, wollte ich hier 
nach alternativen Ansätzen fragen, die Tropfen zu erkennen.

Möglich wäre:
- Optisch, wobei Probleme sind: Sensor muss sehr genau sein und 
Störunempfindlich
- Piezoelektrisch, Problem: Sensor muss am untersten Auftreffpunkt 
angebracht werden. Dabei spritzt jeder Tropfen, aber es ist eben 
erwünscht, dass der Tropfen im Wasser landet. Geräusche im Wasser messen 
ist leider nicht möglich, da es für mich nicht möglich ist, das Geräusch 
der Pumpe zu filtern.


Wäre nett wenn Jemand einen guten Tipp für mich hätte


Danke :)

Gruß Mike

Autor: Christoph (Gast)
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Wow, stark, kannte ich noch nicht:
Youtube-Video "Time Fountain - Optical Illusion"

Autor: M2K (Gast)
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Danke für das Video, dort sieht man auch ganz gut, dass die Tropfen 
etwas Zittern. Das kommt vom "unberuhigtem" Tropfen.

Autor: Christoph (Gast)
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Hmm, ist aber trotzdem beeindruckend.
Zum Sensor: Vielleicht eine Lichtschranke? Ich könnte mir vorstellen, 
dass der Tropfen das Licht gut streut. Eventuell kannst Du die 
Lichtschranke mit einem Laserpointer bauen.

Autor: M2K (Gast)
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Meinst du das klappt mit einem sehr dünnem Laserstrahl? Theoretisch 
sollte ja beim Eintrittpunk in den Strahl eine starke Ablenkung 
stattfinden. Müsste ich doch direkt mal ausprobieren, bräuchte nur nen 
Phototransistor dazu :(

Autor: Christoph (Gast)
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Das ist ja der Messeffekt: Tropfen da, Strahl wird abgelenkt. Tropfen 
weg, Strahl geht durch.
Phototransistor: SFH300 + Vorwiderstnd

Autor: M2K (Gast)
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Laser ist perfekt.
Gibt ein Schönes Rechtecksignal :)

TipTop Signal jetzt ;)

Autor: hans peter (Gast)
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Was für einen Laser benutzt du?

Autor: M2K (Gast)
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Einen Grünen Laserpointer mit einem Stück schwarzen Klebeband (mit 
Nadelloch) davor um einen dünneren Strahl zu erzeugen. Als 
Phototransistor musste eine halbe Gabellichtschranke herhalten.

Ich habe aber gerade eine viel kleinere Lösung gefunden.
Man nimmt eine Led und einen Phototransistor der "abgeschirmt" ist wie 
in einer Gabellichtschranke. Bei richtiger Positionierung, zeigt das LED 
keine Wirkung. Fällt der Tropfen allerdings durch, bündelt dieser das 
LED licht, und regt den Phototransitor sehr stark an.
Ich glaube das ist die Lösung für mich :)

Autor: Jörg H. (idc-dragon)
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Interessant, das ist eine moderne Variante von einer Bastelei, was ich 
vor Jahren mal im Fernsehen sah. Damals nahm man ein 
Xenon-Blitzstroboskop, und (Achtung, Verbesserungsvorschlag) obendrauf 
einen netzbetriebenen Rasierer. Der hat mit seinem Gerüttel dafür 
gesorgt, daß die Tropfen synchron zur Netzfrequenz abreißen. Das Strobo 
hat man auch netzsynchron oder leicht gegen die Netzfrequenz vertrimmt 
betrieben.

Dann braucht man keine aufwändige Erkennung und ich denke, die Tropfen 
werden auch weniger "Jitter" haben. Der Effekt lebt vermutlich davon, 
daß man mehrere Tropfen gleichzeitig sieht? Dann müssen sie nämlich in 
ganz gleichmäßigen Intervallen kommen, sonst stehen sie nicht stabil.

Nur meine €0,02

Jörg

Autor: Christoph (Gast)
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Gute Idee, aber es brummt :-)

Autor: A. B. (funky)
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hast du da noch paar Infos zu? Sieht echt geil aus
Youtube-Video "My Time Fountain"

Gibt man da irgendwas ins Wasser damit es fluoresziert? Und sind das 
ganz normale LEDs? Teilweise sah das irgendwie so nach Schwarzlich  aus?

Autor: A. B. (funky)
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abo

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Ich hab das mal fuer ein FH-Experiment mit nem Laser gemacht, bei ner 
Lichtschranke ist zweifelhaft, ob das Wasser sie auch ausreichend 
zerstreut. Ich denke mit nem Laser und einem Fototransistor bist du gut 
beraten ;)

Hab das Prinzip mal hier aufgezeigt:
Youtube-Video "A photo electric sensor with a laser."

Autor: M2K (Gast)
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Erkennung funktioniert jetz 1 A

Nun habe ich aber ein Problem mit dem Programm.
Ich nutze einen Atmega 8535.
Zum Messen der Zeit zwischen zwei Tropfen verwende ich ICP (Timer 1 mit 
16 bit)

Da ich also einen 16 bit und zwei 8 bit Timer habe wird es kompliziert.

Ich bekomme einen Wert zwischen 0 und (2^16)-1 für die Zeit zwischen den 
Tropfen heraus. Idealerweiße stelle ich den Prescaler und die 
Tropfgeschwindigkeit so ein, dass ich mich in einem Bereich zwischen 
20.000 und 45.000 befinde.

Nun möchte ich die LED mit dem PWM Modus des Timer 0 ansteuern. Dieser 
hat nur 8 bit. Die gemesene Zeit mal 5 genommen soll vorerst die Zeit 
zwischen den LED Blitzen sein. Das heißt meine Frequenz vom PWM 
entspricht 5 x Gemessene Zeit. Die "Tropfenbreite" die ich sehe 
entspricht dem Tastverhältnis vom PWM.

Da ich bisher nur mit einem simplen standart PWM Modus gearbeitet habe 
(nur für Motorsteuerungen), hätte jemand nen Tipp wie ich die Frequenz 
verändern kann? Und gleich so sinnvoll, dass die beiden Timer (16bit und 
8 bit) gut zusammen arbeiten?

Danke

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Poste mal Code, das versteht so keiner. Kann Dir auch mal meinen Code 
posten, falls Dir das ggf. Anregungen gibt :P

Autor: Frank (Gast)
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Wäre es nicht auch möglich, dass man die Tropfen durch sich 
gegenüberstehende, aber sich nicht berührende Nadelspitzen fallen läßt. 
Wenn der Tropfen dazwischen ist, gibt's ein kurze (leitende) Verbindung, 
die man signaltechnisch durch einen kleinen Transistorverstärker noch 
ein wenig aufhübschen kann.
Meinungen dazu?

Noch eine Frage:
Damit es auch interessant wirkt, braucht man doch recht viele Tropfen 
gleichzeitig im "Bild". Folglich ist die Tropffrequenz recht hoch 
(geschätzt ca. 5Hz). Wie bekommt man das denn stabil hin?

Gruss

- Frank

Autor: Juergen G. (jup)
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Super Sache, gefaellt mit gut.

Aber anscheinend hab ich irgendwas noch nicht richtig verstanden.

Wozu brauchst Du eine PWM um das zu realisieren? Du brauchst doch nur 
einen Puls mit fester Laenge, der eine variable Zeit nach einem 
Startsignal anfaengt und nach fester Laenge aufhoert.

Also meines erachtens nach, den Tropfsensor auf einen Schmittrigger und 
an einen Interrupt, der INT startet einen auf CTC konfigurierten und mit 
Interrupt ausgestatteten Timer. Das entsprechende Compare Register hat 
die Zeit die vergehen soll bis der Puls anfaengt (das kann per Poti am 
ADC variabel gestaltet werden).
Der Interrupt welcher ausgeloest wird beim erreichen der Zeit, triggert 
einen zweiten Timer der die Puls-Laenge bestimmt.

Ich meine so sollte es gehen.

Ju

Autor: M2K (Gast)
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@Michael

ich habe bisher nur den Code für das errechnen des Tropfenabstands.
Code ist unten, habe vorher noch nie mit ICP gearbeitet, aber damit 
funktioniert es.
PWM deswegen, da dann alles Hardwareseitig abgewickelt wird, so das beim 
Auslesen des ADC (@Jürgen, die Idee hatte ich auch, ist sehr gut ;) ) 
keine Flackern der Tropfen auftritt.

Ich muss heute nochmal das Datenblatt durchackern.

Aber Michael, wenn es dir nichts ausmacht, kannst du gerne deinen Code 
posten, wäre super nett




volatile unsigned char Overflows = 0;
                                       

volatile unsigned int  StartTime = 0;

volatile unsigned int  EndTime = 0;

volatile unsigned char ProgrammDurchlauf;


uint32_t Erg = 0;


ISR( TIMER1_CAPT_vect )

{



  static unsigned char ErsteFlanke = TRUE;



  if( ProgrammDurchlauf == TRUE)     

    return;               

                


  if( ErsteFlanke == TRUE )

  {

    StartTime = ICR1;    

    Overflows = 0;

    ErsteFlanke = FALSE;         

  }

  else

  {

    EndTime = ICR1;      

    ProgrammDurchlauf = TRUE;  
    ErsteFlanke = TRUE;        
  }

}



ISR( TIMER1_OVF_vect )

{

  Overflows++;

}



void init_interrupt(void)      

{

  TCCR1B = (1<<CS10) | (1<<CS12);   

  TIMSK = (1<<TICIE1) | (1<<TOIE1);

  sei();          

}



void calc(void)
{
  Erg = (Overflows * 65536) + EndTime - StartTime;
}


int main()

{


  init_interrupt();        


  while(1)        
  {

    if( ProgrammDurchlauf == TRUE)    

    {
            calc();
            

      ProgrammDurchlauf = FALSE;

    }

  }

}



Autor: Sven Johannes (svenj)
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Moin,

kräftig einfärben und UV-aktiv machen kann man das Wasser mit 
Fluorescein bzw. Uranin (beide Namen sind irgendwie gängig)

Das Zeug wird kiloweise in Flüsse gekippt um den Verlauf verfolgen zu 
können, ist also nicht giftig.

--
 SJ

Autor: funky (Gast)
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hey, hier hat das einer in groß gebaut:

http://www.hans-wurst.de/schwebendes_wasser_6155_media.html

man, das sieht echt sau geil aus...


Also nochmal ne Frage:
Das wind wirklich einzelen Tropfen und die Tropfgeschwindigkeit wird 
nicht variiert? Der "timestretching" Effekt beruht einzig und allein auf 
Änderung der Blinkfrequenz?

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Bzgl. des Tropfens fallen mir da zwei Sachen ein:
Bei automatischen Scheibenwischern moderner PKWs erfasst eine 
IR-Lichtschranke die Änderung der Lichtbrechung durch einen auf der 
Scheibe liegenden Tropfen.
Das müsste also auch für diesen Aufbau geeignet sein.

Wenn der Tropfen eine Lichtschranke 'durchfällt' sollte er nur einen 
Impuls auslösen und alle Tropfen sollten das an der gleichen Stelle tun. 
Man sollte es also hin bekommen, dass auch bei einer normalen 
Gabellichtschranke der Impuls immer zur gleichen Zeit kommt, ganz ohne 
Laser.
Gabellichtschranken gab es auch mal mit Loch oder mit Schlitz. Wenn man 
letzteren noch weiter verängt und quer zur Tropfrichtung legt, müsste es 
doch funktionieren. Allerdings würde jeder Tropfen zwei Impulse 
auslösen:
Er tritt in den Spalt ein und bricht das Licht vom Empfänger weg. Liegt 
er genau in der Mitte, fokussiert er das Licht in den Empfänger, dann 
unterbricht er wieder, bis er aus dem Lichtspalt heraus ist.

Das per Software in den Griff zu bekommen ist aber recht einfach, wenn 
man den Counter für die Lichtblitze auf den ersten Impuls triggert und 
dann für eine feste Zeit den Interrupt sperrt, bevor man ihn wieder frei 
gibt. Dadurch könnte man die Tropfen weiter beruhigen.

Ich kann mir nämlich vorstellen, dass es einfacher ist eine fertige 
Gabellichtschranke eventuell etwas zu verängen als eine 
Reflex-Lichtschranke auf den passenden Winkel auszurichten, damit ein 
einzelner Tropfen auch nur einmal das Licht auf den Empfänger bricht.

Wenn man mit dem verengten Spalt das Problem hat, dass nicht genug Licht 
durch fällt, dann geht es vielleicht auch anders herum. Man baut sich 
eine Verstärker-Trigger Schaltung mit einstellbarer Empfindlichkeit 
hinter die Lichtschranke und bekommt nur dann einen Impuls, wenn der 
Tropfen das Licht tatsächlich bündelt. Ohne Tropfen auf kein Impuls... 
Aber das ist was für die Analog-Bastler :)

Cooles Projekt, aber leider keine Zeit :(

Gruß, Ulrich

Autor: Juergen G. (jup)
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...
 so das beim
Auslesen des ADC ...
keine Flackern der Tropfen auftritt ...

Der ADC hat auch einen Interrupt der anzeigt wann er fertig ist. Und das 
einzige was da getan werden muss ist, das Compare Register des Timers zu 
laden. (und vielleicht den Mittelwert ueber die Messungen zu bilden)

Der ADC kann, muss aber nicht im FreeRunningMode laufen, er kann etwa 
alle 10ms angestossen werden und lauft dann "selbsterregt" die 255 
Messungen (zur Mittelwertbildung) durch.
Der ADC Interrupt sieht dann in etwa so aus:

uint32_t  iReg = 0;

ISR(ADC_vect ) {
  static uint8_t mcount = 0;

  mcount++;
  iReg += ADCW;    Werte aufaddieren

  if (mcount == 0){
    TIMER_COMPARE_REGISTER = (iReg >> 8); // Mittelwert
    iReg = 0;
  } else {
                ADCCR |= (1<<ADCSC);
        )

}

Wenn der erste Timer, also der, der die Zeit vom Tropfenfall bis zu 
Puls_AN misst abgelaufen ist, setzt er eine Globale Variable auf die 
Zeit, die der Puls an bleiben soll.
Der "zweite" Timer zaehlt diese variable runter bis auf 0 und schaltet 
den Puls bei > 0 ein und bei 0 aus.

Die Zeit haben wir alle mal um das zu machen.

Die ISR des "ersten Timers"

volatile uint16_t PulsZeit;

ISR (TIMER0_COMPA_vect){
    PulsZeit = DauerDesPulses;
}

und die ISR des "zweiten" Timers sieht etwa so aus

ISR (TIMER0_COMPA_vect){


    if (PulsZeit) {
       PulsZeit--;
       BeleuchtungsPORT |= (1<<Pin_der_Beleuchtung);
    } else {
       BeleuchtungsPORT &= ~(1<<Pin_der_Beleuchtung);
    }
}


Ju

Autor: Juergen G. (jup)
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Ich sag auch mal was zum Sensor.

Ulrich P. hat Recht mit den Gabellichtschranken (GLS), diese zu 
manipulieren ist sogar recht einfach.
Ich habe mit Kunden staendig das Problem, dass wenn diese mal an der GLS 
angeeckt sind, die GLS nicht mehr das Signal gibt was die Electronik 
dahinter erwartet.
Also muss man die LED oder den Transistor da drin nur in eine der beiden 
Ecken hinter dem Schlitz druecken, und schon loest nur der untere oder 
der obere Bogen des Tropfens einen Impuls aus.

Ju


Nachtrag: die Leute die mit den schwebenden Gegenstaenden unter einem 
Magnet experimentieren, fokusieren das Licht der LED for dem Empfaenger 
mit einem (innen dunklen) Rohr.

Autor: Juergen G. (jup)
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Der "zweite" Timer ist natuerlich nicht auch

TIMER0_COMPA_vect

sondern ein anderer.
Das kann zB. ein 8 Bit Timer sein der mit dem Prescaler gemeinsam die 
Zeit ergibt, die die Tropfen beleuchtet werden sollen.

Ju

Autor: M2K (Gast)
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Nochmal, damit alle sehen das der Laser besser ist:

Ich bekomme ein Rechtecksignal heraus, welches High ist, wenn der 
Tropfen durchfällt, und ein Low Signal, wenn kein Tropfen da ist.
Es gibt hier komischerweiße nicht den Effekt, dass ein Tropfen zwei mal 
triggert.

Und ich werde den PWM Modus verwenden, wobei ich den Top Wert des Timers 
verschieben werde (das macht mir meine Tropfrichtung, bzw 
Geschwindigkeit)
Die Verschiebung gibt mir die Länge des Tropfens

Autor: A. B. (funky)
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was für einen Laser hast du denn da benutzt? Gibt es da etwas günstiges?

Autor: funky (Gast)
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Ich geh heute mal in einen lokalen Modellbauladen und schau was da ne 
kleine Wasserpumpe kostet.

Was man eventuell noch ausprobieren könnte: um den Wasseraustritt eine 
kleine Drahtschlaufe und dann kapazitiv messen. Es gibt ja auch 
kapazitive Näherungssensoren. Ich weiß nicht wie gut und ob das 
funktioniert und ob ein Wassertropfen da eine nennenswerte Veränderung 
ausmacht die man detektieren kann, aber ausprobieren kann man es ja mal. 
Und ich stelle es mir einfacher zu justieren vor als mit dem Laser den 
Wassertropfen zu treffen.

Komme hoffentlich am WE dazu mal einen Aufbau zu machen und damit rum 
zuspielen.

@M2K: hast du denn schon irgendwelche weiteren Timingerkenntnisse 
gewonnen? Also mit welcher Frequenz man die LED am besten blinken läßt?

Autor: M2K (Gast)
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Also mit Laser ist das kein problem, denn kann man um 1mm hin und her 
justieren, das reicht von der genauigkeit.
Meine erste Messung mit der ich einigermaßen zufrieden war, waren 30ms 
Licht aus und 3,6ms Licht an.

Einziges Problem dabei, ich weiß die Tropfgeschwinigkeit nicht mehr.
Im Moment versuche ich gerade das Tröpchensystem von Gardena, um saubere 
Tropfen hinzubekommen.

Ich berichte wenn es fortschritte gibt.

Funky kommst du zufällig aus Augsburg?

Autor: funky (Gast)
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ne, ich wohne momentan in der Schweiz.

Genau...das wäre meine nächste frage...wie bekommt man am besten 
möglichst saubere Tropfen hin?

Und wie hast Du es denn in deinem Aufbau gemacht? Kommt der Tropfen 
direkt aus dem Pumpenschlauch...also kommt das Wasser mit Druck? Oder 
füllst du einen Behälter, aus dem es dann von alleine raustropft?

Habe gerade mal bischen rumgerechnet um eine Blinkfrequenz 
abzuschätzen...hoffe das stimmt:

Bin von einem Tropfenabstand von 5cm ausgegangen(sah auf einigen Videos 
geschätzt danach aus). Bei jedem Tropfen muss die LED ja einmal 
aufblitzen soweit ich das verstanden habe

s = 1/2 g * t²

=> t = 2*s / g

t= 2*0.005m / 9.81

0.031ms => 31 Hz

Da würde man das flimmern ja sehr deutlich sehen. Ergo geringerer 
Tropfenabstand oder das Wasser mit Druck rausspritzen. So 100Hz müßte 
man ja denk ich schon haben damit man kein Flimmern sieht und es nicht 
unangenehm wird.

Bin gespannt...ich werde es mal mit der kapazitiven Messung versuchen. 
Laserdioden hab ich nämlich nicht zu Hause.

Autor: M2K (Gast)
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Wasser mit Druck rausspritzen geht nicht, dann tropft es nicht mehr.

Meine Daten haben auch etwas geflackert.
Lösung für saubere Tropfen und schnelle Tropfen ist eine Kanüle, welche 
mit einem kleinen Schwamm gefüllt wird. Darüber einen kleinen 
Wassertank. Die Pumpe hält das Level vom Tank konstant (pumpt einfach 
rein, und ein überlauf lässt das Wasser nach unten ablaufen).
Die Tropfgeschwindigkeit variert man dann über die größe des 
Schwammstücks.

hier mein erster Versuchsaufbau:
http://www.youtube.com/watch?v=kPSZPZZ62dc

gegen Ende sieht man sehr schön wie sich die Tropfen ausbilden

Autor: M2K (Gast)
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Was hast du da eigentlich gerechnet?

Die Einheit Herz ist soch 1/s
Von daher kannst du nicht sagen, dass 0,031ms (was sowieso komplett 
falsch ist), das sind nämlich 31µs.
Das Entspricht einer Frequenz von 32,26 kHz wenn ich mich nicht irre

Autor: M2K (Gast)
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Anmerkung noch zu meinem Video. Ich kann an meinem Funktionsgenerator 
leider kein ausreichendes Offset einstellen. Somit wird der Tropfen mit 
steigender Fallgeschwindigkeit immer schneller. Das wird natürlich 
später mit dem µC nicht mehr der Fall sein.

Autor: Juergen G. (jup)
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Da es mich interessiert hat wie Du ein Stueck Schwamm in eine Kanüle 
bekommen hast, hab ich mir mal das Video angesehen.

Das was da im Video zu sehen ist, ist nicht die Kanüle, sondern die 
Spritze.

Da bekommt man dann natuerlich schon ein Stueck Schwamm rein.

Ju

Autor: Martin M. (Gast)
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Angehängte Dateien:

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Hallo,
ich habe vor ca. 2 Jahren mal einen Tropfenzähler gebaut. Also, um die 
Dauer einer Infusion besser einstellen zu können (niemand hat es 
geschafft, das was ich damals bekommen musste, in der vorgegebenen Zeit 
- 1 Stunde - dröppeln zu lassen.. :) )

Dabei hat der Aufbau wie im Anhang zu sehen, sehr gut funktioniert. Die 
Leuchtstofflampen in meinem Bastelraum, oder das Tageslicht, haben das 
Ding nicht gestört - auch nicht, als ich versucht hab, eine Störung zu 
provozieren. Die Fotodiode/ den Fototransitor(peinlicherweise weiß ich 
schon garnicht mehr, was es ist..) aus einem alten 5,25" 
Diskettenlaufwerk ausgebaut..

Habe auch schon magnetisches Schweben ausprobiert. Da ging es mit einer 
IR-Diode und einem Fototransistor besser als mit einem Laser. Mit Laser 
war der Strahl einfach zu dünn und die Regelung zu instabil.

Ich denke, ich habe immer nur die fallende Flanke gezählt und dann eine 
erneute Triggerung erst wieder nach einer bestimmten Zeit erlaubt - oder 
nein - das Licht wurde ja durch den Tropfen gestreut, also fallende 
Flanke und dann etweiges Prellen verhindert, indem das Signal mindestens 
x Timerinterrupts da sein musste, um gültig zu sein..

Grüße,
Martin

Autor: Martin M. (Gast)
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... ohne jetzt bis zum Schluss gelesen zu haben.. :) zu meiner 
Verteidigung füge ich außerdem noch hinzu, dass ich gegen 12 angefangen 
habe zu schreiben.. :)

Grüße,
Martin

Autor: M2K (Gast)
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Ziemlich genau so, sah bei mir der "LED-Phototransistor" Aufbau auch 
aus. Nur dass ich die extremen negativen Peaks gezählt habe, die beim 
Bündeln des Lichtes entstehen.

Autor: elko (Gast)
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Schaut euch mal diese Fotografen an: 
http://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=407068
Sowas würde ich auch gerne mal machen. Einen µC, der die Tropfen 
auslöst, zum Beispiel über ein Magnetventil und der den Fotoapparat im 
richtigen Moment ein Foto machen lässt. Solche verrückten Videos wie die 
verlinkten würden sich dann auch machen lassen, indem man viele Fotos 
aufnimmt, immer wieder ein kleines Stück später.

Wichtig für solche Fotos und auch für die TimeFountain, damit die gut 
aussieht, ist die Reproduzierbarkeit der Tropfen. Dazu gehört:
- Die Tropfen zu gesteuerten Zeitpunkten zu starten. Möglich wäre das 
zum Beispiel mit einem Magnetventil und unter Druck stehendem Wasser. 
Oder vielleicht könnte man auch von den Tintenstrahldruckern abgucken. 
Aber vermutlich sind die Tropfen dazu schon zu groß.
- die Tropfengröße definieren - sollte aber machbar sein, wenn ein 
Ventil eingesetzt wird.
- Das Abtropfen von der Aperatur definiert zu gestalten, damit die 
Tropfen möglichst gleich sind. Also zum Beispiel nicht schwingen, oder 
intern das Wasser strömt. Evtl. könnte man das über eine kurzen Draht 
machen, an dem der Tropfen entlangfließt.

Ein Zeitlupenvideo von so einem Schirm, wie er langsam wächst, stelle 
ich mir sehr genial vor. Aber das stellt sehr hohe Anforderungen an die 
Reproduzierbarkeit, die gerade bei diesem Thema nicht ganz einfach ist.

Autor: elko (Gast)
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Hier übrigens mal noch ein Aufbau von einem Fotografen: 
http://www.flickr.com/photos/23362014@N06/41596823...
Seine Fotos sind auch sehr sehenswert.

Autor: M2K (Gast)
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@elko

Unter hohem Druck hast du auf einer Strecke von 10 cm keinen Sauberen 
Tropfen.
Der würde in sich so unruhig sein. Auch jede Erschütterung der Apperatur 
macht das Ergebniss kaputt.
Nach wie vor ist eine Spritze, oder die Gardenadüse das Beste.
Das wichtigste dabei ist, dass der Wasserdruck niedrig ist und die Düse 
nicht so geform ist, dass das Wasser in einen laminaren Zustand 
übergehen kann. Die Düse oder wie man es nennen mag muss also eine Form 
besitzen, welche das Wasser sehr gut abreißen lässt. Gardenadüse im 45° 
Winkel funktioniert da sehr gut.

Autor: A. B. (funky)
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M2K schrieb:
> Was hast du da eigentlich gerechnet?
>
> Die Einheit Herz ist soch 1/s
> Von daher kannst du nicht sagen, dass 0,031ms (was sowieso komplett
> falsch ist), das sind nämlich 31µs.
> Das Entspricht einer Frequenz von 32,26 kHz wenn ich mich nicht irre

ich hab ausgerechnet wie oft die LED aufblitzen muss, wenn alle x 
Sekunden ein Wassertropfen fällt. Wobei ich über den Tropfenabstand auf 
die Frequenz gekommen bin

Hab mich aber verschrieben...nicht 0,031 ms sonder 31ms  und das sind 
ca. 31Hz. Und ja, da flimmerts.

Autor: A. B. (funky)
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wobei ich mir das nochmal in Ruhe zu Gemüte führe...hab das vorhin 
während der ARbeit hingekritzelt und nicht weiter durchdacht :P

Autor: A. B. (funky)
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hola die waldfee...gibts die scheiß Pumpen auch in leise? Ich habe eine 
12V von Graupner...das Kackteil macht einen Heidenlärm. Zum chillen 
absolut nicht geeignet.


ps: Wassertropen mit 0.5-1.5mm Durchmesser haben ca. 6m/s 
Fallgeschwindigkeit
( http://de.wikipedia.org/wiki/Regen#Fallgeschwindigkeit )

Autor: M2K (Gast)
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Eben, die Fallgeschwindigkeit ist das Problem, warum es flackert. Jeder 
der bis jetz eine Timefountain gebaut hat (auch die in den Museen) haben 
das Problem. Mit UV Leds fällt das Flackern aber kaum noch auf, da die 
Tropfen selber nur noch Flackern.
Mit deiner Rechnung kommst du ca. auf das gleiche Ergebnis wie ich.
Wie gesagt, Wasser mit druck rausspritzen geht nicht, der Tropfen muss 
von selber fallen, sonst verbindet sich das Wasser natürlich. Man könnte 
sich jetzt ausrechnen, wieviele Tropfen pro Sekunde aus der Düse kommen 
müssen, damit der gewünschte Abstand (wird natürlich quardratisch größer 
durch die Erdbeschleunigung) erreicht.
Wenn ich wieder zeit habe (vorraussichtlich Dienstag) werde ich das 
ganze mal mit dem Atmel betreiben.

Autor: M2K (Gast)
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Ach ja, zu den 6 m/s. Das gilt erstens nur angenähert, und zweitens nur 
dann wenn, wenn die Reibungskraft genauso groß ist wie die 
Erdanziehungskraft.
Aber bis dahin beschleunigt der Tropfen ersteinmal. Und in einem bereich 
von 10 cm hat er noch keine 6 m/s erreicht. Ansonsten würde bei meinem 
Versuchsaufbau gegen Ende, der Tropfenabstand konstant sein. Dieser 
nimmt aber zwischen jedem sichtbaren Tropfen zu.

Autor: M2K (Gast)
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Nochmal ein Nachtrag:

Youtube-Video "Strobe light water droplets"

Das ist eine spezielle Timefountain
Die arbeitet nicht mit Fallenden Tropfen, sondern mit einem Wasserstrahl 
der Zerhackt wird. Daher sind auch die Wassertropfen nicht so schön 
rund. Ist auch eine Möglichkeit, aber wenn man wirklichen Stillstand 
haben will, ist es nicht ansehnlich, wenn jeder Tropfen dauernt so 
extrem die Form ändert

Autor: Icke ®. (49636b65)
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A. B. schrieb:
> hola die waldfee...gibts die scheiß Pumpen auch in leise? Ich habe eine
> 12V von Graupner...das Kackteil macht einen Heidenlärm. Zum chillen
> absolut nicht geeignet.

Ne Spritpumpe? Die sind nix anderes als die Wischwasserpumpen in Autos. 
Guck dich mal im Aquarienzubehör um. EHEIM produziert sehr 
leistungsstarke und trotzdem leise Pumpen.

Autor: M2K (Gast)
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Sagt mal, kann es sein, dass es nicht möglich ist die Frequenz vom PWM 
einzustellen?
Ich kann zwar meine Prescaler setzen und das Tastverhältnis ändern, aber 
eine Frequenzänderung ist nur um ein ganzes Vielfaches möglich, oder?

Autor: Juergen G. (jup)
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jetzt musst Du nur noch die anderen 2 Einschraenkungen herausfinden die 
Du mit PWM in dieser Anwendung hast und dann bist Du bei dem was ich 
oben schon mal vorgeschlagen habe.

Ju

Autor: funky (Gast)
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ja, ich denke Juergen hat da recht. Ich dachte erst du willst die Pumpe 
per PWM ansteuern.
Die PWM für die LED bräuchtest du doch nur, wenn du die Helligkeit 
steuern willst...aber das ist ja überflüssig da die ja so hell wie 
möglich aufblitzen soll.

Ich denke ich werde einen etwas anderen Aufbau versuchen...ich nehme 
eine Box(Tupperdose oder so) in deren Boden ich kleine Löcher bohre. In 
den Deckel kommt ein Zuleitungsschlauch mit einem Infusionsbesteck. Das 
hat ja einen Tröpfchenzähler mit dem man die Geschwindigkeit einstellen 
kann. Wenn ich die Box luftdicht bekomme, dann müsste ich ja theoretisch 
die Tropfgeschwindigkeit über das Infusionsbesteck regulieren können, 
und auch relativ saubere Tropfen bekommen. In einem späteren Schritt 
kann man das Infusionsbesteck ja evtl. noch nur ein Magnetventil 
ersetzen.

Autor: funky (Gast)
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Youtube-Video "Levitating Water Anti-gravity Water Rise Waterfall by Salvin"

also man kann es doch schon sehr sauber hinbekommen anscheinend

Autor: M2K (Gast)
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Also,
der Versuchsaufbau funktioniert traumhaft!

Da ich keinen µC mit zwei 16 Bit timer da habe, habe ich den 16 Bit Wert 
einfach Parallel an einen zweiten µC übertragen. Billiglösung, aber es 
läuft.
Tropfen wurden per LED/Lichtschranken-Bündelungs-Methode gemessen.

Wenn ich morgen dazu komme, baue ich den ersten Prototypen und dann 
gibts ein Video.

Echt schön zu beobachten, wie ein Tropfen auf einem Gegenstand aufkommt. 
Außerdem kann man die Tropfen in Zeitlupe ins Wasser Fallen sehen.

Autor: funky (Gast)
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Bin noch nicht wirklich weitergekommen, da ich paar Programmierprobleme 
hatte, aber ich hoffe ich komme am WE weiter. Ich versuche es wiegesagt 
kapazitiv. Mal sehen ob das fruchtet.

Bin auf ein Video von Dir gespannt!

Autor: funky (Gast)
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ich hab jetzt auch mal einen ersten Versuchsaufbau gemacht.

Den Tropfen berührungslos erkennen hat bei mir nicht funktioniert.
Mein kapazitiver Sensor ist momentan eine kleine Drahtschlaufe...lasse 
ich den Tropfen daran "abperlen" erhalte ich schon ein brauchbares 
Signal, wenn auch sehr schwach. Wäre also ziemlich auf Kante genäht. Ich 
teste mal weiter die nächsten Tage

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Ich glaub, ich setz das ganze auch mal auf meine "Projekte, die ich gern 
machen möchte"-Liste.

Bitte berichtet mal hier weiter.

Intuitiv würde ich jedoch auch denken, dass eine Gabellichtschranke, 
oder eine Gabellaserschranke das vielversprechendste ist.

Autor: A. B. (funky)
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also irgendwie macht mir die Tropfengenerierung noch Kopfschmerzen. 
(weiß nicht wie oft ich mich über tropfende Wasserhähne aufgeregt 
habe...aber jetzt wo es tropfen soll wirds kompliziert)

Ich habe es jetzt mit einem Infusionsbesteck gemacht. Funktioniert gut, 
aber ist nur ein Tropfen und braucht viel Platz.

Hat jemand bessere Vorschläge? Vor allem wenn man nicht nur einen 
Tropfen haben möchte sondern mehrere?

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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A. B. schrieb:
> Ich habe es jetzt mit einem Infusionsbesteck gemacht. Funktioniert gut,
> aber ist nur ein Tropfen und braucht viel Platz.

Daran ab ich auch gedacht (meine Frau ist Krankenschwester)
normalerweise lässt sich doch der Durchfluss und damit die 
Tropfgeschwindigkeit einstellen.

Autor: Juergen G. (jup)
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Also mal fuer die Perfektionisten unter den Tropfenerzeugern.

Das Stichwort heisst Strahlzerfall und wenn man das kontrollierbar haben 
moechte dann kann man den Strahl "anregen".

Soll heissen, dass man das Wasser im (kleinen) Vorratsbehaelter in 
Schwingung versetzt und mit schwachem Druck austreten laesst.
Damit hat man am Austritt einen kleinen Strahl der nach ein paar 
Zentimetern in perfekt sphaerische Tropfen zerfaellt.
Die Tropf-Frequenz ist genau ein Bruchteil der Anregefrequenz.
In der Industrie werden damit Tropf-Frequenzen von 0.xHz bis 40kHz 
erreicht.
Bei 14kHz ist der Strahl am Austritt etwa 6cm lang bevor er in Tropfen 
zerfaellt.
Die Tropfengroesse laesst sich durch Gestaltung des Austritts 
beeinflussen.
Bsp. duennes trichterfoermiges Roehrchen mit feinem Mundloch, alternativ 
eine Membran mit Trichterfoermigem Loch, gibt kleine feine Tropfen.
Dickeres gerades Roehrchen mit Wulst nach aussen am Austritt, gibt 
grosse Tropfen.

Der Hobby Versuchsaufbau kann in etwa so aussehen.

Eine Spritze, da wo normalerweise der Stempel ist wird mit einer Membran 
(Folie) abgedichtet und es kommt ein kleiner (piezo)Lautsprecher aussen 
dran. Seitlich bekommt die Spritze ein Loch nahe dem Lautsprecher als 
Zulauf.
Der Austritt der Spritze wird erwaermt und ein wenig nach aussen 
geboertelt.
Das Wasser in der Spritze muss unter leichtem Druck stehen so das sich 
die Schwingung auf das Wasser uebertragen kann. Soll heissen die Spritze 
muss immer voll sein.
Der Zulauf wird mit einer PWM geregelten Pumpe und entsprechend der 
Frequenz so eingestellt, dass sich die gewuenschte Tropfengroesse und 
Frequenz ergibt.


Ju

Autor: A. B. (funky)
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hat hier eigentlich noch jemand weitergebastelt?

ist bei mir liegen geblieben...meine kapazitive methode hat aber nicht 
so toll funktioniert gehabt

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