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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtband/schranke mit Zeilensenor CCD


Autor: Jan (Gast)
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Hallo,

ich würde gern zum Zählen von kleinen Objekten aus organischen Material, 
die nacheinander durch ein Rohr(d=25mm) von oben nach unten 
hindurchfallen, einen CCD-Zeilensensor verwenden. Nun hab ich da schon 
ne Weile dran rumgedacht und wollte mal was ihr davon haltet. Es ist 
noch alles offen, geht nur ums Konzept.

- Lichtband (1mm dick) wird erzeugt durch eine entsprechende 
Lichtquelle, passend zum CCD-Sensor
- CCD-Sensor wird dann wohl einer mit ca. 28mm Zeilenbreite,
- die Pixelanzahl ist bei den Sensoren, die ich bisher so gefunden habe, 
immer so um die 2080, brauch zwar garnicht so viel aber naja
- ich brauche im Prinzip keine A/D-Wandlung, ich wollte über einen 
Komparator nur ermitteln ob Licht da oder eben nicht da und das dann mit 
nem AVR auswerten
- Takterzeugung und Ansteuerung des CCD soll auch der µC machen

Da die Objekte nun relativ klein sind, so 1-10mm Durchmesser, muß ich da 
ja entsprechend oft scannen, damit mir kein Teilchen ungesehen 
durchrutscht. Hängt natürlich von der Geschwindigkeit ab mit der die 
Körnchen da durchsausen. Da weiß ich jetzt nicht so ganz, wie sich das 
mit der Belichtungszeit und der möglichen "Scanrate" verhält. Man muß 
dem Pixel ja sicher auch genug Zeit geben damit sich da was tut, aber 
ich brauch ja keine Graustufen, ist nur schwarz oder weiß.

Wenn da im Datenblatt zu Beispiel steht Fmax=5MHz, dann kann ich mir die 
einzelnen Pixelwerte ja mit diesem Takt rausschieben bis alle raus sind. 
Wie lange muß ich warten bis ich einen neuen Vorgang starten kann?

Ich hab bisher immer nur was gefunden, wo es drum ging mit der A/D 
wandlung ein Graustufenbild zu erzeugen und da wurde dann viel mit 
Timings rumgespielt.

Vielleicht kann da ja mal der eine oder andere was zusagen und mich ein 
bisschen klüger machen.


Gruß

Autor: Route_66 (Gast)
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Hallo!

CCD-Zeile würde ich nicht nehmen. Viel zu kompliziert. Das Lichtband 
(als "Lichtvorhang") ist schon besser! Wenn z.B. Durch einen Türspalt in 
ein dunkles Zimmer ein Lichtstreifen fällt, kann man deutlich jedes 
Staubkorn tanzen sehen. Das kann man in Deinem Rohr genau so z.B. mit 
einem Fototransistor erkennen, nämlich über das Streulicht.

Das wird übrigens bei Geschwindigkeitsmessern für Geschosse genau so 
gemacht.

Autor: butsu (Gast)
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Die Idee, gestreutes Licht zu verwenden ist schonmal gut und erstmal 
unabhängig davon, womit das Signal dann gemessen wird. Ich würde auch so 
eine Dunkelfeldanordnung wählen, wo also Licht aus der Quelle nicht 
direkt den Sensor treffen kann. Jeder Partikel erzeugt dann einen 
Lichtblitz.
Wenn du die Partikel nur zählen willst und sie einigermaßen getrennt 
voneinander durchfallen reicht tatsächlich ein einziger Detektor, z.B. 
eine Fotodiode mit entsprechender (fokusierender) Optik.   Ich habe an 
sowas mal als HiWi im Studium mitgearbeitet, da ging es allerdings um 
Partikel in einem Gasstrom.

Gruß, Jan.

Autor: Jan (Gast)
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Erstmal Danke euch beiden für die Infos. Diese Streufeldgeschichte hatte 
ich garnicht im Sinn. Ich werde das im Hinterkopf behalten, aber an der 
CCD-Sache werde ich wohl trotzdem festhalten.

In diesem Rohr kann/kommt es auch zu Staubbildung und es können auch mal 
kleinere Partikel mit drin sein, die nicht natürlich nicht gezählt 
werden sollen. Mit nem Fototransistor kann ich nicht unterscheiden ob 
das nun 1000 kleine Staubkörnchen waren, die da zurückgeblitzt haben 
oder ein einzelnes Maiskorn. Beim CCD schau ich mir an wieviele Pixel 
zusammenhängend abgedeckt wurden und entscheide danach.

Stellt euch vor man greift in einen Getreidesack, holt ne Hand voll raus 
und schüttet das in einen Vereinzeler, nach der Vereinzelung fallen die 
Körnchen und was da noch so alles drin war in dieses Rohr und werden 
gezählt.

- Optik fällt sowieso aus
- keine beweglichen Teile
- keine Öffnungen/Kanten in der Rohrwand wo sich Staub/Dreck festsetzen 
kann und eventuell den Sensor beeinflusst
- CCD-Zeilensensoren hätte ich schon genug zur Verfügung (alte 
Barcodescanner)


Wäre schön wenn mir das mit dem CCD-Zeilensensor mal jemand erklären 
könnte.


Gruß Jan

Autor: Sebastian (Gast)
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Ein Fotodiodenarray wäre auch eine Alternative, 16 Stück als Zeile, 
ähnliches Gehäuse wie ein CCD, bloß etwas teurer.
CCD braucht Schiebetakt und schnellen ADC, ist nicht ganz trivial, aber 
man kann auch Pixel auslassen, wenn ADC und Mikro zu langsam sind.

Autor: Jan (Gast)
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Hallo,

Fotodiodenarray wäre auch ok, würd ich wohl sogar bevorzugen, hab nur 
keins gefunden was am Stück so 25-20mm breit ist. Oder wie meist Du das 
mit "16 Stück als Zeile"?

ADC brauch ich nicht, wie schon geschrieben. Dadurch vereinfacht sich 
das doch ungemein oder nicht?

Gruß Jan

Autor: Sebastian (Gast)
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Stimmt schon, ich war zu optimistisch - die Länge des Chips beträgt beim 
16er PD-Array nur 16 mm. Ist also zu klein.
Nun ja, wenn man mit einem harten Schwarzweißbild leben kann, wird es 
eventuell ein Komparator statt dem ADC tun. Man muß nur sehen, wie man 
den richtigen Schwellenwert einstellt.
Es gab hier mal einen Beitrag über ein Eigenbau-Spektrometer mit CCD. 
Dort werden auch die Grundlagen der Auslesung erklärt.

Autor: Jan (Gast)
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Hallo,

ich hab nochmal ein bisschen rumgesucht und hab dabei das Array 
TSL1406RS entdeckt. Würde eigentlich auch gut passen denke ich. Ist nur 
etwas groß, aber damit könnte ich leben.

Den Beitrag zum Spektrometer hab ich schon gelesen, aber so ganz 
verstehe ich den Zusammenhang noch nicht ganz, speziell bezogen auf die 
schwarz/weiß Erkennung.

Hoffe jemand kann helfen.

Gruß Jan

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