Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konzept zur Helligkeitsmessung einer Oberfläche


von Timo P (Gast)


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Hallo!

Es soll optisch eine "Verstopfung" von einem kleinen Sieb gemessen 
werden. Das Sieb ist dabei ca 3x3mm Groß und hat Öffnungen von einigen 
µm Größe. (filtert Luft)

Nach einigen Stunden ist das Sieb sozusagen verstopft. Hierbei soll 
optisch erfasst werden, dass das Sieb voll ist. Wir gehen erst mal davon 
aus, dass sich die Farbe des Siebes ausreichend ändert. hell->dunkel. 
Umgekehrt wäre ja auch egal, sollte keine Rolle spielen. Wir gehen 
weiterhin auch erst mal davon aus, dass die Helligkeitsänderung der 
Sieb-Oberfläche trotzdem nicht sehr stark ist. Also weiß-> Schwarz 
natürlich nicht, aber vllt von Hellgrau nach grau.


Wie realistisch ist es, mit einem einfachen LDR und einer LED als 
Beleuchtung die Unterschiede in der Helligkeit festzustellen? ggf lohnt 
ein Test?

Gibt es andere Methoden?(Die nicht gerade Zig. oder gar Hunderte von 
Euros kosten?) z.B. Kameraauswertung? Wenn ja, nach welchem Prinzip, mit 
welchem Aufwand umzusetzen?

Danke für Antwort/Beteiligung am Thema

Besten Gruß

von Markus O. (pipimaxi)


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Den Versuch mit der LED und LDR bzw. Fototransistor würde ich durchaus 
in Erwägung ziehen. Unterschied in der Amplitude sollten erkennbar sein, 
wenn das Sieb dunkler wurde.
Der Ansatz mit der Kamera ist natürlich auch ne elegante Lösung, ein 
einfaches Histogramm sollte den gewünschten Effekt bzw. die Information 
liefern, dass das Sieb zu ist.

von MaWin (Gast)


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Ein LDR ist sicher nicht mehr Stand der Technik,
er enthält RoHS probematisches Cadmium drin und
ist nicht besonders temperaturstabil.
Aber eine Photodiode kann man mit einer LED
schon verwenden. Doch altern gerade ultraviolette
und weisse LEDs, je nach benötigter Farbe kann
es also sinnvoll sein, nur die DIFFERENZ zwischen
direktem LED-Licht und reflektiertem LED-Licht
zu messen. Dann lösen sich auch alle Schwankungen
nach Temperatur und Alterung. Dunkel sollte es
am Abstastort natürlich sein, sonst müsste man
das LED-Licht modulieren um es vom Sonnenlicht
unterscheiden zu können.

von Volker Z. (vza)


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Muss es unbedingt eine optische Erkennung sein?
Normalerweise wird so was mit der Druckdifferenz auf beiden Seiten des 
Filters bewertet. Dabei spielen Ablagerungen auf den "Stegen" keine 
Rolle.

Volker

von ddm (Gast)


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Warum misst du nicht einfach den Differenzdruck zwischen vor und nach 
dem Sieb um festzustellen, dass der Filter dicht ist?

von Volker S. (volkerschulz)


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Markus Oberle schrieb:
> [...]
> Der Ansatz mit der Kamera ist natürlich auch ne elegante Lösung, ein
> einfaches Histogramm sollte den gewünschten Effekt bzw. die Information
> liefern, dass das Sieb zu ist.

Von der Kamera-Idee kann ich nur abraten. Die allermeisten (vor allem 
die guenstigen und trotzdem leicht verwendbaren) Module haben einen 
automatischen Weissabgleich und eine automatische Verstaerkung (Gain 
Control) an Bord und vermiesen Dir so jedes "Messergebnis". Teilweise 
sind diese "Features" nicht mal dokumentiert und man wundert sich 
anschliessend...

Volker

von Gerald *. (pyromane)


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Wenn der Filter verstopft wird auch die Lichtdurchlässigkeit weniger, 
sollte sich gut mit IR LED + Diode messen lassen.
Wird auch bei einigen Beamern angewendet um den Zustand des Luftfilters 
zu messen.

von Timo P (Gast)


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Warum macht IR-Licht im Gegensatz zur normalen LED mehr Sinn? Dann wird 
auch eine IR-Empfängerdiode notwendig, richtig?

von Peter R. (pnu)


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Timo P schrieb:
> Warum macht IR-Licht im Gegensatz zur normalen LED mehr Sinn? Dann wird
> auch eine IR-Empfängerdiode notwendig, richtig?

Normale Fotodioden beginnen im Infraroten, nur bei Laserdioden mit noch 
längerer Wellenlänge als bei IR-LED's sind Sonderausführungen notwendig.

Man bekommt solch eine Kombination IR-LED - passender Fototransistor als 
Gabellichtschranke oder als Reflexlichtschranke für wenige Euro oder bei 
Pollin auch für wenige -zig Cent

von Volker S. (volkerschulz)


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Timo P schrieb:
> Warum macht IR-Licht im Gegensatz zur normalen LED mehr Sinn? Dann wird
> auch eine IR-Empfängerdiode notwendig, richtig?

Ich wuesste auch nicht warum das IR Spektrum mehr Sinn machen sollte. 
IR-Dioden erlauben manchmal angenehm hohe Peakstroeme, die man nutzen 
koennte. Bei Fotodioden und -transistoren sollte im Datenblatt 
eigentlich der Wellenlaengen-Bereich stehen, in dem sie zuverlaessig 
arbeiten...

Volker

von Peter R. (pnu)


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Auch eine alte Computermaus hat wunderschöne, zueinander passende 
Fototransistoren und IREDs in ihrem Innern.

von citb (Gast)


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Verschmutzung die von Staub kommt, zu detektieren ist mit Optik nicht 
zuverlaessig hinzubekommen. Die Optik verstaubt auch und damit ist kein 
Verlass auf die Messergebnisse.

Differenzdruck waere mein Ansatz.

citb

von Ulrich (Gast)


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Die IR LEDs sind schon lange recht effizient, und auch die Fotodioden 
haben oft bei etwa 800 nm-900 nm die maximale Empfindlichkeit. Deshalb 
nimmt man für Lichtschranken gern IR LEDs (880-950 nm). Dazu kommt noch 
das es günstige Fototransistoren / Dioden mit Filter gibt.

Die Druckmessung ist zuverlässiger, weil halt direkt und nicht einmal um 
die Ecke.

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