Ich möchte ein Spekrometer bauen und das Resultat der Optik mit einem
CCD linear sensor aufnehmen> Ansteuerung und Auslesen habe ich schon
gemacht.
Als CCD linear sensor habe ich Sony ILX554B.Als Mikrocontroller Atmega
644.
Als Ausgangswert bekonmme ich Vout(für jeder Pixel=2048) = 0.8V-3.8V
(2048)
Wie kann man dieser Vout jetzt auswerten (als Spektralfarben
interpritieren)?
Gibts vieleicht irgendwelche Literatur dafür?
Hoffe mir kann jemand helfen?
Alex schrieb:> Wie kann man dieser Vout jetzt auswerten (als Spektralfarben> interpritieren)?
Die Position des Pixels auf dem Sensor hat mit der Spektralfarbe zu
tun, die Spannung ist die Intensität ("Helligkeit").
Das ist jedenfalls so, wenn Du den Sensor so angeordnet hast, daß Dein
Prisma rotes Licht auf das eine, und violettes Licht auf das andere Ende
des Sensors projiziert.
Alex schrieb:> Wie kann man dieser Vout jetzt auswerten (als Spektralfarben> interpritieren)?
Die Spannung hat ja nichts mit der Wellenlänge zu tun, ausser daß die
Umwandlungseffizienz je nach Wellenlänge anders ist.
Du musst ein bekanntes Spektrum aufnehmen und weisst dann, welche Pixel
zu welcher Wellenlänge passen.
Und mit der Empfindlichkeitskurve des Silizium multiplizieren wenn du
Energien ermitteln willst.
Aber seit dem Digitalkameras billig sind, lohnt der Aufbau mit einem
Linie-CCD nicht mehr, so lange man nur Spektren im sichtbaren Bereich
messen will.
http://www.lehrer-online.de/eigenbau-spektrometer-mit-digicam.php
Hier steht auch was zur Kalibrierung.
Rufus Τ. Firefly schrieb:> wenn Du den Sensor so angeordnet hast, daß Dein> Prisma rotes Licht auf das eine, und violettes Licht auf das andere Ende> des Sensors projiziert.
Und dazu brauchst du ein dispersives Element.
Entweder ein Prisma, oder ein reflektives oder ein transmissives
Beugungsgitter.
Jedes davon hat Vor- und Nachteile, und die Optik ist die eigentliche
Kunst beim Spektrometer.
Die Elektronik ist, bis auf Extremfälle, eher eine Fingerübung.
@All: Danke auch von mir als Mitleser für Euer Feedback!
MaWin schrieb:> Aber seit dem Digitalkameras billig sind, lohnt der Aufbau mit einem> Linie-CCD nicht mehr
Ansichtssache. Eine Digitalkamera fest verbauen? Oder ständig aus- und
einbauen? Ich finde es schöner, wenn das komplette Spekrometer in die
Hemdentasche passt.
MaWin schrieb:> Hier steht auch was zur Kalibrierung
Für die Wellenlänge, ja. :-)
Und für die spektrale Empfindlichkeit würde ich mit Sonnenlicht
(planckscher Strahler) anfangen. Irgendwo habe ich mal 'ne Tabelle mit
Jahreszeit, Breitengrad und Farbtemperatur gesehen.
Alex schrieb:> Ich möchte ein Spekrometer bauen
Ich auch.
Alex schrieb:> Als CCD linear sensor habe ich Sony ILX554B
Davon habe ich seit November 2014 auch drei Stück. Passt! :-)
lrep schrieb:> Beugungsgitter
Ich habe das hier aus dem Astroshop:
http://astromedia.eu/Bastelspass-der-Wissen-schafft/Das-Handspektroskop::132.html
PS:
Bei rakuten.de und astromedia.eu gibt es die Durchlicht-Beugungsgitter
mit 1.000 Linien pro mm in der Größe für vier Dias. Wegen des Portos
könnte sich eine Sammelbestellung lohnen, die Folie könnten wir
geschickt klein schneiden; es muss hierfür ja kein ganzes Dia sein.
PPS: Meine Zusammenfassung unter:
https://github.com/TorstenC/Notizblog/wiki/Digitales-Spektrometer
@Alex: Was hast Du als Spalt verwendet bzw. was willst Du als Spalt
verwenden?
M.N. schrieb:> Im aktuellen Funkamateur (06/2015) ist ein Projekt drin. Ebenfalls> ein Literaturhinweis auf das Vorgängerprojekt aus dem Jahre 2010.
Meinst Du den HF-Spektrumanalysator für Messungen bis 2 GHz? Selbst
fernes Infrarot hat bereits 600GHz. Oder wie war der Hinweis gemeint?
Ansonsten: Hat jemand das Heft 'Funkamateur 11/2010'? Man könnte es zwar
bestellen, aber trotz Paypal muss man dort erst einen Account erstellen.
Über die Hürde müsste man erstmal springen.
Was wurde dort als Spalt verwendet?
Im Artikel Digitales PC-Spektrometer wurde Tonpapier mit einem etwa
1mm breiten Spalt genutzt.
Wie wäre es mit einem Dia, vielleicht aus einer Bitmap-Datei von einem
Belicher-Dienstleister?
Vielleicht könnte man auch gleich mehrere Schlitze auf das Dia machen,
zum wechseln, je nach Lichtstärke und dem damit erreichbaren
Auflösungsvermögen.
Z.B.: 0,2mm - 0,5mm - 1mm - 2mm
Torsten C. schrieb:> Meinst Du den HF-Spektrumanalysator für Messungen bis 2 GHz? Selbst> fernes Infrarot hat bereits 600GHz. Oder wie war der Hinweis gemeint?
Nein, ich meine das optische Spketrometer vom Dr. Sander:
"Messwerterfassung für das Spektrum des sichtbaren Lichts" Seite 630
(ff.)
Danke fürs ihre Antworten!
> Das ist jedenfalls so, wenn Du den Sensor so angeordnet hast, dass Dein> Prisma rotes Licht auf das eine, und violettes Licht auf das andere Ende> des Sensors projiziert.
Aber wenn man verschiedene Lichtquellen ausprobieren will dann
funktioniert das nicht mehr(Lichtquellen haben unterschiedlichen roten
Anteil von Spektrum schmales oder breiter)
Wofür ist Empfindlichkeit Graphik? bei ILX554B sieht man z.B. dass bei
800nm Empfindlichkeit fast 0.2 – heißt es den Sensor kann nicht dieser
licht von 800nm sehen?
Alex Werner schrieb:> heißt es den Sensor kann nicht dieser licht von 800nm sehen?
Er kann 800nm sehen!
Nicht so gut wie 550nm, aber 'blind' ist er bei 800nm nicht.
http://www.filmscanner.info/Fotometrie.html sagt:
> In der Fotometrie wird Licht nicht nach seiner physikalischen> Leistung oder Energie bewertet, sondern es wird die physiologische> Helligkeitsempfindung des menschlichen Auges zugrunde gelegt.
Du musst also - je nachdem was Du ausgeben willst - eine Kennlinie
überlagern (physikalisch/radiometrisch oder physiologisch).
Ggf. musst Du mehrere Kennlinien addieren.
Zur Kalibrierung der 'Spektral.png' dachte ich, wie gesagt, an einen
planckschen Strahler^^ (Sonnenlicht). Was meint Ihr? Macht das Sinn?
Hi,
ich habe auch vor mir so eins zu bauen, mich würde interessieren, was
deine Beweggründe waren einen ILX554B zu verwenden? Habe mich da mal vor
2 Wochen ein bisschen eingelesen und dann ein paar Stück vom ILX554A
bestellt, der hat meiner Meinung nach eine viel bessere spektrale
Empfindlichkeit?
Bzw. lässt sich die meiner Meinung besser(mit weniger Fehler)
korrigieren,kann aber sein dass ich da falsch liege. Das Bild vom 554b
hat eh schon jemand vor mir gepostet.
lg Thomas
> Zur Kalibrierung der 'Spektral.png' dachte ich, wie gesagt, an einen> planckschen Strahler^^ (Sonnenlicht). Was meint Ihr? Macht das Sinn?
Ich habe mir gedacht zur Kalibrierung laserpointer verschiedene farben
benutzen dann weißt man genau 'nm' und kann genau messen welche wert
sensor ausgibt (in V).Dann kann man genauer Kalibrierung.
http://www.ebay.de/itm/2in1-LED-Laserpointer-Laser-Pointer-6-Farben-/301572618963?pt=LH_DefaultDomain_77&var=&hash=item463720fad3
Vieleicht wissen sie andere (günstigere) Möglichkeit?
Thomas schrieb:> Hi,> ich habe auch vor mir so eins zu bauen, mich würde interessieren, was> deine Beweggründe waren einen ILX554B zu verwenden? Habe mich da mal vor> 2 Wochen ein bisschen eingelesen und dann ein paar Stück vom ILX554A> bestellt, der hat meiner Meinung nach eine viel bessere spektrale> Empfindlichkeit?>> Bzw. lässt sich die meiner Meinung besser(mit weniger Fehler)> korrigieren,kann aber sein dass ich da falsch liege. Das Bild vom 554b> hat eh schon jemand vor mir gepostet.>> lg Thomas
Ja dem wollte ich auch aber war nirgendwo zu kaufen.ILX554A ist
natürlich besser.
Wo wollen sie ihm kaufen?
Alex Werner schrieb:> Ja dem wollte ich auch aber war nirgendwo zu kaufen.ILX554A ist> natürlich besser.> Wo wollen sie ihm kaufen?
Hi,
ja schaut so aus als wäre der schon vor längerem Eol, ich habe 10Stk zum
experimentieren bei aliexpress bestellt und bereits erhalten, hab aber
noch aus Zeitgründen nix damit machen können. Es besteht dort halt immer
die Gefahr das man nicht das bekommt was draufsteht aber als Bastler bin
ich das Risiko mal eingegangen :) von diesem Händler habe ich bestellt,
da muss man aber mit gut 3Wochen Lieferzeit rechnen.
http://de.aliexpress.com/item/ILX554A-CDIP-2048-pixel-CCD-Linear-Sensor-B-W-for-Single-5V-Power-Supply-Bar-code/675311438.html
lg Thomas
Alex Werner schrieb:>> Zur Kalibrierung der 'Spektral.png' dachte ich, wie gesagt, an einen>> planckschen Strahler^^ (Sonnenlicht).> Ich habe mir gedacht zur Kalibrierung laserpointer verschiedene farben> benutzen
Nochmal: Wir reden von zwei verschiedenen Dingen:
a) Die Kalibrierung auf die Wellenlänge (Pixel-Zuordnung), da hatte
MaWin^^ schon auf die Methode verwiesen, das Spektrometer mithilfe
der bekannten Spektrallinien einer Energiesparlampe zu kalibrieren.
Laser gehen auch, aber ob die genauer sind?
b) Die Kalibrierung der Emfindlichkeit als Kennlinie in Abhängigkeit
der Wellenlänge. Dafür (und nur dafür) hatte ich Sonnenlicht
vorgeschlagen.
Thomas schrieb:> ich habe 10Stk zum experimentieren bei aliexpress bestellt und> bereits erhalten
Kann ich Dir eins abkaufen?
* Gegen xx€ oder
* gegen yy€ + ILX554B?
Mit yy < xx. ;-) Mir würde eines zum Vergleich reichen. Wenn ich PCBs
bei OSH Park bestelle, sind es immer 3 Stück, dann hätte ich 2x ILX554B
+ 1x ILX554A.
Torsten C. schrieb:> Laser gehen auch, aber ob die genauer sind?
Frequenzverdoppelte grüne Laser (DPSS) sowie deren 808nm Pumpdioden beim
richtigen Strom sind ok, aber sonst sind Laserdioden sind relativ
ungenau und temperaturabhängeig.
Leider aber eignen sich Laser, auch die genauen Gaslaser, wie HeNe oder
Kr+ oder Ar+ Ionenlaser, generell nicht besonders gut für Spektrometer,
weil das koheränte Licht Probleme macht.
Am einfachsten sind wirklich die Linienspektren von Gasentladungslampen
zu verwenden.
Es ist ja auch immer die Frage, wofür das Spektrometer hinterher
verwendet werden soll. Wenn z.B. ein Spektrophotometer aufgebaut werden
soll, kann einfach mit der verwendeten Lampe eine Untergrundmessung
stattfinden.
Kalibrierung der Wellenlängen erfolgt wie oben beschrieben mittels
Energiesparlampe o.ä.
butsu schrieb:> Untergrundmessung
Hmmm, irgendwie reden wir noch aneinander vorbei.
Mit der Untergrundmessung ermittelst Du m.E. das Grundrauschen bzw. die
unterschiedlichen Empfindlichkeiten von Pixel zu Pixel.
Aber z.B. 3mV bei Blau sind halt 'ne andere Helligkeit als 3mV bei Grün,
also so wie in ilx554a.JPG^^ oder ilx554b.JPG^^ zu sehen.
Natürlich hat hinter dem Beugungsgitter jeder Pixel seine eigene
zugeordnete Wellenlänge. Es muss also nicht für alle Wellenlängen und
jeden Pixel ein ganzes Kennfeld aufgebaut werden. Aber wenigstens
eine Kennlinie. Oder?
Wie erstellt man diese Kennlinie? Misst man die o.g. Kurve aus dem
Datenblatt mit einem Lineal auf Papier aus und überträgt die Werte in
ein Array? Oder wie würest Du die spektrale Empfindlichkeit zur
Kalibrierung ermitteln, wenn nicht mit Sonnenlicht?
Torsten C. schrieb:> Wie erstellt man diese Kennlinie?
Wenn du Absorption messen willst, brauchst du eigentlich nur die
Wellenlänge zu kennen.
Ausreichende Intensität bei der Messwellenlänge muß vorhanden sein und
stabil, aber der absolute Betrag ist unwichtig.
Emissionsmessungen sind schwieriger, weil man dafür Normlichtquellen
braucht.
Da verlässt man sich vielleicht am einfachsten auf die vom
CCD-Hersteller angegebene Empfindlichkeitskurve, und darauf, dass die
optischen Bauteile im interessierenden Bereich nicht gefärbt sind.
Mit den Gitterfolien aus Kunststoff kann man ohnehin nicht im UV messen,
weil dort mit Sicherheit starke Absorptionsbanden liegen.
Außerdem besteht da die Gefahr, dass Identifikation der Wellenlänge
nicht mehr eindeutig ist, weil die 2. Beugungsordnung auf den Chip
wandert.
Die von der Wellenlänge abhängige Absorption (und Brechungsindex) der
verschiedenen Materialien ist auch der Grund, weshalb in kommerziellen
Spektrometern i.d.R. keine Transmissionsgitter sondern Reflexionsgitter
und keine Linsen, sondern Oberflächenspiegel verwendet werden.
Ausnahmen bestätigen die Regel, aber dann bestehen die durchstrahlten
Bauteile aus mehr oder weniger exotischen Materialien, wie Quarz,
Calciumfluorid, Steinsalz etc..
Ansonsten ist hauptsächlich die Linearität des Detektors wichtig.
Die Pixels des CCD selbst werden sich linear verhalten, solange sie
nicht überbelichtet werden, aber der Ausleseverstärker hat evtl. einen
Linearitätsfehler.
Die Linearität kann man sogar mechanischen Mitteln, wie Blenden oder
Drahtgittern kontrollieren.
Schwache Lichtintensitäten kann man mit langen Belichtungszeiten messen,
aber da kann das thermische Rauschen störend wirken. Dagegen hilft es
den Detektor mit einem Peltierelement zu kühlen.
Aufpassen, dass sich dabei kein Kondenswasser auf dem Fenster des
Detektors und seinen Anschlüssen(!) bilden kann.
@Thomas(Gast): Kannst Du mir bitte eine PN schicken?
lrep schrieb:> Emissionsmessungen sind schwieriger, weil …
Ja genau das war meine Frage! :-)
Die vom Hersteller angegebene Kurve mit einem Lineal (Bildbe-
arbeitungsprogramm mit Messen-Funktion) in ein Array wandeln?
Meinst Du wirklich?
Bei einer Schwarzer-Körper-Kalibrierung würde man auch die sonstigen
optischen Bauteile im Gesamtsystem berücksichtigen und hätte eine
individuelle Kennlinie für seinen Sensor und keinen 'allgemeinen
Durchschnitt'.
Das macht für mich erstmal mehr Sinn. Sehe ich das falsch?
lrep schrieb:> keine Transmissionsgitter sondern Reflexionsgitter
Ist ein CD-Rohling geeignet? Ich kann mir vordtellen, dass es was
besseres gibt. Aber was? Und wo kann man das kaufen?
lrep schrieb:> Mit den Gitterfolien aus Kunststoff kann man ohnehin nicht im UV messen,> weil dort mit Sicherheit starke Absorptionsbanden liegen.
Die Absorptionskurve könnte man bei der Schwarzer-Körper-Kalibrierung ja
erfassen und in gewissen Grenzen korrigieren.
> Außerdem besteht da die Gefahr, dass Identifikation der Wellenlänge> nicht mehr eindeutig ist, weil die 2. Beugungsordnung auf den Chip> wandert.
Ich habe noch keinen Preisvorstellung von Reflexionsgittern. Aber
falls Reflexionsgitter vieiel teurer sein sollten, könnte man die 2.
Beugungsordnung vom gemessenen Signal doch wieder abziehen. Oder?
lrep schrieb:> keine Linsen, sondern Oberflächenspiegel
Am einfachsten wäre, wenn man im Lasercutting-Gehäuse einen
Parabel-Schlitz erzeugt und dann ein gebogenes federndes Blech in den
Schlitz steckt.
Oder wie würdet Ihr das machen?
Welches Spiegel-Blech käme in Frage?
Siehe auch
* Beitrag "CAD-SW für Laser Cut Objekte"
* Beitrag "Best Practise Acryl-Gehäuse/-Verbau"
Torsten C. schrieb:> Die vom Hersteller angegebene Kurve mit einem Lineal (Bildbe-> arbeitungsprogramm mit Messen-Funktion) in ein Array wandeln?> Meinst Du wirklich?
Zum Bleistift.
Präzisionsmessungen werden das mit einem klapperigen Aufbau aus
Heißkleber und Pappkarton sowieso nicht werden.
Torsten C. schrieb:> Bei einer Schwarzer-Körper-Kalibrierung würde man auch die sonstigen> optischen Bauteile im Gesamtsystem berücksichtigen
Wohnst du in Braunschweig und hast gute Kontakte zur PTB?
Dann mach das so.
Der Wolframdraht in gewöhnlichen Glühlampen ist ein einigermaßen grauer
Strahler, und man kann seine Temperatur über den elektrischen Widerstand
einigermaßen abschätzen, aber genau geht anders.
Andere Strahler, für die der Bastler ein Thermometer hat, werden nicht
heiß genug um nennenswerte Mengen kurzwelligen Lichts zu emittieren, und
wie schwarz sie in der Gluthitze sind, weiß man i.d.R. auch nicht.
Torsten C. schrieb:> Ist ein CD-Rohling geeignet?
Eher nicht.
Dafür gibt es mehrere Gründe.
Zum Ersten ist auch das kein Oberflächenspiegel, das Licht müsste dort
also sogar zweimal durch 1,6mm Kunststoff,
zum Zweiten befindet sich auf der Reflexionsschicht ja ein
absorbierender Farbstoff, sonst könnte man die CD gar nicht brennen, und
zum Dritten ist die Spur gar nicht so exakt gleichmäßig, wie es den
Anschein hat, sondern sie schlängelt sich absichtlich etwas hin und her,
wodurch im Servoverstärker ein, iirc, 25kHz Fehlersignal ensteht, das
zur Regelung auf die richtige Geschwindigkeit dient.
Torsten C. schrieb:> Aber falls Reflexionsgitter> vieiel teurer sein sollten, könnte man die 2. Beugungsordnung vom> gemessenen Signal doch wieder abziehen. Oder?
Reflexionsgitter sind deutlich teurer und genauer, denn dort wird ein
sehr präzises Gittermuster auf eine etliche Millimeter dicke Glasplatte
aufgebracht und anschliessend mit Aluminium bedampft.
Subtrahieren kannst du die 2.Ordnung nicht, weil sie das Spektrum
1.Ordnung überlagert und man es ja i.d.R. mit vielen Linien zu tun hat.
Es gibt aber Gitter, die absichtlich wenige Linien/mm haben und bis zu
hohen Ordnungen, über 80, betrieben werden um hohe Auflösung zu
erzielen.
Dabei überlagern sich viele Ordnungen, und um dieses "Kuddelmuddel"
aufzulösen, zieht man das das Spektrum mit einem Quarzprisma
bescheidener Auflösung senkrecht auseinander.
Das Bild, das dabei entsteht, kannst du z.B. hier sehen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Echellegitter
Mit so einem Echelle-Spektrometer, dessen Gitter nur 69 Linien/mm
besass, habe ich mal zwei nur 6pm voneinander entfernte Eisenlinien bei
2xy nm sauber voneinander getrennt.
Deshalb musste ich etwas schmunzeln, als ich im anderen Thread dies las:
I_ H. schrieb:> Auf einem anderen Bild hatte ich Linienbreiten von 500pm, und da müsste> noch ein bisschen was gehen (vll 300..400). Insgesammt scheint das neue> Spektrometer also zu funktionieren.>> Viel mehr macht dann aber glaub ich auch keinen Sinn mehr. Von der> relativen Genauigkeit her dürften sehr gute Laborspektrometer auch nicht> viel besser sein,Torsten C. schrieb:> Welches Spiegel-Blech käme in Frage?
Gar keines.
Wie gesagt, sind bestehen die Gitter und Spiegel aus mit Aluminium
bedampften Glas.
Gib dir nicht allzu viel Mühe damit. Die professionellen Spektrometer
sind verwindungssteife schwere Metallkisten mit Thermostatisierung, und
Lage und Winkel der optischen Elemente werden mittels Justierschrauben
fein justiert.
Die billigen Gitterfolien werden wohl stets wellig oder krumm und
schlecht justiert sein, und dann kann werden sie eben ungefähr das
leisten, was man mit dem Pappschachtel-Spektrometer sehen kann, - aber
auch nicht mehr.
@Thomas(Gast): Kannst Du mir bitte eine PN schicken?
lrep schrieb:> Präzisionsmessungen werden das mit einem klapperigen Aufbau aus> Heißkleber und Pappkarton sowieso nicht werden.
Danke für Deine Antworten. :-) Aber wieso Pappkarton? Mit einer
Verwindungs-steifen Konstruktion aus verklebten Lasercutting-Teilen
(3D-Puzzle) kann man die 2048 Pixel sicherlich sinnvoll nutzen. Metall
oder Kuststoff ist ja nur eine Kosten-Frage. Der Bauplan kann nahezu
identisch sein.
Um den CRI oder CQS abzuschätzen oder zu unterscheiden, ob ein Chinese
die LEDs in der versprochenen Wellenlänge geliefert oder verbaut hat,
wird's schon reichen. ;-)
Ich denke:
So genau wie möglich für ca. 25€ bis 30€, um sich am CCD-Preis zu
orientieren.
@Alex Werner:
* Möchtest Du ein Präzisionsmessgerät bauen?
* Spiegel oder Linse? Was hast Du vor?
* Reflexionsgitter oder Durchlicht-Beugungsgitter?
Ich habe mal die Funkamateur-Hefte bestellt. Kein Paypal, sondern
Vorkasse. Wie im letzten Jahrtausend.
Egal, vielleicht kommen wir damit weiter! :-)
PS: Interessante Links:
http://www.kruschwitz.com/cri.htm (CRI berechnen)
http://de.wikipedia.org/wiki/Farbqualit%C3%A4tsskala> Mit dem steigenden Anteil an LED-Lichtquellen wurden Änderungen der> Farbmetrik nötig, da der Farbwiedergabeindex bestimmte LED-Lichtquellen> gegenüber anderen Lichtquellen benachteiligt.
Woher bekommt man so eine CQS-Testkarte?
Hallo .
Ich hab versucht Sony ILX554B Auszulesen aber kriege immer wieder fast
gleiche Werte bei jedem Pixel(2,85V bei der Dunkelheit). Beim Spektrum
(egal welchem entweder 0,5V(jeder Pixel) oder 2,1V(jeder Pixel)).
Sieht so aus als ob er nur 1 Pixel 2048Mal ausliest und ausgibt.
Belichtungszeit bei mir ist 4,2ms() und Auslesungzeit ist 417ms(Weil
ADC zu langsam ist)
Ich hoffe dass mir jemand helfen kann.
Das Auslesen sollte im Datenblatt beschrieben sein. Das timing muss
eingehalten werden, sonst ist eh nichts. Ueblicherweise macht man bei
jedem Pixel wieder eine Referenzmessung, da nur die Differenz gemessen
werden kann. Moeglicherweise auch nicht mehr.
Jetzt N. schrieb:> Das Auslesen sollte im Datenblatt beschrieben sein. Das timing> muss> eingehalten werden, sonst ist eh nichts.
Das macht er sicher (Ich habe mit Osziloskop gemessen)
Ueblicherweise macht man bei
> jedem Pixel wieder eine Referenzmessung, da nur die Differenz gemessen> werden kann. Moeglicherweise auch nicht mehr.
Referenzmessung macht er auch (wie in Datenblatt jedes mal wenn flanke
clk oben ist(und unten als dummy auslesung).
Hast Du das Problem nur bei den ersten Messungen oder dauernd?
Ich frage, wegen:
> Normal output signal is not obtained immediately after device switch on.> Use the output signal added 22500 pulses or above to φCLK clock pulse.
Hast Du mal mit S/H (Pin 4) beide Varianten ausprobiert, nur mal um den
Fehler einzukreisen?
Hallo
du musst viel schneller auslesen. Während du ausliest wird der CCD
belichtet und "läuft" voll. Deswegen die vielen Dummytakte.
Wenn du kontinuierlich belichten und auslesen willst dann muß in der
Belichtungszeit deine Zeile ausgelesen sein.
Bei einzelnen Zeilen musst du immer die Ladung der "Vorgeschichte"
entfernen.
Wenn du ROG setzt ist die Ladung im CCD das summierte Signal aus der
Zeit vor ROG. Die musst du "raustakten" z.B. mit 1MHz.
Mit dem nächsten ROG ist die Belichtungszeit der Abstand zum letzten
ROG.
Ob der CCD die Ladung 400ms halten kann weiß ich nicht.
karadur schrieb:> Hallo>> du musst viel schneller auslesen. Während du ausliest wird der CCD> belichtet und "läuft" voll. Deswegen die vielen Dummytakte.>>
Was meinen Sie mit schneller.Ich meine wie schnell muss Auslesungzeit
sein?
In datenblatt steht dass muss nicht schneller als 2Mhz sein aber wie
langsam kann es sein steht nichts.Deswegen gehe ich davon aus dass man
"so lange wie man will" auslesen kann.
Ich mache so:
ROG Belichtungzeit(4,2ms=2100*2µs)ROG..ROG..Auslesung(400ms)..ROG
Oder kan man zuerst Sensor belichten lassen und dann Auslesen geht das
auch?
Wo kann man das genauer nachlesen?
Was bedeutet Integrationzeit ist das nicht Belichtungzeit?
Torsten C. schrieb:> Hast Du das Problem nur bei den ersten Messungen oder dauernd?> Ich frage, wegen:>> Normal output signal is not obtained immediately after device switch on.>> Hast Du mal mit S/H (Pin 4) beide Varianten ausprobiert, nur mal um den> Fehler einzukreisen?
Ich habe dieser Problemm ständig.Und ich habe beide varianten
ausprobiert Ergebnis ist gleich.
>> Use the output signal added 22500 pulses or above to φCLK clock pulse.
Dieser auch.Ich habe sogar 30000 pulses.
BTW mal 'ne Frage an Erik Werner:
Welchen ADC nutzt Du? 0 bis 3,3V müssten doch reichen, oder? Ich mache
gerade ein PCB-Layout für den STM32F103R8T6 (12 Bit und getrennte
Versorgung für den Analog-Teil) und ich frage lieber nochmal nach.
Erik Werner schrieb:> Oder kan man zuerst Sensor belichten lassen und dann Auslesen geht das> auch?
Ja, während Du ausliest, wird die nächste Belichtung gemacht. Falls der
ADC langsam ist:
* erstmal schnell auslesen (am besten mehrfach)
* das letzte "auslesen" ist die letzte Belichtung
* dann langsamer (die letzte Belichtung) auslesen.
So habe ich es jedenfalls verstanden.
> Wo kann man das genauer nachlesen?
Das müsste eigentlich ein Grundprinzip der CCDs sein:
https://en.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_deviceErik Werner schrieb:>>> Use the output signal added 22500 pulses or above to φCLK clock pulse.> Dieser auch. Ich habe sogar 30000 pulses.
Mit 1MHz?
Allein die "thermische Strahlung" füllt Dir bei Dunkelheit die
'Kondensatoren' in den CCD-Elementen, wenn Du zu langsam ausliest.
karadur schrieb:> Ob der CCD die Ladung 400ms halten kann weiß ich nicht.
Dort sind quasi 2048 einstufige "Eimerketten" drin, oder?
Ich nutze ADC von Atmega 1284P Ich habe ADC auf 156kHz eigestellt(6µs*13
Zyklen=83µs(Convesiontime))
Torsten C. schrieb:> BTW mal 'ne Frage an Erik Werner:>> Welchen ADC nutzt Du? 0 bis 3,3V müssten doch reichen, oder? Ich mache> gerade ein PCB-Layout für den STM32F103R8T6 und ich frage lieber nochmal> nach.
Ich nutze ADC von Atmega 1284P Ich habe ADC auf 156kHz eigestellt(6µs*13
Zyklen=83µs(Convesiontime)).Er ist leider extrem langsam.
> Das müsste eigentlich ein Grundprinzip der CCDs sein:> https://en.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_device
Da steht leider nichts über Belichtungzeit.
> Erik Werner schrieb:>>>> Use the output signal added 22500 pulses or above to φCLK clock pulse.>> Dieser auch.Ich habe sogar 30000 pulses.>> Mit 1MHz?
Muss man unbedingt mit 1MHz. Ich habe schneller gemacht mit 10MHz(20Mhz
Quarz)
Erik Werner schrieb:> Ich habe schneller gemacht mit 10MHz
Datenblatt: Maximum clock frequency: 2MHz
Halt möglichst schnell, aber nicht über der "Maximum clock frequency".
Erik Werner schrieb:>> 0 bis 3,3V müssten doch reichen
Saturation output voltage ~ 1V
Mehr hast Du auf deinem Oszi auch nicht, oder?
Erik Werner schrieb:> Belichtungzeit
Je länger Du belichtest, desto mehr Elektronen sammeln sich an.
Torsten C. schrieb:> Erik Werner schrieb:>> h habe schneller gemacht mit 10MHz>> Datenblatt: Maximum clock frequency: 2MHz>> Halt möglichst schnell, aber nicht über der "Maximum clock frequency".>> Erik Werner schrieb:>>> 0 bis 3,3V müssten doch reichen>> Saturation output voltage ~ 1V> Mehr hast Du auf deinem Oszi auch nicht, oder?
Nein ich kriege bei der Dunkelheit 2,85V(Erste Pixel) und 2,4V (2048
Pixel).
Wenn ich versuche Spektrum zu messen dann entweder wird mein sensor
schnell "Überlichtet" 3,5V(Alle Pixel) oder wird Wert aus erstem Pixel
2048 Mal Ausgelesen.
> Saturation output voltage: Typ. 1,0VErik Werner schrieb:> "Überlichtet" 3,5V(Alle Pixel)
Verstehe ich nicht.
Es wird Zeit, dass ich meinen CCD auch mal in Betrieb nehme.
Erik Werner schrieb:> Wenn ich versuche Spektrum zu messen
Benutzt Du ein Prisma oder ein Gitter?
Einen Spiegel oder eine Linse? Welchen/welche?
Aus Interesse, weil ich noch unschlüssig bin.
Erik Werner schrieb:> In datenblatt steht dass muss nicht schneller als 2Mhz sein aber wie> langsam kann es sein steht nichts.Deswegen gehe ich davon aus dass man> "so lange wie man will" auslesen kann.
Das hängt stark von der Temperatur und von Unregelmäßigkeiten im
Silizium ab.
Dieser Sperrstrom bzw. die Entladegeschwindigkeit kann sich auch von
Pixel zu Pixel stark unterscheiden.
Ich habe vor sehr langer Zeit mal DRAMs untersucht, die noch nicht bei
jedem Zugriff einen Refresh machten.
Row- und Column- Adressen aus einem Binärzähler auf zwei DACs gegeben
und die Analogsignale zur X-Y-Ablenkung eines Scopes benutzt.
Den Datenausgang des Speicherchips für die Z-Modulation.
Wenn man dann einmal lauter Einsen in den Chip schreibt, was zur
Dunkeltastung der Röhre führt, kann man während der darauf folgenden
Sekunden schön sehen, wie die Speicherzellen ihre Ladung verlieren.
Das Bild erinnert an die Fenster eine Hochhauses, in dem Abends in
zufälliger Folge nach und nach die Lichter angegehen.,
Ich schätze, dass bei Zimmertemperatur die ersten Speicherzellen nach
0,5s ihre Ladung verloren hatten, aber viele auch über 10 Sekunden
durchhielten.
Kühlung verbessert den Ladungserhalt dramatisch und bei mir bekannten
Spektrometern werden die Chips sogar mittels mehrstufiger Peltier- oder
Kompressorkühlung bei -70°C betrieben.
Die Astromonen kühlen ihre Kamerachips sogar mit flüssigem Stickstoff.
Erik Werner schrieb:> Wie schnell muss dan ADC sein?
Das hängt u.a. davon ab, wieviel Bits er hat, also wie genau die
Spannung sich in der zur Verfügung stehenden Zeit einstellen muss.
Hallo
zum Verständnis CCD.
Nach anlegen der Versorgung werden eintreffende Photonen pro Pixel als
Strom in einem Kondensator als Ladung gespeichert. Je mehr Licht desto
mehr Ladung. Irgendwann ist der Kondensator voll. Weitere Ladung fließt
auch in die Nachbarzellen. Das muss vermieden werden um brauchbare
Signale zu erhalten.
Mit dem ROG-Puls wird die Ladung in den Transferspeicher geladen und mit
jedem Takt an Clock an die Ausgangsstufe geleitet.
Deshalb entleert man den Transferspeicher. In der Zeit wird aber schon
wieder belichtet.
Um kontinuierlich Zeilensignale zu erhalten muss man schneller auslesen
als die Belichtungszeit dauert.
Für einzelne Zeilen muss man immer erst die Ladung aus der Zeit vor dem
ersten ROG entfernen.
Evtl. muss wegen der Empfindlichkeit der CCD der Lichtstrom mit einer
Blende reduziert werden oder mit einem mech. Shutter die Bel.-Zeit
gemacht werden.
Ohne mich um den genauen chip gekuemmert zu haben.. Es gibt 2 sorten
CCD. Der Eine ist einfach eine Eimerkette, da wird waehrend dem
Rausschieben weiterbelichtet. Detr andere schiebt die Pixelladung erst
mal in abgedunkelte Kondensatoren grad daneben. Dh die Pixel haben nur
die halbe Flaeche. Und die werden dann per eimerkette rausgeschoben.
Dafuer erreicht man kuerzere Belichtungszeiten.
Ich erachte den ADC eines Mega als viel zu langsam. Denn man muss 2
Messungen pro pixel machen. Unter einem 500kSample wuerd ich nicht
anfangen.
Hallo
die Dummypixel auf dem CCD liefern eine Referenz für den Dunkelstrom.
Wenn man CDS verwendet kann man den Dunkelstrom aus dem Ausgangssignal
entfernen.
Könnte sein das Sensor Sehr Empfindlich ist und deswegen kriegt man
ständige überlichtung?
Vieleicht muss man irgendwelche filter benutzen um licht zu reduzieren?
Die Sensoren sind äusserst empfimdlich und daher gleich überbelichtet,
also entsprechend aufpassen.
Das Auslesen geht sogar mit Bascom, werde ich aber demnächst auf LunaAVR
umschreiben. Im Beispiel wird aus Performancegründen nur jedes 4. Pixel
ausgewertet.
lrep schrieb:> Erik Werner schrieb:>> Wie schnell muss dan ADC sein?> Das hängt u.a. davon ab, wieviel Bits er hat, also wie genau die> Spannung sich in der zur Verfügung stehenden Zeit einstellen muss.
Diesen Satz habe ich nicht verstanden, was ist mit 'Spannung einstellen'
gemeint?
Jetzt N. schrieb:> Denn man muss 2 Messungen pro pixel machen.
Warum? Und dann den Mittelwert nehmen, oder wie meinst Du das?
Kennt man wo man schon fertige CCD Spektrometer kaufen kann?
Oder zu mindestens dieser Teil wo man Spektrum von Licht bekommt(ich
kann nicht Spektrum auf Sensor kriegen)
Ich hoffe das weist jemand.
Kennt man wo man schon fertige CCD Spektrometer kaufen kann?
Oder zu mindestens dieser Teil wo man Spektrum von Licht bekommt(ich
kann nicht Spektrum auf Sensor kriegen)
Ich hoffe das weist jemand.
Eine Runde Gurgeln nach "CCD Spektrometer" ergab:
Ungefähr 41.600 Ergebnisse (0,37 Sekunden)
Zusammen mit jeder Menge kommerzieller Anzeigen von Leuten die sich
freuen würden Dir so ein Ding zu verkaufen...
Ist aber schrecklich schwer nachzuvollziehen;)