Hallo zusammen, wie im Betreff bereits geschrieben, möchte ich den Einfall künstlichen Lichts detektieren. Nun gibt es z.B. SFH 320 und SFH 320 FA, zwei baugleiche Sensoren, einmal ohne und einmal mit IR-Filter. Meine Idee war es den Wert des Vollbandsensors um den des IR-Sensors zu bereinigen. Bzw dürfte der IR-Filter bei Bestrahlung von realtiv weißem Licht nicht ausschlagen, oder? Was haltet ihr von der Variante? Problematisch sehe ich die untere Grenzfrequenz des SFH 320 FA von 1/750nm.
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Georg schrieb: > Bzw dürfte der IR-Filter bei Bestrahlung von realtiv weißem Licht nicht > ausschlagen, oder? Ich würde das ausprobieren. Interessant ist hier z.B. was "relativ weißes Licht" ist... > Was haltet ihr von der Variante? Was ist denn das zugrunde liegende Problem? Wo sind diese beiden Sensoren montiert? Sind die an einem festen Ort für ein bestimmtes "Problem" gedacht, oder soll das ein mobiles Gerät sein, das erkennt, dass es in der Sonne liegt? Was, wenn gleichzeitig die Sonne scheint und das Zimmerlicht angeschaltet wird?
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Ich würde eher den UV-Anteil auswerten, künstliches Licht von Glühlampen und LED hat sehr geringe UV-Anteile, bei Leuchtstofflampen sieht es soweit ich weiß anders aus. >relativ weiß "ungefähr genau" heisst das bei Janosch. "Wie weit ist es noch bis zum Krankenhaus?" fragte der kleine Tiger. "Achthundert Meter ungefähr genau" sagte der kleine Bär.
Georg schrieb: > Bzw dürfte der IR-Filter bei Bestrahlung von realtiv weißem Licht nicht > ausschlagen, oder Also Glühlampen erzeugen reichlich IR, kaum unterscheidbar von Sonnenlicht. Wenn für dich nur LED und Leuchtstoff künstliches Licht ist, kann es gehen.
Vielen Dank schonmal für deine Antwort. Unter "relativ weißem Licht" verstehe ich jetzt zB LED-Weiß (4000K +/-) und nicht zwingend Glühbirnen-Weiß, was ja auch künstliches Licht ist. Konkret soll der Sensor erkennen ob er von der Sonne oder einer künsltichen LQ (Scheinwerfer, Lampe, Handy) beleuchtet wird. Das ganze dient einem Forschungsprojekt. Natürlich gibt es auch noch andere Ansätze: Referenzwertgeber, Flankenerkennung etc. Den og Ansatz möchte ich jedoch auchh verfolgen.
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Georg schrieb: > Einfall künstlichen Lichts detektieren Dann schau mal in die Datenblätter wo die jeweilige Keule der Empfindlichkeit liegt.
Christoph db1uq K. schrieb: > Ich würde eher den UV-Anteil auswerten, künstliches Licht von Glühlampen > und LED hat sehr geringe UV-Anteile, bei Leuchtstofflampen sieht es > soweit ich weiß anders aus. Das ist richtig. Der Sensor soll jedoch relativ klein, mit Batterie betrieben und günstig werden. Es werden mehrere davon benötigt. Leider gibt es kaum (bezahlbare, kompakte) UV-Fotodioden/-transisotren, deren oberer Grenzwert nicht den Bereich des sichtbaren Lichts einschließt. Dh gängige LED Sprektren werden von diesen Sensoren abgedeckt. Einen zusätzlichen Filter möchte ich gerne umgehen. MaWin schrieb: > Also Glühlampen erzeugen reichlich IR, kaum unterscheidbar von > Sonnenlicht. Glühlampen würde ich bei der Berücksichtigung unbeachtet lassen.
oszi40 schrieb: > Georg schrieb: >> Einfall künstlichen Lichts detektieren > > Dann schau mal in die Datenblätter wo die jeweilige Keule der > Empfindlichkeit liegt. Habe ich, du auch?
Georg schrieb: > > Unter "relativ weißem Licht" verstehe ich jetzt zB LED-Weiß (4000K +/-) LED-Licht ist nicht weiß. Zumal es auch noch verschiedene "weiße" LED Beleuchtungen gibt. > Konkret soll der Sensor erkennen ob er von der Sonne oder einer > künsltichen LQ (Scheinwerfer, Lampe, Handy) beleuchtet wird. Das geht nur sehr eingeschränkt. Denn natürlich kann man künstliches Sonnenlicht erzeugen, das sich im Spektrum vom echten Sonnenlicht fast nicht unterscheidet. > Natürlich gibt es auch noch andere Ansätze: Referenzwertgeber, > Flankenerkennung etc. Den og Ansatz möchte ich jedoch auchh verfolgen. Wie es aussieht, willst eine Art extrem abgespecktes Spektrometer bauen. Damit wirst du womöglich LED-Licht, Leuchtstoffröhren-Licht und Glühlampen-Licht (Halogen-Licht aber eher nicht) von Sonnenlicht unterscheiden können. Leg einfach mal die jeweiligen Spektren übereinander und schau, wo die sich jeweils unterscheiden. Das sind dann die Wellenlängen, wo du Sensoren brauchst.
Ein H-Alpha Filter davor halten. Ein Signal gibt es NUR von Sonnenlicht.
> Leg einfach mal die jeweiligen Spektren übereinander und schau Mit dem wissen wächst der Zweifel. Wahrscheinlich würde ich jetzt mal verschiedene weiße od. blaue LEDs als Empfänger testen, wenn auch der Wirkungsgrad im Keller ist.
Georg schrieb: > Einen zusätzlichen Filter möchte ich gerne umgehen. Das wird teuer, weil so etwas kaum gebraucht wird. Früher hat man einfach ein Stück unbelichteten Diafilm als Filter genommen.
Weiße LEDs haben zumindest keine Anteile <400nm, womit man sie sicher vom Sonnenlicht unterscheiden kann. Eine Glühlampe dagegen schon.
Georg schrieb: > Glühlampen würde ich bei der Berücksichtigung unbeachtet lassen. Und was ist mit Halogenglühlampen? Georg schrieb: > Unter "relativ weißem Licht" verstehe ich jetzt zB LED-Weiß (4000K +/-) > und nicht zwingend Glühbirnen-Weiß, was ja auch künstliches Licht ist. Wenn das ein "Forschungsprojekt" ist dann fängt das damit an, daß du erst mal präzise definierst was der Unterschied zwischen dem für das Projekt relevante künstliche Licht und natürlichem Sonnenlicht ist. Erst wenn du die Unterschiede kennst, kannst du eine Lösung für die Detektion finden. Solange das so Wischi Waschi ist wird das nix.
Georg schrieb: > Nun gibt es z.B. SFH 320 und SFH 320 FA, zwei baugleiche Sensoren, > einmal ohne und einmal mit IR-Filter. Es gibt auch den TCS3200 oder Kingbright KPS5130 mit denen sich ver versuchen liesse.
Georg schrieb: > Bzw dürfte der IR-Filter bei Bestrahlung von realtiv weißem > Licht nicht ausschlagen, oder? Pferde können ausschlagen. Von Filtern habe ich das noch nicht gehört.
Georg schrieb: > Konkret soll der Sensor erkennen ob er von der Sonne oder einer > künsltichen LQ (Scheinwerfer, Lampe, Handy) beleuchtet wird. Das ganze > dient einem Forschungsprojekt. Forschung oder Esoterik? Hast du dir mal die Spektren der von dir zu unterscheidenden Lichtquellen angesehen? Dann kannst du daraus Kriterien entwickeln, wie eine Unterscheidung möglich ist und dann die Anforderungen an die Sensorik entwickeln. Ich behaupte mal, allgemeingültig geht das nicht. Spätestens, wenn du eine "künstliche" Lichtquelle mit Sonnenspektrum hast (sowas gibt es bekanntlich), ist eine Unterscheidung unmöglich. Ferner ist direkte Sonne und verschiedene Bewölkungsgrade zu unterscheiden. Tages- und Jahreszeit sowie atmosphärische Einflüsse kommen hinzu. Wo ist die Grenze, ab der Licht "künstlich" ist? Gilt das Licht bei Smog in China bei deiner Messung noch als natürliches Licht? Mit zwei Photodioden wird das jedenfalls nichts, auch nicht mit drei oder vier.
Eine Möglichkeit wäre UVB/UVC zu detektieren. https://sglux.de/produkt-kategorie/sic-uv-photodioden/uvc-photodioden/ Klar, die sind teuer, kosten so 80 Euro pro Stück, aber für eine Forschungsarbeit kommt das ja in Betracht. Du könntest dort anfragen, ob sie Dir für F&E Muster (ermäßigt) überlassen. Wenn Du das von der Hochschul/Uni-Mailadresse aus schickst, hat Du auch bei so teuren Halbleitern sehr gute Chancen.
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Ich würde mir erst einmal einen Überblick über den groben spektralen Verlauf der zu berücksichtigenden Lichtquellen verschaffen und dazu Messungen in mindestens drei Wellenlängenbereichen machen. Bei drei Bereichen würde ich die Bereiche blau (ca. 450 nm), rot (650 nm) und infrarot (ca. 850 nm) betrachten. Der UV-Bereich ist höchstens dann von Interesse, wenn der Detektor im Freien angewandt werden soll, da Fensterscheiben die kurzwelligeren Anteile wegfiltern. Fotodetektoren mit IR-Filter gibt es fertig zu kaufen, für die Blau- und Rotfilterung kann man sich mit farbigen Folien behelfen, da die Qualität der Filter für die folgenden Messungen keine große Rolle spielt. Man macht nun mit diesem Tripel aus Detektoren (im folgenden mit I, R und B bezeichnet) Messungen in verschiedenen Umgebungen unter allen interessierenden Lichtverhältnissen und notiert sich jeweils die drei Fotoströme I_i, I_r und I_b, die ein Maß für die Beleuchtungsstärke im jeweiligen Wellenlängenbereich darstellen. Diese Ströme werden normiert, da nicht ihr absoluter Wert, sondern nur ihr Verhältnis zueinander von Interesse ist:
Zwei dieser Werte (bspw. R und B) sind für die Charakterisierung ausreichend, da sich der dritte aus den beiden anderen ergibt (I=1-R-B). R und B können nun als Punkt in ein kartesisches Koordinatensystem eingetragen werden, so dass man Farbdreieck erhält, das als Grundfarben aber nicht R, G und B, sondern I, R und B verwendet. Ich habe im Anhang skizziert, wie das ungefähr aussehen könnte. Ziel ist es nun, einen möglichst einfach geformten Teilbereich dieses Farbdreiecks zu finden, der alle natürlichen, aber keine künstlichen Lichtquellen enthält. Wenn es dann noch gelingt, diesen Bereich mathematisch zu beschreiben, hat man das Unterscheidungskriterium für natürliche und künstliche Lichtquellen gefunden. Wenn man Pech hat, überlappen sich die Bereiche mit den Punkten für natürliche und künstliche Quellen. Das bedeutet, dass sie nicht eindeutig unterscheidbar sind. Man kann dann versuchen, durch weitere Detektoren mit anderen Wellenlängen zusätzliche Informationen in das Auswerteverfahren einzubringen. Führt auch dies nicht zum Ziel, muss man evtl. die Anforderungen etwas abschwächen, in dem bspw. das Vorhandensein von Glühlampe ausgeschlossen wird. Vielleicht stellt sich aber auch heraus, dass die mathematische Beschreibung des gesuchten Teilbereichs nur zwei der drei Variablen I, R und B enthält. Das bedeutet, dass man im finalen System einen der drei Fotodetektoren weglassen kann. Das Ganze hört sich vielleicht etwas kompliziert an, ist es aber nicht. Vor allem werden damit schnell die kritischen Punkte aufgezeigt, die dadurch entstehen, dass sich die Spektren zweier zu unterscheidender Lichtquellen (bspw. das der Glühlampe und der späten Nachmittagssonne) sehr ähnlich sind, was im Diagramm durch dicht beieinanderliegende Punkte angezeigt wird.
Yalu X. schrieb:
[...wissenschaftliche Herangehensweise...]
Das ist doch dermaßen öde. Damit kannst du die jungdynamischen Hipster
oder gar Maker aber sowas von rein garnicht beeindrucken...
Wenn die nachdenken oder selber was machen wollten, würden sie doch
nicht hier solche peinlichen Fragen posten...
Unterscheidung aufgrund der Mudulation. Kunstlicht ist meist mit einen Netzbrumm oder Wandeler beaufschlagt. Das Sonnenlicht ist frei von diesen Signalen.
Gerald K. schrieb: > Unterscheidung aufgrund der Mudulation. Kunstlicht ist meist mit einen > Netzbrumm oder Wandeler beaufschlagt. Das Sonnenlicht ist frei von > diesen Signalen. Zweifelhaft, ob da bei einer Glühlampe die Amplitude ausreicht.
Sven B. schrieb: > Zweifelhaft, ob da bei einer Glühlampe die Amplitude ausreicht. Habe ich vor längerer Zeit ausprobiert. Mit Verstärkung des gleichstrom-abgeblockten Signals sind die 100Hz gut hörbar.
Sven B. schrieb: > Zweifelhaft, ob da bei einer Glühlampe die Amplitude ausreicht. Doch, der Wechselanteil im Licht ist schon recht deutlich. Schicke einfach mal das Signal eines Fototransistors oder einer Fotodiode durch einen Hochpass und schau dir das Ergebnis aus dem Oszi an. Das funktioniert natürlich nur bei Netzbetriebenen Lampen, nicht aber bei einer Taschenlampe.
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