Einfall künstlichen Lichts (LED) detektieren.

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?

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:
>
> 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.

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:
> 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.

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.

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.

Prisma und Zeilenkamera?...