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Hallo Elko Forum!!

Mein Name ist Marko und da ich im eigentlichen Leben Software-Entwickler bin, habe ich bisher nur sehr grundlegende Kenntnisse im Elektronik / Elektrotechnik Bereich.
Aber genau das möchte ich jetzt ändern, da ich an einem zugegebenermaßen recht ambitionierten Projekt arbeite.

Die endgültige Zielsetzung ist folgende:

eine Matrix aus optischen Sensoren soll in Echtzeit die Intensität des lokalen Lichteinfalls messen und diese Daten (Intensität, Position) zur weiteren Verarbeitung an einen Computer weiterleiten.

Damit aber noch nicht genug, im Idealfall sollen weiterhin folgende Anforderungen erfüllt sein:
- um Umgebungslicht und Störquellen herauszufiltern, soll eine Art Bandpassfilter implementiert werden, der nur Signale die auf eine bestimmte Frequenz gepulst sind durchlässt und alles andere als Noise herausfiltert.

- ein solches Sensor-Array / Matrix soll unabhängig und modular aufgebaut sein, so dass später mehrere dieser Module gekoppelt werden können um einen größeren Bereich abzudecken.

- die Geschwindigkeit des Systems ist entscheidend und sollte bei > 50Hz Abtastrate liegen

Mir ist klar, dass dies ein sehr ambitioniertes Projekt für jemanden ohne elektrotechnische Ausbildung ist, und ich erwarte nicht mir das benötigte Wissen innerhalb ein paar Tagen anlesen zu können.
Dennoch bin ich sehr motiviert und habe das Ganze als längerfristiges Projekt geplant.

Und genau deshalb wende ich mich hier an die Experten im Forum, um einen guten Einstieg zu finden.

In welche Themengebiete, Schaltungen, Bauteile etc. sollte ich mich denn genauer einlesen um meinem Ziel näher zu kommen?

Kennt jemand Projekte / Bücher / Online-Kurse o.Ä. die ähnliche Bereiche behandeln und von denen ich lernen könnte?

Herzlichen Dank schon im Voraus für jegliche Informationen die mich weiterbringen!

Viele Grüße & noch einen schönen Abend!
Marko

» eine Matrix aus optischen Sensoren soll in Echtzeit die Intensität des
» lokalen Lichteinfalls messen und diese Daten (Intensität, Position) zur
» weiteren Verarbeitung an einen Computer weiterleiten.

Und die optische Seite ist dir klar?
Was heisst "Position"?
Soll an einer bestimmten Stelle (dort wo einer der Sensoren ist) gemessen werden, egal aus welcher Richtung das Licht dort herkommt?
Oder wie bei einer Kamera festgestellt werden, woher das Licht kommt?

Mach ne Zeichnung, wie du dir das Optisch vorstellst. Und vielleicht mal die 7 Tipps für Fragesteller lesen, besonders Punkt 2.

hws

---
Hi Marko,

Sowas gibts sehr innovativ in Form von Kameras oder Bewegungsmelder,
die einen CCD Chip (Slang: "Kamera-Chip" ) eingebaut haben.

Die Anwendung ist im Securitybereich, bzw. dort wo unterschiedlichste
Bewegungen von zB Lebewesen registriert werden.
Dort wird dann zB eine bestimmte Person herausgefiltert und verfolgt.

Auch zB in d. Industrie ....
Gegenstände, u.a. sich bewegende, werden aus einem Haufen herausgepickt,,,, etc..

Allen Geräten gemeinsam ist ein CCD Sensor Chip --> ein Array aus Photosensoren;
ist auf dem Chip entweder Zeilenweise oder xy Feldweise angeordnet.

Ist ein ordentliches Projekt,,, eher nicht als Bastelspass gegeben.

Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Sowas gibts sehr innovativ in Form von Kameras oder Bewegungsmelder,
» die einen CCD Chip (Slang: "Kamera-Chip" ) eingebaut haben.

Und wie willst du da realisieren:
» » der nur Signale die auf eine bestimmte Frequenz gepulst sind durchlässt und alles andere als Noise herausfiltert

Also nur die Position der IR-FB anzeigen, die mit 36kHz gepulst ist?

hws

» Also nur die Position der IR-FB anzeigen, die mit 36kHz gepulst ist?
wo steht das?

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=140903&page=0&category=all&order=last_answer

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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo Gerald,

Kamera ist in diesem Fall leider keine Alternative, da diese einen zu großen Abstand braucht.

Ich habe mich auch zuvor sehr ausführlich mit anderen Ansätzen und alternativen Lösungen beschäftigt, und bin bewusst bei dem zuvor beschriebenen Aufbau gelandet.

Trotzdem Danke, an sich eine sehr gute Idee!

Gruß
Marko


» ---
» Hi Marko,
»
» Sowas gibts sehr innovativ in Form von Kameras oder Bewegungsmelder,
» die einen CCD Chip (Slang: "Kamera-Chip" ) eingebaut haben.
»
» Die Anwendung ist im Securitybereich, bzw. dort wo unterschiedlichste
» Bewegungen von zB Lebewesen registriert werden.
» Dort wird dann zB eine bestimmte Person herausgefiltert und verfolgt.
»
» Auch zB in d. Industrie ....
» Gegenstände, u.a. sich bewegende, werden aus einem Haufen
» herausgepickt,,,, etc..
»
» Allen Geräten gemeinsam ist ein CCD Sensor Chip --> ein Array aus
» Photosensoren;
» ist auf dem Chip entweder Zeilenweise oder xy Feldweise angeordnet.
»
» Ist ein ordentliches Projekt,,, eher nicht als Bastelspass gegeben.
»
» Grüße
» Gerald

Hallo hws,

» Und die optische Seite ist dir klar?
» Was heisst "Position"?

Was mir bisher nicht klar ist, ist wie ich die Sensoren einzen nach den aktuellen Werten abfrage, filtere und speichere.
Mit "Position" meinte ich von welchem Sensor welche Werte kommen, so dass ich am Ende ein Gesamtbild erstellen kann was eben den Lichteinfall im Bereich der Matrix widerspiegelt.

» Soll an einer bestimmten Stelle (dort wo einer der Sensoren ist) gemessen
» werden, egal aus welcher Richtung das Licht dort herkommt?
» Oder wie bei einer Kamera festgestellt werden, woher das Licht kommt?

Mit einer einfachen Photodiode werde ich die Richtung wohl eher nicht ermitteln können, oder?
Insofern soll nur direkt am Sensor gemessen werden, alles weitere löse ich dann später auf Software-Ebene.

Im Grunde kann man sich das Ganze wohl wie eine sehr grob-pixelige Kamera vorstellen, allerdings eben ohne Linse und Distanz zum Objekt.

Eine Zeichnung reiche ich bei Bedarf gerne noch nach

Grüße
Marko

» wo steht das?

DA:
» » um Umgebungslicht und Störquellen herauszufiltern, soll eine Art Bandpassfilter
» » implementiert werden, der nur Signale die auf eine bestimmte Frequenz gepulst
» » sind durchlässt und alles andere als Noise herausfiltert.

Die 36kHz sowie IR-FB waren ein Beispiel, kann auch die x-kHz der Energiesparlampe oder sonstwas sein. Auf jeden Fall nur eine bestimmte Frequenz(bereich).

hws

» Hallo Gerald,
»
» Kamera ist in diesem Fall leider keine Alternative, da diese einen zu
» großen Abstand braucht.
»
» Ich habe mich auch zuvor sehr ausführlich mit anderen Ansätzen und
» alternativen Lösungen beschäftigt, und bin bewusst bei dem zuvor
» beschriebenen Aufbau gelandet.
»
» Trotzdem Danke, an sich eine sehr gute Idee!
»
» Gruß
» Marko
»
»
» » ---

Eine eventuelle Möglichkeit:

http://search.newport.com/i/1/q1/Optical+Measurement/x1/section/view/section/

Grüße
Gerald
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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Was mir bisher nicht klar ist, ist wie ich die Sensoren einzen nach den
» aktuellen Werten abfrage, filtere und speichere.

Sensoren kann vieles sein, auch z.B. die Kamera.
Daher der Verweis auf
» die 7 Tipps für Fragesteller lesen, besonders Punkt 2
Alsoo bitte mal etws Hintergrundinformation.

» Mit einer einfachen Photodiode werde ich die Richtung wohl eher nicht
» ermitteln können, oder?
Wenn man 3 Stück nimmt und je ein Röhrchen davor und nach vorn / links / rechts richtet - dann schon.

» Insofern soll nur direkt am Sensor gemessen werden, alles weitere löse ich
» dann später auf Software-Ebene.

Eine Fotodiode o.ä reagiet auf Licht aus allen Richtungen, allerdings direkt auf die empfindliche Fläche mehr als ganz schräg von der Seite.
Die gibt eine Spannung aus, die proportional der Beleuchtung ist. Und wenn die Beleuchtung mit einer bestimmten Frequenz gepulst ist, ist auch das Ausgangssignal entsprechend gepulst.

Dieses Signal schickt man durch einen Filter.

Und dann wertet man das Signal aus (z.B. gleichrichten und etwas sieben. Ergibt eine Gleichspannung)
Die liest man z.B. per µC ein (für jede Fotodiode) und rechnet mit den werten nach Belieben rum.

» Kamera ist in diesem Fall leider keine Alternative

Erklär uns das Projekt, wir können nicht hellsehen, was du machen möchtest. (7 Tipps, Punkt 2)

hws

Hintergrund des Projekts ist ein flaches Tablet-Eingabegerät welches auf Infrarot-Pointer reagiert. Abhängig davon wo auf dem Tablet die Eingabe erfolgte wird danach per Software flexibel eine Aktion getriggert (Visualisierung, Musik, Programmstart, Beleuchtung ...).

» Eine Fotodiode o.ä reagiet auf Licht aus allen Richtungen, allerdings
» direkt auf die empfindliche Fläche mehr als ganz schräg von der Seite.
» Die gibt eine Spannung aus, die proportional der Beleuchtung ist. Und wenn
» die Beleuchtung mit einer bestimmten Frequenz gepulst ist, ist auch das
» Ausgangssignal entsprechend gepulst.
»
» Dieses Signal schickt man durch einen Filter.
»
» Und dann wertet man das Signal aus (z.B. gleichrichten und etwas sieben.
» Ergibt eine Gleichspannung)
» Die liest man z.B. per µC ein (für jede Fotodiode) und rechnet mit den
» werten nach Belieben rum.

Und genau zu diesen Schritten würde ich mich über weitere Informationen, Quellen etc. freuen!

Wie baue ich einen solchen Filter, wie filtere ich nach einer speziellen Frequenz, schalte ich dann den Filter einfach in Reihe hinter die Diode?

Was für Bauteile benötige ich um mit einem Microcontroller mehrere Photodioden abzufragen, kann ich wie anfangs erwähnt auch mit einem Microcontroller mehrere einzelne Module mit jeweils beispielsweise 20 Photodioden abfragen und wie?

Gleichrichten, Sieben und co - Warum, wie und an welcher Stelle?

...

Wie gesagt, ich erwarte nicht, dass mir hier jemand im Forum alles haarklein erklärt o.Ä. sondern hatte gehofft, dass mir jemand einige gute Texte, Bücher, Tutorials, Videos, etc empfehlen kann die sich konkret mit Dingen befassen die ich zur Verwirklichung dieses Projekts brauche.

Weiterhin einen schönen Abend!
Marko

» Hintergrund des Projekts ist ein flaches Tablet-Eingabegerät welches auf
» Infrarot-Pointer reagiert.

Dafür brauchts doch nur einige (großflächige) Fotosensoren, die hinten ein logisches (ja/nein) Signal ausgeben, wenn ein Infrarot Pointer hell genug (und mit der passenden Taktfrequenz) draufscheint.

Wie willst du mit einem IR Pointer denn zielen? IR ist unsichtbar

Wie weit ist denn der Pointer von den einzelnen Sensoren entfernt, dass man auch ohne Sicht richtig trifft?
Daher fragte ich nach einer Zeichnung.

Und auf irgendeinen beliebigen bildschirm kannst du auch keine Fotodioden draufkleben, wenn du noch was sehen willst.

» Und genau zu diesen Schritten würde ich mich über weitere Informationen,
» Quellen etc. freuen!

Also doch das komplette Projekt erklärt bekommen?

» Wie gesagt, ich erwarte nicht, dass mir hier jemand im Forum alles
» haarklein erklärt

Ich fürchte, anders wirst du es nicht hinbekommen.
Ich kenne Quellen, wie man Filter dimensioniert, aber dazu braucht man elektronische Grundkenntnisse.

Es gibt Tutorials, wie man µC's programmiert, dazu braucht man aber einige Monate.

» die sich konkret mit Dingen befassen die ich zur Verwirklichung dieses Projekts brauche.

Problem, du musst nicht nur die Detailprobleme lösen (da "klaut" man sich ne Bastelanleitung aus dem Netz) sondern die einzelnen Detaillösungen passend zusammensetzen. Und das verlangt auch wieder Kenntnisse.
Und evtl muss man die gefundenen Lösungen noch auf sein spezielles Projekt anpassen.
Kannst du das alles?
Sonst darfst du erst die komplette Elektronik, µC Hardware und µC Software lernen.

Oder jemand finden, der dir das komplett vorkaut.

Ich fürchte, so wird das nichts.

hws

» Hallo Elko Forum!!
»
» Mein Name ist Marko und da ich im eigentlichen Leben Software-Entwickler
» bin, habe ich bisher nur sehr grundlegende Kenntnisse im Elektronik /
» Elektrotechnik Bereich.
» Aber genau das möchte ich jetzt ändern, da ich an einem zugegebenermaßen
» recht ambitionierten Projekt arbeite.
»
» Die endgültige Zielsetzung ist folgende:
»
» eine Matrix aus optischen Sensoren soll in Echtzeit die Intensität des
» lokalen Lichteinfalls messen und diese Daten (Intensität, Position) zur
» weiteren Verarbeitung an einen Computer weiterleiten.
» Damit aber noch nicht genug, im Idealfall sollen weiterhin folgende
» Anforderungen erfüllt sein:
» - um Umgebungslicht und Störquellen herauszufiltern, soll eine Art
» Bandpassfilter implementiert werden, der nur Signale die auf eine
» bestimmte Frequenz gepulst sind durchlässt und alles andere als Noise
» herausfiltert.
»
» - ein solches Sensor-Array / Matrix soll unabhängig und modular aufgebaut
» sein, so dass später mehrere dieser Module gekoppelt werden können um
» einen größeren Bereich abzudecken.
»
» - die Geschwindigkeit des Systems ist entscheidend und sollte bei > 50Hz
» Abtastrate liegen
»
» Mir ist klar, dass dies ein sehr ambitioniertes Projekt für jemanden ohne
» elektrotechnische Ausbildung ist, und ich erwarte nicht mir das benötigte
» Wissen innerhalb ein paar Tagen anlesen zu können.
» Dennoch bin ich sehr motiviert und habe das Ganze als längerfristiges
» Projekt geplant.
»
» Und genau deshalb wende ich mich hier an die Experten im Forum, um einen
» guten Einstieg zu finden.
»
» In welche Themengebiete, Schaltungen, Bauteile etc. sollte ich mich denn
» genauer einlesen um meinem Ziel näher zu kommen?
»
» Kennt jemand Projekte / Bücher / Online-Kurse o.Ä. die ähnliche Bereiche
» behandeln und von denen ich lernen könnte?
»
» Herzlichen Dank schon im Voraus für jegliche Informationen die mich
» weiterbringen!
»
» Viele Grüße & noch einen schönen Abend!
» Marko

CMOS-Bildsensor mit biegsamen Lichtleitern, die dicht an dicht auf dem Sensor und entsprechend deiner "Sensorfläche" angeordnet werden. Der Rest ist Software.

» Sonst darfst du erst die komplette Elektronik, µC Hardware und µC Software
» lernen.

Genau das war von Beginn an meine Absicht (siehe erstes Posting), nur hatte ich gehofft über einige Tipps hier aus dem Forum von Anfang an zielgerichtet lernen und mich auf die für das Projekt wichtigen Bereiche konzentrieren zu können!

» CMOS-Bildsensor mit biegsamen Lichtleitern, die dicht an dicht auf dem
» Sensor und entsprechend deiner "Sensorfläche" angeordnet werden. Der Rest
» ist Software.

Interessanter Ansatz, auch damit hatte ich mich schon mal beschäftigt, aber vielleicht schaue ich mir das doch noch mal genauer an - Danke!

Eventuell ginge es mit diesem Sensor:

SFH 235 FA
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20110324230307.pdf

Damit baust eine pasende Schaltung auf und
wertest es mit einem µController aus.

Gedankenanregung, wie sowas aussehen könnte,,, als komplexes Gebilde..
.. (geht gemäß Anwendungsfall auch einfacher)
http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/17/13/90/PDF/CTCM48.pdf
(Quelle vom obigen pdf Link: http://hal.archives-ouvertes.fr/ )

http://www.corebyindigo.com/PDF/SPIE/160x128SPIE.pdf

Ich weiss nicht, u.U. würde auch sowas gehen:
http://www.vishay.com/docs/81732/tsop348.pdf

Ist ein fertiges IR-Sensormodul im Diodenhäubchen,
welches für die hiesigen Fernbedienungen verwendet werden.

Kommt halt auf deine genauere Anwendung an.

-->
Machst halt eine passende Anordnung, zB unter einem Mattglas,
welches IR durchläßt, bzw Folie dein Tablet.
Darüber kannst ja, damit du auch passend triffst,
deine Spielereien-Bilder drauf projizieren.

Auswertung mit µC... so in etwa kann es auf dich zukommen:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01250a.pdf

Ist mal als Beispiel gedacht --- es ist eine Tastenmatrix mit kapazitiven Sensoren...
In deinem Fall wären es halt Photodioden.
Diese würden entweder mit dem ADC oder mit einem Komparator eingelesen werden.

Wie auch immer, nun hast ein paar Ideen, ein paar Ansätze.

PS:
Deine Anordnung muss nicht unbedingt eine Matrix in xy-Verdrahtung sein.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"