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Hi zusammen,

ich bin relativ neu in diesem Forum und auf dem Gebiet der Elektronik. Ich hätte eine kleine Frage und hoffe, dass ihr mir bei meinem Problem helfen könnt.

Problemstellung: Ich würde gerne eine LED, die über eine 9V-Batterie und einen Vorwiderstand versorgt wird, sinusförmig modulieren. Wobei die LED am höchsten Wert des Sinus ihre größte Helligkeit haben soll. Am niedrigsten Wert des Sinus soll die LED gar kein Licht mehr ausstrahlen. Das Sinussignal erhalte ich aus meiner Soundkarte. Mir wäre dabei besonders wichtig, dass die Intensität einen sauberen sinusförmigen Verlauf zeigt und die maximale Helligkeit erreicht wird.

Ich habe selber schon ein paar Ideen und ein wenig rumprobiert. Bisher leider nur mit mäßigem Erfolg. Für ein paar Tipps oder Ideen wäre ich sehr dankbar.

Vielen Dank,

Chris

» Problemstellung: Ich würde gerne eine LED, die über eine 9V-Batterie und
» einen Vorwiderstand versorgt wird, sinusförmig modulieren.

Frequenz?


» höchsten Wert des Sinus

+1


» niedrigsten Wert des Sinus

-1


» besonders wichtig, dass die Intensität einen sauberen sinusförmigen
» Verlauf zeigt und die maximale Helligkeit erreicht wird.

Du weißt aber schon, dass das Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges alles andere als linear ist?

» Du weißt aber schon, dass das Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges
» alles andere als linear ist?

Eine bekannte Näherung zur "Linearisierung" wäre:

» Hi zusammen,
»
» ich bin relativ neu in diesem Forum und auf dem Gebiet der Elektronik. Ich
» hätte eine kleine Frage und hoffe, dass ihr mir bei meinem Problem helfen
» könnt.
»
» Problemstellung: Ich würde gerne eine LED, die über eine 9V-Batterie und
» einen Vorwiderstand versorgt wird, sinusförmig modulieren.

Dann wäre es das einfachste, wenn Du sie an einen
NF-Verstärker(IC) anschliesst.
Gruss
Harald

Hi,
den Vorwiderstand als Emitterwiderstand eines Transistors verwenden und an der Basis eine Vorspannung für mittlere Helligkeit einstellen (Spannungsteiler).
Über einen Kondensator das Signal der Soundkarte an die Basis des Transistors einkoppeln.
(Phasenverschiebung ist nicht berücksichtigt, Spannungshub = 1Vss - bei Mittlerer Helligkeit berücksichtigen)
Die LED wird zwar so nicht "ausgehen" und die -1 (= Photodiode) wird erst gar nicht erreicht.
Vielmehr ist +1 die max Hell. und -1 die minimale gewünschte Helligkeit.
Sinus kann ohnehin nicht optisch kontrolliert werden.
Aber da eine LED weitgehend einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Helligkeit hat (außer im Grenzbereich bei hochleistungsLED) wird die Helligkeit weitgehend dem Sinus entsprechen.
(Stromquellenregelung)

Cu
st

Hi,

vielen Dank erstmal für die tollen und schnellen Antworten. Der NF-Verstärker klingt auf den ersten Blick sehr vielversprechend und ich werde mich da mal ein wenig einlesen, ob es damit geht.

Das größte Problem als Anfänger ist einfach, dass man keinen Überblick über die Möglichkeiten hat, die es gibt.

Nun zu den anderen Fragen:

Bei der Frequenz hatte ich so an 500-5000 Hz gedacht. Da wäre ich flexibel. Ich denke, dass das Maximum durch die Samplerate meiner Soundkarte und die Nyquist-Bedingung gegeben ist.

Die Amplitude des Sinus hab ich nicht angegeben, da ich nicht genau weiß, was meine Soundkarte ausgeben kann. Deshalb hab ich vom höchstem und vom niedrigstem Wert gesprochen.

Ich hab vergessen zu sagen, dass ich das Lichtsignal mit einer Photodiode auswerten möchte.

Vielen Dank,

Chris

Hi tts,

danke für die Antwort. So in etwa hatte ich es schon probiert, wobei ich wohl einen kleinen Denkfehler bezüglich der Anschlüsse des Transistors hatte. Ich werde deinen Vorschlag sobald wie möglich testen. Dass die LED so nicht ganz ausgeht, ist nicht so schlimm. Die Stromfluss/Spannungs-Abhängigkeit ist halt nicht ganz linear. Kann man nichts dran ändern .

Gibt es beim Transistor etwas zu beachten. Ich hatte bisher einen einfachen Bipolartransistor verwendet (Bezeichnung hab ich gerade nicht im Kopf).

Kannst du mir erklären, warum man den Sinus nicht optisch kontrollieren kann? Da steh ich gerade auf dem Schlauch.

Vielen Dank,

Chris

» Die Amplitude des Sinus hab ich nicht angegeben, da ich nicht genau weiß,
» was meine Soundkarte ausgeben kann. Deshalb hab ich vom höchstem und vom
» niedrigstem Wert gesprochen.

Ob die Helligkeit der LED sin(x) oder abs(sin(x)) folgen soll ist weiterhin unkler.


» Ich hab vergessen zu sagen, dass ich das Lichtsignal mit einer Photodiode
» auswerten möchte.

Und was soll das Ganze?

Hi x y,

die LED soll sin(x) folgen. Die LED soll also nur einmal pro Periode mit maximaler Helligkeit strahlen.

Ziel des Ganzen ist ein Messgerät zu entwickeln um die Konzentration von fluoreszierenden Teilchen zu bestimmen. Mit der LED möchte ich die Teilchen anregen. Beim Übergang in den Grundzustand emittieren die Teilchen Licht, welches von einer Photodiode aufgefangen wird. Anschließend wird über ein frequenzbasierten Filter das Signal vom Umgebungslicht oder anderen Störsignalen getrennt und gemessen (daher die Modulation).
Wenn man alles richtig macht, ist dieses Signal dann proportional zur Teilchenzahl.

Ciao,

Chris

» Ziel des Ganzen ist ein Messgerät zu entwickeln um die Konzentration von
» fluoreszierenden Teilchen zu bestimmen. Mit der LED möchte ich die
» Teilchen anregen. Beim Übergang in den Grundzustand emittieren die
» Teilchen Licht, welches von einer Photodiode aufgefangen wird.
» Anschließend wird über ein frequenzbasierten Filter das Signal vom
» Umgebungslicht oder anderen Störsignalen getrennt und gemessen (daher die
» Modulation).
» Wenn man alles richtig macht, ist dieses Signal dann proportional zur
» Teilchenzahl.

Ah, du willst das Rad neu erfinden. Dazu ist aber kein Sinus nötig, Rechteck geht sogar besser. Und mit einem digitalen Kammfilter wirds dann professionell.

Hi,

sicherlich gibt es sowas schon. In erster Linie geht es für mich dabei um das, was ich dabei lerne.

Mit einer Rechtecksspannung läuft es bisher auch recht gut. Aber ich versuche an allen Ecken zu optimieren. Da ich es bisher nicht mit einem sinusförmigen Signal vergleichen konnte, konnte ich auch noch keine Aussage darüber machen, was besser funktioniert. Und für eine Abschätzung fehlt mir ein tieferes Verständnis des Frequenzfilters.

Ciao,

Chris

» fehlt mir ein tieferes Verständnis des Frequenzfilters.

Aber Fourier kennst du schon?

» Aber da eine LED weitgehend einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und
» Helligkeit hat (außer im Grenzbereich bei hochleistungsLED) wird die
» Helligkeit weitgehend dem Sinus entsprechen.
» (Stromquellenregelung)

Der weitgehend lineare Zusammenhang besteht bei der LED allerdings zwischen Flussstrom und Strahlungsleistung (in Watt). Bei nahezu monochromatischen Strahlern besteht dann auch Proportionalität zwischen Strahlungsleistung und Lichtstrom (in Lumen). Die Helligkeitsempfindung steht aber (wie schon von xy gesagt) in einem nichtlinearen Zusammenhang zum Lichtstrom. Der Zusammenhang ist in etwa logarithmisch und wird in der Lichttechnik oft mit der Kubikwurzel angenähert (siehe oben).

Hi,

ich habe mich bereits ein wenig mit Fourier-Transformationen befasst. Allerdings finde ich es recht schwer zugänglich. Ich kann mir auch schlecht vorstellen wie eine Rechtecksfunktion nach der Transformation aussieht. Deswegen würde ich auch gern ein wenig mit den Parametern wie z.B. Sinus oder Rechteck rumspielen um mir vielleicht einen besseren Zugang in die Materie zu gewähren.

Kannst du mir erklären, warum eine Rechtecksfunktion besser ist?

Vielen Danke für deine Hilfe,

Chris

» Anschließend wird über ein frequenzbasierten Filter das Signal vom
» Umgebungslicht oder anderen Störsignalen getrennt und gemessen (daher die
» Modulation).

Du musst allerdings die Abklingzeit der Fluoreszenz bei der Wahl der Modulationsfrequenz bedenken. Diese muss kleiner sein als die Modulationsfrequenz.

» Ich kann mir auch
» schlecht vorstellen wie eine Rechtecksfunktion nach der Transformation
» aussieht.

http://de.wikipedia.org/wiki/Fourier-Reihe


» Kannst du mir erklären, warum eine Rechtecksfunktion besser ist?

Weil sie viel einfacher zu realisieren ist. Und auf Empfängerseite ist man viel flexibler, da kann man passend filtern.