Trigger für Blitzmessgerät

[Jürgen D. (Firma: Student) (freacky2002)]

Hallo zusammen,

ich sitze jetzt schon seit zwei Wochen vor einem, vielleicht doch 
einfachem Problem. Ich baue mir gerade ein Blitzmessgerät. Mit diesem 
möchte ich die Beleuchtungsstärke eines Blitzes in Lux messen. Ich habe 
3 Sensoren, alle geben eine Spannung aus, die proportional zur 
Beleuchtungsstärke ist. Nun möchte ich, dass nach Betätigung eines 
Schalters in den Trigger Modus gewechselt werden kann, das bedeutet das 
das aktuelle Umgebungslicht als 0 Schwelle angesehen werden soll und 
erst wenn eine höhere Lichtleistung auf die Sensoren trifft eine Messung 
(ATmega32u4) ausgelöst wird. Der erste Gedanke war einfach den 
Spannungswert des Umgebungslichtes als Schwelle im Programm zu nutzen 
und dann aus zu lösen wenn der Wert am A/D Wandler größer wird. Hat 
jedoch den Nachteil dass diese Abfrage in Hauptschleife des Micro läuft.

Was ich gerne hätte wäre eine analoge Schaltung die "erkennt" wenn ein 
Blitz vorhanden ist und dann ein Interrupt auslöst. Habe versucht das 
mit einem aktivem Hochpass + Schmitt Trigger zu realisieren, jedoch ist 
die Schaltschwelle des Schmitt Triggers blöde ein zu stellen, da je nach 
Umgebungslicht mal mehr Mal weniger Spannung durch den Filter an den 
Schmitt Trigger gelangt. Im Anhang habe ich mal meine Gedanken zu Blatt 
gebracht. Vielleicht hat jemand von euch eine Idee wie ich eine Art 
adaptive Schwelle für den Schmitt Trigger bekommen kann.

Vielen Dank schon mal im Voraus!

[Bernie (Gast)]

Was ist denn das R- und C-Gemisch um "U1" herum?
Sieht aus, wie ein Bandpass ohne Widerstand zum
Eingang.

Das adaptiert schon mal nix Fotostrom-mäßiges.

DETEKTIEREN wird man BLITZE eher über einen Hochpass:
"Schnelles Ansteigen der Beleuchtungsstärke" ist
hier das Stichwort.

V4 mit 0,5 ist auch nicht sehr adaptiv, sondern
mehr konstant.

Hast du schon mal was gemessen, oder bist du
orthodox simulationsgläubig?

Kann mir schlecht vorstellen was aus dieser
abgebrochenen Fiterschaltung rauskommen soll,
und was "V1 sine(0 5 60)" für ein Sensor ist.

Kann der überhaupt schnelle Lichtänderungen
ausgeben? - Das muss ein Sensor für die
"Beleuchtungsstärke auf der Blumenbank" nämlich
nicht unbedingt.

[Mike (Gast)]

Bernie schrieb:
> Was ist denn das R- und C-Gemisch um "U1" herum?
> Sieht aus, wie ein Bandpass ohne Widerstand zum Eingang.

Da hast du wohl die grundlegende Schaltungstechnik von aktiven 
Analogfiltern nicht mehr ganz parat. Das ist ein klassischer aktiver 
Hochpass mit Mehrfachgegenkopplung.
http://www.aktivfilter.de/hochpass-mit-mehrfachgegenkopplung.htm

[Jürgen Dürrwang (Gast)]

Bernie schrieb:
> Was ist denn das R- und C-Gemisch um "U1" herum?
> Sieht aus, wie ein Bandpass ohne Widerstand zum
> Eingang.
>
> Das adaptiert schon mal nix Fotostrom-mäßiges.
>
> DETEKTIEREN wird man BLITZE eher über einen Hochpass:
> "Schnelles Ansteigen der Beleuchtungsstärke" ist
> hier das Stichwort.
>
> V4 mit 0,5 ist auch nicht sehr adaptiv, sondern
> mehr konstant.
>
> Hast du schon mal was gemessen, oder bist du
> orthodox simulationsgläubig?
>
> Kann mir schlecht vorstellen was aus dieser
> abgebrochenen Fiterschaltung rauskommen soll,
> und was "V1 sine(0 5 60)" für ein Sensor ist.
>
> Kann der überhaupt schnelle Lichtänderungen
> ausgeben? - Das muss ein Sensor für die
> "Beleuchtungsstärke auf der Blumenbank" nämlich
> nicht unbedingt.

Also das sollte wie Mike erkannt hat, ein aktiver Hochpass mit 
mehrfacherer Gegenkopplung sein. Die cut-off Frequenz ist hier 120 HZ. 
Das V1 ist eine einfache Spannungsquelle mit einem Sinus und soll meinen 
Sensor darstellen, es geht ja nur darum zu schauen ob und wie eine 
gewisse Frequennz geblockt wird. Ich habe mich halt für 120Hz 
entschieden um alltägliche Fehlerquellen wie Leuchtstoffröhren oder 
einen LCD-Bildschrim als mögliche Blitzquelle aus zu schließen. Mein 
Hauptproblem ist das ich dem nachgeschaltenen Schmitttrigger eine, an 
das Umgebungslicht, angepasste Spannung am minuseingang geben möchte.

Habe mal die LTspice Simulation angehängt.

[Bernie (Gast)]

Na gut, das ist ein aktiver Hochpass. Hab die Schaltung
nur mit einem R statt C1 in Erinnerung, dann ist es ein
schön dimensionierbarer Bandpass.

Bleibt weiterhin dass hier nix adaptiv an Umgebungslicht-
änderungen ist.

Ich überlege lieber (old school) vorher, was die Schaltung
liefern soll, statt mich in LTspice-Simulationen zu verrennen:

Ein erfolgversprechenderer Ansatz wäre es, das Signal vom
Sensor aufzuspalten.

A: Tiefpassgefiltert + etwas Offset an einen Eingang eines
   Komparators,

B: ungefiltert an den zweiten Eingang.

A und B folgen beide dem Umgebungslicht, der Offset
sorgt dafür, dass nur eine deutliche UND schnelle
Erhöhung des Lichteinfalls (die sofort bei B erscheint)
zum Auslösen des Komparators führt.

Um damit die Blitzintensität zu MESSEN, sollte der
Sensor allerdings schnell und genau genug sein...

[Bernie (Gast)]

Wenn der Sensor was taugt,  braucht man noch einen
Signalweg C, der führt zum AD-Wandler.
Und einen Signalweg D, der führt vom Komparator zu einem
Port des µCs und liefert den Start für die Helligkeitsmessung,
weiterhein muss die Dauer des Blitzes erfasst werden.

Der Komparator liefert also die ZEITDAUER des Blitzes
und der AD-Wandler die Lichtstärke.

Nur das Produkt aus beidem ist fototechnisch von
Interesse!

[Reinhard Kern (Gast)]

Bernie schrieb:
> Nur das Produkt aus beidem ist fototechnisch von
> Interesse!

Es ist aber sehr unwahrscheinlich, dass die Lichtstärke während der 
Dauer des Blitzes konstant ist.

Gruss Reinhard

[Bernie (Gast)]

Reinhard Kern schrieb:

> Es ist aber sehr unwahrscheinlich, dass die Lichtstärke
> während der Dauer des Blitzes konstant ist.

Das ist ein interessanter Beitrag, aber bei einem LUXMETER
geht es um die Helligkeit. Bei den üblichen Entladungslampen
erfasst man gleich zu Beginn die charakteristische größte
Helligkeit.

Wie sinnvoll ein Luxmeter für Blitzgeräte in der Fotografie
ist, war hier nicht gefragt.

Will man die für eine Fotografie wirksame LICHTMENGE erfassen,
muss man

- entweder: Über die Dauer des Blitzes mehrere Samples vom
  Sensor nehmen,

- oder: das Sensorsignal während der Blitzdauer integrieren

- und daraus die Lichtmenge berechnen.

Das war aber garnicht gefragt ...

[Jürgen D. (Firma: Student) (freacky2002)]

Reinhard Kern schrieb:
> Bernie schrieb:
>> Nur das Produkt aus beidem ist fototechnisch von
>> Interesse!
>
> Es ist aber sehr unwahrscheinlich, dass die Lichtstärke während der
> Dauer des Blitzes konstant ist.
>
> Gruss Reinhard

Das ist leider richtig dass der Blitz wahrscheinlich Abweichungen in der 
Lichtstärke zeigen wird. Da ich jedoch einen LED Blitz (32000 Lumen 
350W) nutze, ist das mit den Unterschieden in der Lichtstärke nicht ganz 
so schlimm wie bei einem Xeon-Blitz, da Leds doch sehr konstant in der 
Lichtstärke sind. Weiterhin werde ich über die Zeit der Blitzdauer 
mehrere Samples aufnehmen und dann den Mittelwert nehmen.

Momentan habe ich eine viel versprechende Schaltung simuliert und 
überführe diese jetzt auf mein Steckbrett, wenn Sie tut wie ich will 
werde ich sie hier posten.

Vielen Dank nochmal an Bernie, er hat mir den entscheidenden Tipp 
gegeben.

Gruß Jürgen