Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche Sensor der Lichtverlust von Klarsichtfolie erkennt


von Christoph K. (christophkind)


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Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:
Ich muss optisch die Bildlauf-Rate eines Super 8 Files ermitteln können. 
Hierzu taste ich die Löcher ab, die in dem Filmmaterial vorhanden sind. 
Das ganze geschieht mit einem fokussiertem Laser und einem 
Fototransistor. Bei Filmmaterial, welches um die Löcher komplett 
geschwärzt ist, funktioniert diese Methode sehr gut und ich bekomme ein 
sehr sauberes Rechtecksignal auf meinem Oszi (Die Rechtecke werden durch 
die eckigen Löcher hervorgerufen).

Nun gibt es aber auch Filme, die um die Löcher herum durchsichtig sind. 
Hierbei versagen all meine bisherigen Experimente. Es lässt sich zwar 
mit viel wohlwollen noch irgendwo auf dem Oszi eine Regelmäßigkeit 
erkennen, aber messbar ist das nicht mehr.

Nun suche ich nach einem Messverfahren, welches den minimalen 
Lichtverlust des durchsichtigen Trägermaterials wahrnehmen kann.

Jemand eine Idee?

Danke und Viele Grüße

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph Kind schrieb:

> Nun suche ich nach einem Messverfahren, welches den minimalen
> Lichtverlust des durchsichtigen Trägermaterials wahrnehmen kann.

Ich würde schräg durchs Loch gucken.

von Christoph K. (christophkind)


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Hatte ich auch schon angedacht, allerdings sind die Löcher gerade mal 
nen Millimeter breit. Was meinst du, wie schräg muss es sein?

von Samuel C. (dragonsam)


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Wie wär's, wenn du nicht durch den Streifen "hindurchleuchtest" sondern 
mit (Total-)Reflexion arbeitest. Das sollte dann auch bei vollkommen 
transparentem Material funktionieren.

von NK (Gast)


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Ich würde mal Versuche nach dem Prinzip einer Reflex-Lichtschranke 
anstellen. Es kommt hier natürlich auf die Reflexionseigenschaften des 
Trägermaterials an. Die unbeschichtete Seite von 35mm-Kleinbildfilmen 
etwa besitzt eine hochglänzende Oberfläche, die eine signifikante 
Reflexion aufweisen dürfte.

Professionelle  Lichtschranken arbeiten allerdings meist mit Polfiltern 
in Sende- und Empfangsrichtung plus einem Spezialreflektor, um 
Fehlfunktionen durch hochreflektierende Oberflächen zu verhindern.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Ich muss optisch die Bildlauf-Rate eines Super 8 Files ermitteln können.
>Hierzu taste ich die Löcher ab, die in dem Filmmaterial vorhanden sind.

Und wo befindet sich der Film? Kamera, Projektor, ... ?

MfG Spess

von Sean G. (atmega318)


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- - - - - -  Film mit Löchern von der Seite gesehen
  /╲
 /   ╲
laser sensor

Müsste gehen. Winkel müsstest du so flach wie möglich wählen.

: Bearbeitet durch User
von Andreas (Gast)


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Christoph Kind schrieb:
> Was meinst du, wie schräg muss es sein?

So schräg, dass die Lichtbrechung am Filmmaterial den Laserstrahl so 
weit ablenkt, dass er nicht mehr auf den Sensor trifft, wenn er nicht 
gerade durch eins der Löcher leuchtet.

von me (Gast)


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Wirkt das Material polarisierend?

von maschbauer (Gast)


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Einige Kunststoffe sind im sichtbaren Spektrum durchsichtig, nicht aber 
im IR oder UV.

von Stefan (Gast)


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Hallo zusammen,

ich schlage eine andere Vorgehensweise vor:

Vergiss deinen fokusierten Laser und benütze eine einfache Led mit 
Blende (und Blende auch am Fototransistor). Die kannst du dann in der 
Helligkeit schön regeln und deinen Fototransistor im halbwegs "linearen" 
Bereich ansteuern. Erst dann ist es möglich auch kleine 
Helligkeitsanderungen
(Dämpfungen) zu detektieren.
Dein "Rechtecksignal" am Oszi sagt mir dass du den Fototransistor 
heillos übersteuerst.
Hast du deine Schaltung mal für "kleine" Signale im Griff kannst du 
daran gehen die geeignete Farbe der Led zu suchen.
Ich kann mir vorstellen dass im sehr langen IR dein Film fast 
"licht"undurchlässig ist!

Gruss

von Christoph K. (christophkind)


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Danke erstmal für eure Tipps, werde ich morgen mal einiges von 
ausprobieren.

Zu Stefan hab ich noch ne Frage:

Wenn ich meine LED trimme nehme ich ja normalerweise PWM. Hierbei wird 
die LED ja nicht wirklich dunkler sondern es sieht für den Menschen nur 
so aus, als wenn sie dunkler leuchtet. Den Sensor dürfte es doch 
dementsprechend gar nicht interessieren, sondern er würde mir das 
gleiche Ergebnis in getriggerter Form liefern , oder?


Und and Sean Goff:
Meinst du denn, dass meine durchsichtige Folie so viel Licht 
reflektiert, dass man es messen kann?

: Bearbeitet durch User
von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Christoph Kind schrieb:
> Und and Sean Goff:
> Meinst du denn, dass meine durchsichtige Folie so viel Licht
> reflektiert, dass man es messen kann?

Beispiel Fluss-/Seeufer:

Du blickst am Ufer senkrecht ins Wasser und siehst den Grund.

Du gehst einige Schritte zur Seite und blickst in einem möglichst 
flachen Winkel auf die Wasseroberfläche --> Du siehst nur eine 
Spiegelung des Horizonts / des Himmels. Das ist dann die Totalreflexion.

von Stefan (Gast)


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Hallo,

Christoph Kind schrieb:
> Wenn ich meine LED trimme nehme ich ja normalerweise PWM

in diesem Fall nicht, hier ist Konstantstrom gefragt und damit wirklich 
kontinuierliche Helligkeit.
 Dementsprechend ist auch die Auswerteschaltung mit dem Fototransistor 
zunächst eine analoge Schaltung mit nachfolgendem Komparator ...


empfindliche Beispielschaltungen für Lichtschranken findest du genügend 
im Netz

von Christoph K. (christophkind)


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also einfach die LED über ein POTI einstellen ?

von Stefan (Gast)


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hallo,

für erste Versuche ja, sollte es wircklich funktionieren besser 
geregelt.

das gleich gilt für die Reflexlichtschranke von

Magnus M.

von Test (Gast)


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Wie wäre es mit einer optischen Maus bzw. Nur der sensoreelektronik 
daraus ?
Die Dinger tasten mit der Kamera die Oberfläche ab und berechnen durch 
kreuzkorrelation den Unterschied bzw. Strecke. Diese Methode 
funktioniert auf sogut wie allen Oberflächen die eine nicht zu 
transparente Oberfläche Haben. Für dich heißt das: statt der Löcher 
guckst du dir mit dem Sensor direkt das Filmmaterial an ;)

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


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Hast du mal eine RGB Led probiert? Die verschiedenen Farben werden evtl. 
verschieden durchgelassen.

oder einen Polaristionsfilter. Keine Ahnung ob Zelluloid polarisierende 
wirkt, aber das lässt sich super simpel herausfinden. Einfach den den 
Filter drehen.

Als dritte Möglichkeit fällt mir Beugung ein. Wenn das Zeugs 
hohtransparent ist wird ein schräger Laserstrahl evtl ein bisschen 
abgelenkt.

IV. eine blaue Led oder UV Led nehmen

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Stefan schrieb:
> das gleich gilt für die Reflexlichtschranke von
>
> Magnus M.

Der Vorschlag kam nicht von mir sondern von Samuel.

Samuel C. schrieb:
> Wie wär's, wenn du nicht durch den Streifen "hindurchleuchtest"
> sondern mit (Total-)Reflexion arbeitest. Das sollte dann auch bei
> vollkommen transparentem Material funktionieren.

Ich habe nur versucht ein Beispiel aus dem Alltag aufzuzeigen.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Warum optisch abtasten? Die Löcher in Film sind dafür da, um mit 
Zahnrädern angetrieben zu werden - ein ausreichend leichtgängiges 
passendes Zahnrad kann also auch wiederum vom Film angetrieben werden, 
und damit mit beliebigen Sensortechniken seine Position verraten.

von Sebastian (Gast)


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Der Film sollte den Polarisationszustand der Laserstrahlung verändern. 
Ein Linearpolarsiationsfilter sollte entsprechend orientiert den 
Kontrast zwischen Loch und Filmmaterial verbessern.

von Michael_ (Gast)


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Oder wie einen Lochstreifen abtasten.
Ansonsten mit verschiedenen Lichtfarben experimentieren.

von Arsenico (Gast)


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Warum nicht radioaktive Strahlung nützen…..ist doch üblich bei der 
Messung
transparenter Kunststoffilme. Das funktioniert wie Bombe. Bleischuertze 
nicht
vergessen.

von Michael (Gast)


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Christoph Kind schrieb:
> Das ganze geschieht mit einem fokussiertem Laser und einem
> Fototransistor.

Das hatten wir doch alles schon
Beitrag "Laser mit möglichst dünnem Strahl"

Und etliche Lösungsvorschläge auch schon ...

von Michael (Gast)


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Der Rächer der Transistormorde schrieb:
> Die verschiedenen Farben werden evtl. verschieden durchgelassen.
Deswegen sieht transparentes Filmmaterial auch farbig aus ;-)

von Michael (Gast)


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Christoph Kind schrieb:
> Und and Sean Goff:
> Meinst du denn, dass meine durchsichtige Folie so viel Licht
> reflektiert, dass man es messen kann?

Das kann man sogar ausrechnen. Das hängt vom Brechungsindexsprung 
zwischen Luft und Folie sowie vom Winkel und der Polarisation ab (typ. 
einige Prozent).
http://de.wikipedia.org/wiki/Fresnelsche_Formeln

von c-hater (Gast)


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Christoph Kind schrieb:

> Nun suche ich nach einem Messverfahren, welches den minimalen
> Lichtverlust des durchsichtigen Trägermaterials wahrnehmen kann.

Zur Messung sehr geringer Dämpfungsunterschiede sind rückgekoppelte 
Meßverfahren sehr gut geeignet. Im Prinzip bilden dabei Quelle, Sensor 
und die verstärkende Elektronik einen Oszillator. Den Verstärkungsfaktor 
der Elektronik stellt man so ein, daß der Oszillator bei geringster 
Dämpfung der Meßstrecke gerade noch sicher anschwingt. Dann wirken sich 
schon sehr geringste Änderungen der Dämpfung der Meßstrecke sehr stark 
auf die Amplitude der erzeugten Schwingung aus.

von Christoph K. (christophkind)


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Hi Leute,

hier meine Ergebnisse von den neuen Test.

Den Laserstrahl senkrecht durch das Loch zu schießen hat leider nicht 
viel gebracht. Die Ergebnisse waren nicht wirklich messbar, bzw. genau 
so schlecht messbar, wie die Ergebnisse beim senkrechten 
"durchschießen". Ich habe probiert, sowohl von oben (die Reflexion) als 
auch von unten zu messen.

Danach habe ich es mit einer gedimmten LED + Fototransistor und eine 
kleinen Blende von 0.5 mm versucht. Hier ließen sich brauchbare 
Ergebnisse gewinnen. Mit den richtigen Einstellungen habe ich es 
geschafft, einen relativ brauchbaren unterscheid von bis zu 1V messen zu 
können. Es war hierbei übrigens egal, ob es sich um eine UV, IR oder 
eine weiße LED handelte, die Ergebnisse waren nahezu gleich.

Aber ich denke mit den bisherigen Ergebnisse kann ich sehr gut arbeiten, 
daher noch einmal vielen Danke für eure super Tipps!

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph Kind schrieb:

> Den Laserstrahl senkrecht durch das Loch zu schießen hat leider nicht
> viel gebracht. Die Ergebnisse waren nicht wirklich messbar, bzw. genau
> so schlecht messbar, wie die Ergebnisse beim senkrechten
> "durchschießen".

Was ist denn der Unterschied zwischen "senkrecht" und "senkrecht"?

von Frank (Gast)


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In der optischen Messtechnik (Densitometrie) wird der Messbereich 
dadurch gespreizt (und im Hellen wesentlich empfildlicher), dass man das 
Messignal logarithmiert, z.B. auf Basis 10.

Dann hat eine fürs Auge nahezu unsichtbare Folie z.B. plötzlich die opt- 
Dichte 0,2 ... was sich sehr gut nachweisen lässt.

von Christoph K. (christophkind)


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Sorry, ich meinte natürlich, dass es keine messbaren Unterschiede 
gemacht hat, ob ich den Laserstrahl komplett senkrecht zum Film 
positioniert habe (orthogonal) oder den Winkel flacher gewählt habe um 
Reflexionen zu erzeugen. Ich vermute, dass es daran lag, dass der 
Laserstrahl an sich zu viel Power hat.

von Christoph K. (christophkind)


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@Frank:
Wie genau kann ich mir das vorstellen?

von Florian (Gast)


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Ist deine Transparentfolie im UV- oder Infrarotbereich möglicherweise 
schlecht durchlässig?

Wenn ja, die Messung in dem Wellenlängenbereich durchführen, in dem die 
Folie möglichtst viel Licht absorbiert.

Die meisten Kunststoffe lassen  UV ziemlich schlecht  durch 
(absorbieren in diesem Bereich also stark), so weit ich weiß.

von Stefan B. (sibbl) Benutzerseite


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Ich würde einen Melexis MLX90614 probieren......

Gruss

von Michael (Gast)


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Florian schrieb:
> Die meisten Kunststoffe lassen  UV ziemlich schlecht  durch
> (absorbieren in diesem Bereich also stark), so weit ich weiß.

Dazu müßte man die Transmissionskurve der Trägerfolie kennen. 
Interessant wird es meist unterhalb von 400nm. Die meisten UV-LEDs 
(275..365nm) haben allerdings einen sehr breiten Abstrahlwinkel, was bei 
ausreichend Intensität natürlich nicht stören muß, solange der Detektor 
nicht wesentlich größer als die Strukturen ist.

So sieht das z.B. für Polycarbonat glasklar 1000 aus
http://www.go-ttv.de/transmissionskurven_polycarbonat_deutsch.pdf

von MiWi (Gast)


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Christoph Kind schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich habe folgendes Problem:
> Ich muss optisch die Bildlauf-Rate eines Super 8 Files ermitteln können.
> Hierzu taste ich die Löcher ab, die in dem Filmmaterial vorhanden sind.
> Das ganze geschieht mit einem fokussiertem Laser und einem
> Fototransistor. Bei Filmmaterial, welches um die Löcher komplett
> geschwärzt ist, funktioniert diese Methode sehr gut und ich bekomme ein
> sehr sauberes Rechtecksignal auf meinem Oszi (Die Rechtecke werden durch
> die eckigen Löcher hervorgerufen).
>
> Nun gibt es aber auch Filme, die um die Löcher herum durchsichtig sind.
> Hierbei versagen all meine bisherigen Experimente. Es lässt sich zwar
> mit viel wohlwollen noch irgendwo auf dem Oszi eine Regelmäßigkeit
> erkennen, aber messbar ist das nicht mehr.
>
> Nun suche ich nach einem Messverfahren, welches den minimalen
> Lichtverlust des durchsichtigen Trägermaterials wahrnehmen kann.
>
> Jemand eine Idee?


Hm. Ich dachte immer, die Löcher sind nur zum Transport des Films nötig. 
Warum mißt Du nicht bei den Metalteilen, die diesen Transport 
bewerkstelligen - im Gerät? Oder beim Shutter bzw. dessen Exzenter?

Dann bist Du Filmunabhängig.

Grüße

MiWi

Grüße

von stef (Gast)


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wieviel nm hat denn deine "UV"-Led, je nach Norm beginnt das ca 
unterhalb von 400nm und erst ab da könnte ich mir auch vorstellen, dass 
deas Filmmaterial dicht macht, IR könnte ebenso funktionieren,a lso ich 
würde erstmal weiterhin mit Wellenlängen außerhalb des sichtbaren 
Spektrums testen, sollte ja auch einfach gehen.

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