Hallo,
Für eine Ausstellung bauen wir in einem Uniprojekt eine
Statistikmaschine nach Immanuel Goldberg nach.
Funktionsprinzip:
Ein (Photo)-Film wird abgespult, auf jedem Bild des Films ist ein
Punktecode aufgebracht.
Zum Aufrufen bestimmter Bilder wird per Telefon der Code eingegeben. Die
Maschine spult den Film bis zum passenden Bild, das dann auf einem
Projektionsschirm betrachtet werden kann.
Die Codeeingabe:
Mit jeder Telefonwähltaste kann eine kleine Leuchte eingeschaltet
werden, so dass sich ein Lichtpunktmuster ergibt.
Dieses Lichtpunktmuster strahlt den Film an. Hinter dem Film ist eine
Photozelle montiert.
Wenn das Lichtpunktmuster durch den Punktecode des passenden Bildes auf
dem Film verdeckt wird, fällt kein Licht auf die Photozelle und ein
Signal zum Stoppen wird gemeldet.
(Siehe Abbildung)
Meine Fragen beziehen sich auf den optischen Teil mit dem Licht:
Kann so etwas realisiert werden?
Im Prinzip handelt es sich doch um so eine Art Lichtschranke oder?
Im Internet findet man nur lauter Material zu Infrarotlichtschranken,
und das Prinzip soll ja für die Museumsbesucher sichtbar sein.
Was ich mir auch schwierig vorstelle, ist dass die Lichtschranke gerade
nicht durch den Film selbst unterbrochen wird sondern nur durch den
Punktecode auf dem Film. Hat da jemand eine Idee?
Elly schrieb:> Kann so etwas realisiert werden?
Nein.
Die Beschreibung strotzt vor logischen Fehlern.
Wünschen alleine reicht nicht für funktionierende Lösungen.
Man kann nicht erkennen, ob irgendwo ein schwarzer Punkt ist wenn man
das Licht nicht einschaltet.
Man kann bei einem "durchlaufenden" Film keine in einer Linie zur
Bewegung liegenden Punkte voneinander unterscheiden, die Spuren müssten
schon quer auf dem Film sein.
Es gibt heute keine Photozellen mehr.
Natürlich sind das Lichtschranken, zur Störsicherheit sollte man aber
moduliertes Licht verwenden.
4 Punkte unterscheiden maximal 16 Bilder, es werden wohl ein paar mehr
sein.
Es wäre nützlich, neben den Codepunkten noch einen Punkt zu haben, der
maxiert, daß der Film so vor den Lichtschranken steht, daß die Punkte an
den Lichtschranken sind.
Vielen Dank für die schnelle Antwort.
Also die beigefügte Skizze, ist auch eher als „Schema“ zu verstehen, um
die Erklärung zu untermauern.
Wie viele Punkte es genau werden und wo auf dem Film sie angeordnet
werden, soll nicht genau wie auf dem Bild umsetzt sein.
Die „Photozelle“ ist der Begriff aus der Originalidee von Goldberg aus
den 30er-Jahren, da müsste man dann einen modernen Sensor verwenden.
Und der Film soll auch nicht unbedingt konstant durchlaufen, sondern
schrittweise.
Meine Frage zielte eher darauf ab, mit was für einer Lichtquelle und was
für einem Sensor das (wenn überhaupt) realisiert werden könnte.
Danke schon mal für die Anregungen!
Elly schrieb:> Hat da jemand eine Idee?
So schwierig ist das gar nicht.
Andere Frage: Sind die Saurier in Jurassic Park echt?
Ausstellungsexponate sollen dem Betrachter zeigen, wie etwas
funktioniert. Wie man das anstellt, ist vollkommen egal. Hauptsache, es
sieht gut aus.
Was ihr braucht, ist ein genaues Positionieren des Films. Dazu kann man
z.B. von einem definierten Nullpunkt ausgehend, die Löcher für den
Filmtransport zählen. Und zwar im Dunkeln mit einer versteckten
Infrarotlichtschranke.
Dadurch kann man den Film mit den Markierungen genau vor den sichtbaren
Leds anhalten, auf der anderen Seite des Films sitzt als "Empfänger"
etwas hochwichtig aussehendes und die Show kann beginnen.
Daß das tatsächlich anders funktioniert, sieht niemand. Aber es
funktioniert. Und darauf kommt es an. Mit eurer "Echt"-Methode erklärt
ihr dem Betrachter bei jedem zweiten Durchlauf, warum das gerade jetzt
wieder nicht geklappt hat.
Der logische Fehler ist folgender:
Nehmen wir an Du hättest tatsächlich 4 Lampen die über kleine Röhrchen
auf eine bestimmte Stelle des Films leuchten und dahinter eine
Photozelle oder was auch immer welche detektiert ob Licht durchkommt.
Wie willst Du den Fall unterscheiden, ob für eine Position die Lampe
nicht an ist oder ein schwarzer Punkt an der Stelle auf dem Film ist?
Oder ist das so gewollt?
Stell Dir vor es wäre nur die erste Lampe an, dann würde das erste Foto
"matchen", welches an der ersten Stelle keinen Punkt hat. Die anderen
Punkte drei können nicht ausgewertet werden, weil man ja aufgrund des
fehlenden Lichtes nicht weiß, ob da jetzt ein Punkt ist oder nicht.
Hallo, vielen Dank für deine Antwort!
Also wie gesagt die Abbildung ist nur ein Schema. Tatsächlich muss der
Punktecode anders gestaltet werden z.B. mit mehr Punkten. Und es muss
sicher gestellt werden, dass mehrere Lampen leuchten, damit das
> Stell Dir vor es wäre nur die erste Lampe an, dann würde das erste Foto> "matchen", welches an der ersten Stelle keinen Punkt hat.
nicht passiert.
Aber mir geht nicht so sehr um die Kodierung, sondern das Thema
Lichtquelle/Sensor. Was für einen Sensor müsste ich hinter dem Film
verwenden? Und was für eine Lichtquelle? Die durch den Film
hindurchscheint, aber nicht durch die Punkte?
Freue mich nach wie vor über Ideen.
Du könntest Gabellichtschranken verwenden (als Beispiel siehe Link), die
im Randbereich den Film abtasten... dazu noch eine an der Perforation
des Films angebracht zum Schritte zählen, damit Du weißt, wo Du
"stehst".
http://www.conrad.com/ce/de/product/184250/Gabellichtschranke-TCST-2103-Vishay-TCST-2103-GaAs-IR-Lumin-Diode-Reichweite-31-mm
Bei Problemen von mehreren Gabellichtschranken nebeneinander könnte man
diese noch Modulieren... entweder mit dem LM(C)567 oder auch gleich vom
Mikrocontroller...
Elisabeth L. schrieb:> Was für einen Sensor müsste ich hinter dem Film verwenden?
Eine Photodiode
> Und was für eine Lichtquelle? Die durch den Film> hindurchscheint, aber nicht durch die Punkte?LEDs!? Woraus sind die Punkte?
Du brauchst für jedes Bit nach Deinen Vorstellungen 2 Punkte. Einen für
an, einen für aus. Dann muss immer einer von beiden an sein.
Wie hat denn das Original gearbeitet?
Gruß
Jobst
Jobst M. schrieb:> Wie hat denn das Original gearbeitet?
Recht Pfiffig. Goldberg ging von einer Negativmaske für das Suchmuster
aus, welche zusammen mit dem Muster auf dem Film "voll deckend" wurde,
also nirgends mehr Licht durchlies. Kann man sich vorstellen wie
1
if( negativmaske | film == 0xff ) {
2
// match
3
}
(Obwohl, so ganz stimmt das mit dem ODER nicht. Ein "F" in der
Negativmaske würde mit einem "E" auf dem Film zu einem Match führen,
aber umgekehrt funktioniert's nicht)
Wie dem auch sei, ich denke ich würde da ein Glühbirnchen + ein
(Fake-)Fotoelement hinbauen und tatsächlich eine Negativmaske aus Pappe
hinzufügen. Und dann Thomas folgen. Einfach damit die Besucher etwas zu
sehen/zu verstehen haben. Bei Gabellichtschranken, womöglich noch eng
gesetzt und in einem tageslichtdichten Gehäuse erkennt/versteht man als
durchschnittlicher Betrachter herzlich wenig...
Elisabeth L. schrieb:> Also die beigefügte Skizze, ist auch eher als „Schema“ zu verstehen,> um die Erklärung zu untermauern.
Sie mit logisch Falschen zu untermauern signalisiert nur, daß man sich
noch nicht mal mit der Materie beschäftigt hat.
> mit was für einer Lichtquelle und was> für einem Sensor das (wenn überhaupt) realisiert werden könnte
Handelsübliche Leuchtdioden und Phototransistoren,
wie in Gabellichtschranken oder Lochstreifenlesern.
Kann Tageslicht auf die Sensoren fallen, muss man das Licht modulieren,
das bedeutet langsamere Auswertung aber keine Störungen.
Das baut man dann mit den Leuchtdioden und Phototransisroen und einem
NE567 oder IS471F.
Michael B. schrieb:> Elisabeth L. schrieb:>> Also die beigefügte Skizze, ist auch eher als „Schema“ zu verstehen,>> um die Erklärung zu untermauern.>> Sie mit logisch Falschen zu untermauern signalisiert nur, daß man sich> noch nicht mal mit der Materie beschäftigt hat.
Was hast du denn nur?! Es war eine Skizze, die einem wohlwollenden
Betrachter half die Idee zu verstehen. Sowas ist Gang und Gäbe.
Deine Thesen
> Die Beschreibung strotzt vor logischen Fehlern.> [...]> Man kann nicht erkennen, ob irgendwo ein schwarzer Punkt ist wenn man> das Licht nicht einschaltet.> [...]> Es gibt heute keine Photozellen mehr.
scheinen sich hingegen auf Prämissen zu stützen welche du dir selber
ausgedacht hast. Der TE hat z.B. nirgends erklärt das er schwarze Punkte
erkennen möchte wenn das Licht nicht eingeschaltet ist. Warum sollte er
auch?!? Es funktioniert ja nicht.
Hast DU dich etwa nicht ausreichend mit der Materie beschäftigt? ;-)
Elly schrieb:> Für eine Ausstellung bauen wir in einem Uniprojekt eine> Statistikmaschine nach Immanuel Goldberg nach.
Was soll denn damit gezeigt werden?
Bestimmte Bilder oder gar Filmchen mittels Tastatur anzuwählen geht
heute mit jedwedem Computer einfacher.
Elly schrieb:> Mit jeder Telefonwähltaste
Hatte dieser Goldberg bestimmt noch nicht.
Telefonwählscheiben, die entsprechend der gewählten Zahl eine Reihe von
Impulsen abgeben, waren fast 100 Jahre lang der Stand der Technik.
Tonwahl aka DTMF gab es erst als billige integrierte Schaltungen
verfügbar waren, also frühestens ab ca. 1970.
Elly schrieb:> auf jedem Bild des Films ist ein> Punktecode aufgebracht.
Wie kommt das Muster passgenau auf den Film?
Elly schrieb:> Meine Fragen beziehen sich auf den optischen Teil mit dem Licht:> Kann so etwas realisiert werden?
Vermutlich würde man heute dafür eine Webcam o.ä. nehmen und das Muster
mit einer Erkennungssoftware auswerten.
Damit könnte man auch das bereits angesprochene Problem der
Fehlablesungen lösen, indem man einige weitere Pünktchen für einen
fehlererkennenden oder gar fehlerkorrigierenden Code aufbringt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Hamming-Abstandhttps://de.wikipedia.org/wiki/Freeman-Code
P.S.:
Ich müsste noch einen Artikel aus einem alten SPIE-Tagungsband haben, in
dem eine einfache optische SIMD-Einheit beschrieben ist (single
instruction multiple data).
Mit Pappkarton, den heute verfügbaren verschiedenfarbigen LEDs, Folie
und einem Farbdrucker kann man sich das Gerät leicht selbst herstellen.
Bei Interesse bitte p.m., denn ich werde das nicht hier einstellen, weil
SPIE-Bände recht teuer sind, und ich mich nicht ruinieren möchte.
Michael B. schrieb:> Man kann bei einem "durchlaufenden" Film keine in einer Linie zur> Bewegung liegenden Punkte voneinander unterscheiden,
Ach deshalb funktionierte die Impulswahl beim Telefon nicht, und GPS,
WLAN USB etc. beruhen auch auf reiner Einbildung.
Michael B. schrieb:> Es gibt heute keine Photozellen mehr.
Hamamatsu hat auch nichts mehr in der Art?
Gut, dass ich noch welche habe.
Michael B. schrieb:> Kann Tageslicht auf die Sensoren fallen, muss man das Licht modulieren,
Muss?
Ich dachte, die Modulation des Lichts entstünde durch das bewegte
Muster.
Elisabeth L. schrieb:> Aber mir geht nicht so sehr um die Kodierung, sondern das Thema> Lichtquelle/Sensor. Was für einen Sensor müsste ich hinter dem Film> verwenden? Und was für eine Lichtquelle? Die durch den Film> hindurchscheint, aber nicht durch die Punkte?
Die Codierung sollte dich aber interessieren.
Der Nachweis ob Licht oder nicht geht ziemlich einfach und bei Bedarf
auch schnell.
Zur (gemächlichen) Detektion bieten sich Phototransistoren und
Lichtleitfasern an, z.B.
https://www.conrad.de/de/pof-kabel-simplex-conrad-components-93014c773-meterware-607824.html
(oder dickere Fasern).
Mentor *) hatte mal Phototransistoren und rote LEDs, die etwa so
aussahen wie eine 5mm-LED aber anstelle der Linse eine Bohrung hatten,
in die man ein 3,5mm Lichtleitkabel (das ist eine 1mm Faser plus Mantel)
einfach einstecken konnte. Ich finde die bei obigem Händler nicht mehr,
aber das muß nichts heißen.
Die von den Phototransistoren gelieferten Signale kannst du mit einem
Komparator oder XOR (74er Serie Logik-ICs) mit dem Suchmuster
vergleichen und zur Synchronisation die Perforation des Films benutzen.
Indem man die Kombinationen alles 0 oder alles 1 nicht benutzt, kann man
auch die von anderen bereits angesprochenen Störungen vermeiden.
*) P.S.:
Du wirst auch das System von TOSLINK verwenden können, und z.B. ein
Verbindungskabel durchschneiden, aber im hiesigen "Fach"handel ist das
Zeug viel zu teuer.
http://www.ebay.de/sch/i.html?_from=R40&_sacat=0&_nkw=toslink&_sop=15
musst mal selbst ein bischen nach den passenden Komponenten suchen.
Auch mit dem HFBR-1521Z als rotem Emitter und dazu passenden HFBR-2521Z
von Avago wirst du arbeiten können, aber diese Teile sind mit 5 MBaud
schon so schnell, dass sich eine einzelne Lichtschranke mit serieller
Übertragung der Daten und nachfolgendem SIPO-Schieberegister zur
Auswertung anbietet.
Nur mal Hausnummer: Bei 5MBit/s betägt die Impulsdauer ca. 0,1µs, und
selbst wenn der abzutastende Fleck nur 0,2mm gross ist, könnte der Film
etwa mit 3-facher Schallgeschwindigkeit rennen...
Für elektronische Bauteile ist das noch relativ gemütlich.
Kleiner Hinweis:
Der Film ( so wie alle Filme) wird rein mechanisch über eine
Malteserkreuz- Steuerung, Bild für Bild, weiterbewegt.
Es gibt also feststehende Bilder oder schnell bewegten Film.
Das muss die Elektrik unterscheiden können.
( Wahrscheinlich wurde das damals auch mechanisch gelöst.)
Grüße Bernd
Hp M. schrieb:
Oh, ein Dorftrottel dem man alles nochmal und ausführlich erklären muss.
> Man kann bei einem "durchlaufenden" Film keine in einer Linie zur> Bewegung liegenden Punkte voneinander unterscheiden,>> Ach deshalb funktionierte die Impulswahl beim Telefon nicht, und GPS,> WLAN USB etc. beruhen auch auf reiner Einbildung.
Da die gezeigte Darstellung (4 Lampen gegenüber 4 Photo'zellen') dazu
führt, dass der erste Filmpunkt zunächst bei der 4. Detektor, dann beim
3. Detektor, dann beim 2. und erst danach beim 1. richtigen Detektor
ankommt, kann man die falschen Interpretationen
die sich aus falschen Stellungen ergeben nicht von richtigen
Interpretationen unterscheisen, wenn man die 16 Codierungsmöglichkeiten
nutzt.
Man braucht wenigstens eine zusätzliche Synchronisation z.B. durch eine
weitere Lichtschranke am Transportrad oder in einer zweiten Spur. Die
gezeigte Darstellung ist NICHT ausreichend. Nichts anderes sagte ich.
Andere Anordnungen wären tauglich, ich habe sogar eine vorgeschlagen.
Hast du wohl nicht gelesen oder nicht verstanden. Nunja.
> Michael B. schrieb:> Es gibt heute keine Photozellen mehr.>> Hamamatsu hat auch nichts mehr in der Art?> Gut, dass ich noch welche habe.
Hamamatsu nennt zwar CdS Photowiderstände photoconductive cells" aber
Photozellen sind das nicht. Lies Abgrenzung in
https://de.wikipedia.org/wiki/Photozelle> Michael B. schrieb:> Kann Tageslicht auf die Sensoren fallen, muss man das Licht modulieren,>> Muss?> Ich dachte, die Modulation des Lichts entstünde durch das bewegte> Muster.
Natürlich wäre das nutzlos, denn auch Tageslicht als Dauerlicht würde
dadurch ganz genau so moduliert werden und man könnte dieses von
woanders einfallende Licht nicht von der richtigen Lichtquelle aus der
richtigen Richtung unterscheiden. Die Modulation muss also schon
erkennbar anders gemacht werden. Hättest du dir die genannten Bausteine
angeguckt, hättest du das auch bemerkt, aber du nölst lieber an statt
dich schlauzulesen.
Hp M. schrieb:> Damit könnte man auch das bereits angesprochene Problem der> Fehlablesungen lösen, indem man einige weitere Pünktchen für einen> fehlererkennenden oder gar fehlerkorrigierenden Code aufbringt:
Dann ist das aber keine Statistikmaschine nach Immanuel Goldberg mehr.
