Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Personen-folgende Beleuchtung


von Crazy Harry (crazy_h)


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Hallo Zusammen,

ich suche hier keine fertige Anleitung, sondern Ideen, wie man etwas 
realisieren könnte.

Angenommen ich habe ein ca. 10m langes LED-Band mit einzel steuerbaren 
LEDs (WS2812, APA102,...) an einer Wand und möchte, daß immer nur der 
Bereich leuchtet, wo eine Person steht/läuft. Bereich sagen wir mal 
50-100cm. Wie könnte man das realisieren? Mein Problem: wo befindet sich 
die Person? Bodenkontakte sind ausgeschlossen.

Danke für eure Ideen und Gruss
Harry

von Cyblord -. (cyblord)


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Crazy H. schrieb:
> Mein Problem: wo befindet sich
> die Person? Bodenkontakte sind ausgeschlossen.

IR Abstandssensoren. So wie bei Pissioirs.

Gibts z.B. von Sharp:

https://www.ebay.de/itm/New-version-SHARP-Sensor-GP2Y0A21YK0F-2Y0A21-10-80cm-Cable-take-place-GP2D12/200868947441?hash=item2ec4b8e5f1:g:V8UAAOSwz0FZlqhT

Die sind zwar eher recht Schmal in ihrer Erkennung, dabei aber genauer. 
Bei dem Preis kann man gut einige mehr verbauen.

Oder halt Ultraschall. Da braucht man weniger, breiter Kegel. Aber 
vielleicht manchmal auch zu breit. Hängt von der Entfernung ab:

https://www.ebay.de/itm/HYSRF05-HY-SRF05-Ultrasonic-Distance-Measuring-Module-Arduino-compatible-CHIP-25/371762030786?hash=item568ebe68c2:g:gAkAAOSwymxVNMnv

von STK500-Besitzer (Gast)


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Die LEDs wie Lichttaster verwenden?!
Vor einiger Zeit war es "in", LEDs als Sender und Empfänger von 
Abstandssensoren zu verwenden (gab hier im Forum ein paar "Projekte").

von Crazy Harry (crazy_h)


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@Cyblord: danke, schau ich mir an

@STK500-Besitzer: an die eigentliche LED kommt man bei solchen 
LED-Streifen nicht ran. Und wer soll in diesem Fall der Sender und 
Empfänger sein?

Sorry ich vergaß: die LEDs sind an einer Wand befestigt und gegenüber 
ist nichts (z.B. Kies, Wiese,.....). Nehmen wir das als nicht zugänglich 
an. Die Sensorik muß also bei den LEDs sein.

Nein ich rücke nicht nach und nach mit den Einzelheiten raus, daran 
hatte ich bisher nur nicht gedacht.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Crazy H. schrieb:
> @STK500-Besitzer: an die eigentliche LED kommt man bei solchen
> LED-Streifen nicht ran. Und wer soll in diesem Fall der Sender und
> Empfänger sein?

Die Dinger arbeiteten als Reflex-Lichtschranke.
Wäre aber eh zu aufwendig, da ein AD-Wandler für jeden "Sensor" 
verwendet wird.
Eine Reihe Reflex-Lichtschranken, deren Erfassungsbereich ggf. 
überlappt, dürfte die einfachste Lösung sein (mnir fällt höchstens noch 
eine Bildverarbeitung ein, bei der (von oben) der Schattenwurf 
ausgewertet wird).

von Christian B. (casandro)


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Nimm eine Reihe von Temperatursensoren. Wenn die Masse des Sensors 
gering genug ist, so reagieren die auch auf Körperwärme. Da LEDs kaum 
Wärme abgeben sollte sich das bei geeigneter Anordnung nicht groß 
stören.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Christian B. schrieb:
> Nimm eine Reihe von Temperatursensoren. Wenn die Masse des Sensors
> gering genug ist, so reagieren die auch auf Körperwärme. Da LEDs kaum
> Wärme abgeben sollte sich das bei geeigneter Anordnung nicht groß
> stören.

Prinzip "Passiv Infrarot Melder"?

von Stefan K. (s-light)


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Moin Harry,

wie genau soll den das verfolgen sein?
kann davon ausgegangen werden das die Person sich immer weiter bewegt?
oder muss die Beleuchtung auch 'pixel-genau' den slot wo die person 
stehen bleibt finden?

und dürfen mehrere Personen gleichzeitig anwesend sein?

die Lösungen mit Entfernungsmessung über die 10m Strecke geht nur wenn 
nur eine Person gleichzeitig im Erfassungsbereich ist..
die vielen IR-Sensoren würden auch mit mehreren Personen gehen..
aber achtung! - ich hatte da schon mal ein projekt mit 5 STück im 
abstand von ca15cm zwischen den Sensoren - waren auch Sharp die ~80cm 
Variante glaub ich - die dinger können sich gegenseitig stören! dann 
gibts keine sinnvollen werte mehr am Ausgang...
(hatte damals eine rudimentäre 1-axen-gestenerkennung gebastelt..)

je nach gewünschter Auflösung könntest du es mit einem Raster von 
kapazitiven (oder induktiven) Flächen/Sensoren probieren...
allerdings ist hier das Limit/der Kompromiss wie weit entfernt du die 
Person noch erkennen möchtest / im Gegensatz zur Auflösung in 
Linien-axe..
(auch die können sich gegenseitig beeinflussen)
meist sind die fertigen IC eher für kleine Elektroden und nahe abstände 
ausgelegt - (10cm)
als IC könnten eventuell in frage kommen:
CAP1188
FDC1004
MPR121
→ Suchwort für Schaltungs-Ideen könnte 'Theremin' sein...

ansonsten halt ne Kameralösung-
z.B. eine einfache usb-webcam die die wand sieht und nen simples python 
openCV script auf nem Pi welches hell-dunkel unterschiede in einem 
schmalen streifen des bilds als ' active-bereiche raus gibt..
eventuell kannst du da sogar direkt aus dem python script die APA102 mit 
ansteuern..

die Kamera-Basierte Variante hat den Vorteil das du 10m langen 
Verkabelungen mit vielen Sensoren brauchst.. und leicht den 
Erfassungsbereich und die Reaktionsart ändern kannst.

sonnige grüße
stefan

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Raspberry Pi mit Kamera und Tensorflow würde mir einfallen. Dürfte nicht 
schwer umzusetzen sein.

von Crazy Harry (crazy_h)


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Hallo Stefan,

hmmmm ich würde sagen, daß immer ca. 50-100cm des LED-Bandes leuchten 
sollen und Sprünge von 25cm reichen. Man kann ja einen Sprung, auch über 
die einzelnen LEDs machen (sieht zumindest dann so aus).
An Kamera und Pi trau ich mich nicht ran: C-hater2 :-D Bin eher der 
Atmel XMega-Bastler.
Ich hab auf ebay PIR-Sensoren für 1€ gefunden (fertig auf Platine) und 
wenn man die Ausgänge logisch verknüpft (Bereiche überlappend), sollte 
eine Bewegung erkennbar und die Auflösung größer werden. Damit sind dann 
auch mehrere Personen möglich ..... wenn ich keinen Denkfehler hab.

Gruss
Harry

von Stefan K. (s-light)


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Hallo Harry,


ja PIRs scheinen die günstigste Sensor-Variante zu sein -
da muss man wahrscheinlich dann ein bisschen den Erfassungsbereich der 
einzelnen einschränken.. (Röhre aus dicker pappe oder anderes 'nicht 
thermisch reflektierendes' Material)

die meisten PIR Module haben - so viel ich weiß - ein einfaches 1/0 
Signal.
also kannst höchsten probieren aus mehreren eine Position zu schätzen..
den Rand des Aktiven-Bereichs kann man ja immer noch ein bisschen 
'aus-faden' lassen.. dann muss es nicht so genau sein und sieht 
wahrscheinlich optisch schöner aus.
mehrere Personen sollten so möglich sein!

ich würde wahrscheinlich so I2C IO-Expander verwenden -
so einen PCA* oder ähnliches..
http://www.ti.com/interface/i2c/general-purpose-io-gpio/products.html#p1752=16;24&p3107=8;8
ich würde mir einen suchen wo es eine nette (=mit Beispiel und docu) 
Arduino-Library für gibt...
(das wäre für mich die einfachste Variante um schnell ein Projekt zum 
leuchten zu bringen ;-))
bei 10m würden dann ja pro Meter wahrscheinlich 4 Sensoren reichen -
=40 Sensoren.
wenn du nen 16Bit IO-expander nimmst kommst du mit 3 Stück aus..

aber vielleicht hat dein uC natürlich auch direkt genug Pins...

definitiv zu bedenken sind die Kabel-Längen..

an wie viele Pixel/Meter hast du so gedacht?


Crazy H. schrieb:
> An Kamera und Pi trau ich mich nicht ran: C-hater2 :-D Bin eher der
> Atmel XMega-Bastler.
wäre vielleicht mal nen projekt um sich ran zu trauen ;-)
wenn du lust hast nen bisschen linux & python aus zu probieren dann ist 
das tatsächlich recht übersichtlich.

Mein Ansatz dafür wäre:
alles in python-
bild einlesen mit OpenCV
(https://docs.opencv.org/master/d6/d00/tutorial_py_root.html)
und dann direkt aus dem gleichen script auch die APA102 ansteuern
(über Levelshifter wegen 3.3V vom Pi)
hab mal kurz nach libs dafür geschaut -
https://github.com/tinue/apa102-pi
hab ich selbst noch nicht ausprobiert..
gäbe auch noch andere (eventuell komplexere) Wege.. ;-)
(die ich dafür schon mal gemacht hab^^)

sonnige grüße
stefan

von Wolfgang (Gast)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Die LEDs wie Lichttaster verwenden?!

Bei den angegebenen Typen wird das eher schwierig.

Crazy H. schrieb:
> LED-Band mit einzel steuerbaren LEDs (WS2812, APA102,...)

von Chris R. (hownottobeseen)


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Mehrere Objekte mit wenigen Sensoren "einfach" mit vergleichsweise hoher 
Auflösung erkennen - da musste ich spontan an ein Projekt von Sprite 
denken:

http://spritesmods.com/?art=lineccdts

Funktioniert wahrscheinlich nur unter bekannten Lichtbedingungen und 
wenn du einen Gang hast.
Aufbau: auf der einen Seite mehrere IR-LEDs mit großem Öffnungswinkel, 
auf der anderen Seite mehrere IR-Empfänger, ebenfalls mit großem 
Öffnungswinkel.

Nacheinander die LEDs scheinen lassen und schauen, was an welchen 
Empfängern ankommt. Ich würde tippen, dass man die Ortsauflösung (wenn 
da nicht gerade ein Spargel steht) relativ gut hinbekommen kann.

Im Prinzip Gabellichtschranken auf Steroide.

Nur mal als Gedankenanstoß :)

von Stefan F. (Gast)


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Eine Reihe einfacher Lampen mit dummen Bewegungsmeldern würde mir 
persönlich eher zusagen.

Der optischen Effekt den du erreichen willst wird vermutlich nur dann 
gut aussehen, wenn die Position und Bewegung der Person sehr genau 
erfasst wird. Dies würde mir allerdings ein Gefühl der übermäßigen 
Überwachung vermitteln. Und dieses Gefühl würde dann bleiben, solange 
ich mich auf deinem Grundstück befinde. Vermutlich wird es vielen 
anderen Besuchern ebenso gehen.

Ich bin nicht sicher, ob du das wirklich willst.

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