Wassertropfen für Foto detektieren

[Frank]

Hi,

ich fotografiere derzeit ganz gerne solche Dinge wie Wassertropfen die auf eine Flüssigkeit auftreffen. Das ganze ist recht mühseelig wenn man manuell die Kamera auslöst, meist ist man zu spät oder zu früh dran.
Daher will ich Kamera jetzt elektronisch auslösen. Das Ausösen mach ich mal wieder mit RN-Control, das ist kein Problem.
Das Problem ist nur wie dedektiere ich genau den Wassertropfen.
Ich dachte mir ich lass ihn duch ein Röhrchen 5cm Durchmesser (damit ich auch mal was anderes durchwerfen kann). Ich dachte ursprünglich an CNY70 oder Fototransistor mit LED entweder als Lichtschranke oder Reflektionslichtschranke. Allerdings ist bei beiden der Erfassungswinkel ziemlich klein, von daher wird wohl der Tropfen nur erfasst wenn er haargenau vor dem Sensor vorbeifliegt.

Habt ihr bessere Idee? Das hat doch bestimmt schon jemand gemacht?

Gruß Frank

[ranke]

Gemacht habe ich das auch noch nicht. Ich könnte mir vorstellen, dass eine Reflexlichtschrankenanordnung, bei der das durchfallende Objekt das Licht in den Fototransistor ablenkt, gehen könnte. Als so ähnlich wie beim Rauchmelder, wenn kein Objekt da ist, sieht der Fototransistor auch nichts, Sender und Empfänger zweckmäßig etwa im 90°-Winkel zueinander. Eine entsprechende Blendenabschattung kann man leicht aus schwarzer Pappe basteln, Fremdlichteinfluß muß man durch Abschattung + Modulation verhindern.

[Andree-HB]

Schau mal hier :
http://www.elo-web.de/elo/mikrocontroller-und-programmierung/bascom-avr/trigger-blitz

[s.frings]

Ein Wassertropfen ist eine Linse. Wenn die Lichtschranke etwas seitlich angebracht wird, dann wird der Tropfen das Licht seitlich ablenken, so dass er wesentlich besser erkannt werden kann, als wenn Du die Lichtschranke zentriert anordnest.
Ich hatte das vor vielen Jahren in der Realschule herausbekommen, damals wollte ich automatisiert Gläser mit Trinkwasser befüllen.

[Thomas$]

wassertropfen aufladen und beim auftreffen einen spannungsunterschied messen ob es geht kann ich leider nicht sagen

[Besserwessi]

Die Reflexlichtschranke wird nicht gut gehen, denn der Trofen wird das Licht im wesenlichen umlenken, aber nur wenig direkt zurückwerfen.

Eine normale Lichtschranke aus IR LED und einem Phototransistor sollte gehen. Wenn man das ganze etwas Abschattet kommt man auch ohne Modulation aus, auch bei 5 cm Abstand Der Erfasssungsbereich wird schon relativ klein sein, so ca. 1-4 mm in der einen Richtung. So genau sollte man aber die Mitte des Bereichs aber schon treffen können. Größer darf der Bereich auch nicht sein, sonst geht der Tropfen glatt durch.
Wenn ein paar Tropfen daneben gehen ist ja auch nicht so schlimm.

[Rabenauge]

Laser werden von Wasser sehr schön gebrochen, ich würde mal probieren, ob nicht ein Laserpointer eine praktische Lichtschranke gäbe.
Muss zwar _einmal_ ordentlich justiert werden, aber so schwer ist das auch nicht, ist ja keine grosse Entfernung nötig.
Gegen Fremdlicht lässt sich das Ganze recht gut abschirmen, indem man vor den Sensor einfach ein Röhrchen setzt.

Wenn man das Fallrohr und die Lichtschranke zusammen in eine Art Rahmen baut, sollte das Ganze auch für unterwegs tauglich sein.

[Willa]

Der Trick mit dem Schallwandler ist super, ich habe aber genau gestern super Erfahrungen mit einer Laserdiode und einer Photodiode gemacht (wie von Sly vorgeschlagen). Das Ganze ist vor allem unschlagbar einfach im Aufbau.

[Frank]

Hi
Das mit dem Schallwandler ist wirklich interessant, erscheint mir aber zu unflexibel weil man Foto erst nach dem auftreffen machen kann, eventuell will man auch mal kurz vorher ein Bild machen. Daher scheidet das wohl für mich aus.

Also bei der Laserdiode bin ich noch skeptisch, der Tropfen muss ja genau den Strahl treffen, da gehen ja sicher einige daneben. Es ist zwar nicht so tragisch wenn nicht jeder Tropfen sitzt, aber manchmal ist es nervig. So hatte ich mal einen Milchtropfen fotografiert der im schwarzen Kaffee auftrifft. Wenn vorher schon Tropfen dort gelandet sind, dann sieht Kaffee nicht mehr schwarz aus und man muss ständig neuen Kaffee hin stellen ;-)

Also die Aufgabenstellung wäre das auch andere Tropfen von anderen Flüssigkeiten wie Milch, Farbe dedektiert werden. Eine Trefferquoute von 50% wäre schon wünschenswert. Ich denke mehrere LED´s oder Phototransistoren können da helfen, nur wie plaziert man sie am geschicktesten.

[Willa]

Wie wärs mit einem Linienlaser (laserdiode + glaszylinder) und mehreren Fotodioden dahinter?

[Andree-HB]

Wie wärs mit einem Linienlaser (laserdiode + glaszylinder) und mehreren Fotodioden dahinter?

Coooole Idee !

[Frank]

Ja, wirklich geniale Idee, an Linienlaser hätte ich nie gedacht. Das ginge garantiert, wobei man da sicher auch größere Bereiche abscannen kann.
Kleiner Nachteil ist nur, das es nicht unbedingt eine billige Lösung ist, für mein Vorhaben vielleicht schon überdimensioniert.

Vielleicht sollte ich statt Rohr einfach ein rechteckige Röhre nutzen und auf der einen Seite 10 IR-Leds und gegenüber 10 parallel geschaltete Fototransistoren nutzen. Vielleicht reicht das schon um mit AD-Wandler was zu registrieren..

[Willa]

Kleiner Nachteil ist nur, das es nicht unbedingt eine billige Lösung ist, für mein Vorhaben vielleicht schon überdimensioniert.
Aber du brauchst doch nur eine Laserdiode für 10 Euro, und ein Stückchen Glasstab/ Plexiglasstab. Und da noch ca. 10 Stück Fotodioden (ich habe diese benutzt: http://www.conrad.de/ce/de/product/153005/). Normale IR Dioden könnten aber genauso gehen :-D

[sast]

was für unter 20€

http://www.laserfuchs.de/product_info.php/info/p50_Linienlaser-650nm--5mW--Laser-Klasse-1--12V--9x20mm---60-deg-.html/XTCsid/838ccafa23074ddda5025434d7dfa48c

sast

[Frank]

Aber du brauchst doch nur eine Laserdiode für 10 Euro, und ein Stückchen Glasstab/ Plexiglasstab. Und da noch ca. 10 Stück Fotodioden (ich habe diese benutzt: http://www.conrad.de/ce/de/product/153005/). Normale IR Dioden könnten aber genauso gehen :-D

Hmm, so ganz ist mir dein angedachter Aufbau nicht klar. Wozu Glasstab und an welche Laserdiode denkst du?

[Andree-HB]

...hat Irgendjemand schon mal mit solchen Bildsensoren gearbeitet ?

http://www.pollin.de/shop/dt/MDAwOTk4OTk-/Bauelemente/Aktiv/Optoelektronik/Bildsensor_NEC_PD8880CY.html

[jcrypter]

Aber du brauchst doch nur eine Laserdiode für 10 Euro, und ein Stückchen Glasstab/ Plexiglasstab. Und da noch ca. 10 Stück Fotodioden (ich habe diese benutzt: http://www.conrad.de/ce/de/product/153005/). Normale IR Dioden könnten aber genauso gehen :-D

Hmm, so ganz ist mir dein angedachter Aufbau nicht klar. Wozu Glasstab und an welche Laserdiode denkst du?

Ist nur eine Vermutung: Wenn der Strahl auf den Stab trifft, wird aus dem einen Strahl eine Linie:

http://www.youtube.com/watch?v=SPywgDBjM1Y

Das ganze müsste dann so ausgerichtet werden, dass der Wassertropfen durch das nun "gefächerte" Licht fallen würde. Auf der gegenüberliegenden Seite wären dann die Fotodioden positioniert, so dass diese von der Laserlicht-Linie getroffen werden.
Sobald eine der Dioden nicht mehr bestrahlt wird, löst Du aus.

Vielleicht war das seine Idee :)
zumindest wäre das meine

Crypi

[Besserwessi]

Wenn man etwas mehr Trefferfläche haben will, könnte man auch ein paar Fotodioden Nebeneinander plazieren. Bei den Typen Im Plastikgehäuse gibt es welche wo sehr wenig Rand ist. Die Lücken sollte man also klein genug bekommen, dass der Tropfen nicht durch die Lücke Fällt. Das könnte vermutlich auch mit ein paar Fototransistoren gehen. Mit 3 oder 4 Detektoren sollte man dann auch etwa 1 cm Breite abdecken können. Als sender reicht da weiterhin eine IR LED aus.

Wenn man die Empfänger nicht einzelen auswerten will, sollte es reichen wenn man die Detektoren parallel schaltet und die Schwelle relativ fein einstellen kann.

Wenn man einen Linienlaser nimmt und das ganze gut gegen Fremdlicht schützt, könnte man auch das Streulicht auswerden, also die Fotodiode(n) so plazieren das sie normal nicht getroffen wird. Für eine große zu überwachende Fläche hat das Vorteile, wenn man nicht zu sehr zittert sollte die Lichtschranke reichen.

Die CCD Zeile als Sensor kann im Pronzip auch gehen. Allerdings ist das schnelle auslesen nicht so einfach. Man bekommt dann leicht eine Unsicherheit in der Zeit von vielleicht einer ms oder auch mehr.

[Manf]

Der Vollständigkeit halber sollte gesagt werden, wie man Aufnahmen mit recht hoher zeitlicher Präzision auch noch machen kann.

Durch "post Trigger": Früher war das die durchlaufende Aufnahme einer Filmsequenz die alle 10 sec überschrieben wurde. Bei der Auslösung hatte man dann die letzen 10 sec an Bildern mit einer Auflösung von 25 Bildern/sec zur Verfügung. Bei der guten alten Casio QV-800SX ging das so, beispielsweise bei Aufnahmen von Gewitterblitzen.

Dann kamen für längere Aufnahmen die DV Kameras, eben nur mit 768x576, heute geht es in HD. Casio liefert dabei eine sehr viel höhere zeitliche Auflösung einstellbar gegen eine geringere Bildauflösung.
In You Tube gibt es entsprechende Filme von platzenden Seifenblasen und Luftballons.

Zumindest stellt der Preis der Kamera eine Vergleichsgröße für den Aufwand dar, und der Preis nimmt weiter ab.

[Thomas$]

will grad kein spiel verderber sein aber ne laserdiode sollt es schon sein wer macht die dedectionsappäratur wieder aus dem bild?
das bild soll schön werden oder? ohne riesen technik auf dem bild

wie groß ist die kapatzität eines wassertropfens?

[Willa]

Hmm, so ganz ist mir dein angedachter Aufbau nicht klar. Wozu Glasstab und an welche Laserdiode denkst du?
Jo, das war so gedacht wie hier jetzt schon mehrfach erwähnt. Hast du vielleicht mal ein paar deiner Bilder, damit man sehen kann was bei dir bisher so raus kam?

[Frank]

Hi
Die ganze Apparatur ist nicht im Bild, der Wassertropfen oder was auch immer, fällt von oben nach unten, das Bild aber wird etwas von der Seite geschossen. Also das ist kein Problem!
@manf: Das mit dem Endlosvideo geht bei solchen Sachen nicht in der genügend guten Qualität und auch Belichtungszeit der Kameras ist gewöhnlich immer zu lang. Um richtige Spritzer und sowas zu sehen, muss das ganze möglichst nahe der 1/1000 Sekunde oder kürzer geknippst werden. Und das natürlich in möglichst hoher Auflösung wenn man mal Poster machen möchte. Dazu braucht man auch viel Licht, also Blitzgeräte! Da aber Kameras gewöhnlich den Blitz nur bis 1/250 Sekunde synchronisieren können geht auch das nicht. Daher werde ich es im dunklen machen und quasi mit Langzeitbelichtung. Die Lichtschranke löst dann leicht Zeitversetzt nur den Blitz aus. Der Blitz ist gewöhnlich so um die 1/1000 Sekunde (je nach Stärke) lang, dadurch lassen sich schnelle Sachen toll fotografieren.

Ich werde mal etwas mit einem Linienlaser und Fotodioden experimentieren, ich hab mirt mal so ein 13 Euro Linienlaser bestellt. Ich muss dann mal checken ob ich Dioden unbedingt im Halbkreis anordnen muss oder gerade Fläche auch geht. Auch die Idee mit dem Laser Streulicht find ich interessant, werde ich dann mal checken.

[PICture]

Hallo!

Ich möchte nicht stören, bloß fragen, warum sollte man eine Lichtquelle nehmen und mit Fremdlicht kämpfen, wenn man Tageslicht und Fotosensoren ausnutzen könnte ?

Angeblich müssen die Fotos nicht nur in Dunkelheit gemacht werden, oder ? :)

MfG

[oberallgeier]

... warum ... eine Lichtquelle nehmen ... wenn man Tageslicht und Fotosensoren ausnutzen könnte ...Damit werden Fotos meist bei hohen Beleuchtungsstärken und extrem kurzen Belichtungszeiten gemacht, siehe dieses Beispiel (hier nur verkleinert):

................http://oberallgeier.ob.funpic.de/chip-fotowelt.jpg (http://img.fotowelt.chip.de/imgserver/communityimages/499300/499310/1280x.jpg)© CHIPFotowelt
................Das Originalbild ist im kleinen Bild oben verlinkt, hier die Originalseite. (http://fotowelt.chip.de/k/schwarz-weiss/still-life-technik/fallender_wassertropfen/499310/#repeat)

Bei sehr hohen Beleuchtungsstärken - Blitz, Multiblitz oder in Spezialfällen Photoleuchten so ab 1kW aufwärts und weniger als 50 cm Abstand - sieht man Dynamiken, die bei "normalen" Beleuchtungsstärken nicht scharf abzubilden sind, weil die Verschlüsse zu langsam sind. Es ist also eine eher einfache Möglichkeit, eine High Speed Kamera zu simulieren. (Ich habe z.B. bei eigenen Aufnahmen festgestellt, dass das CCD in einem bestimmten Nikonmodell offensichtlich bei 1/20000tel Sekunde (50 Mikrosekunden) "von selbst" zumacht - obwohl nur eine tausendsel Sekunde als Belichtungszeit eingestellt war.)

So sind z.B. bei schnellen Blitzfolgen auch Mehrfachbelichtungen möglich - die sind bei normalem Tageslicht nicht machbar. Und Tropfen oszillieren (http://meetings.copernicus.org/dach2007/download/DACH2007_A_00162.pdf)einfach so wunderbar in den ersten Mikrosekunden ihres Lebens . . . .

[RobbyFan]

Hallo,
schaut doch mal in der Elektor märz (glaub ich)
da machen die es mit na xenox led und einem atm88

mfg marcel

[meddie]

Hallo Leute, Hallo Frank,

es kommt drauf an welche Kamera du hast, es gibt für viele Canon Kameras eine Open Source Firmware CHDK. Der große Vorteil dieser Firmware ist, Du mußt nicht Deine Kamera damit flashen, die Firmware ist bootfähig von einer SD Karte. Das heißt Karte vorbereiten am PC mit der Firmware in die Kamera rein booten, und nutzen. Tust Du die Karte raus und tust eine leere SD Karte rein bootet die originall Firmware wieder. Somit verlierst Du nicht die Garantie.

Die CHDK Fimware bringt Dir sehr viele Einstellungsmöglichkeiten. Der ISO Wert läßt sich im größeren Bereich einstellen, Sowie die Blende und die Belichtungszeit und noch viel viel mehr. Somit kannst Du zum Beispiel Langzeitbelichtungen wesentlich länger laufen lassen als 15 Sek. (So Standard bei Canon).

Für CHDK gibt das dann zahlreiche Scripte, und einer davon heißt Motion Detection. Diesen kann man sehr schön konfigurieren. Du kannst das gesamte Bild in 9 oder mehr Sektoren aufteilen und kannst genau festlegen welche Sektoren überwacht werden sollen. Oder du läßt einfach alle überwachen. Der Vorteil von einzelnen Sektoren ist dass es wesentlich genauer geht.
Dieses Script nimmt man gerne für Gewitteraufnahmen von Blitzen her. Es funzt super.

Hier ein Link zum deutschen Forum http://www.wirklemms.de/chdk/forum/

[chientech]

Hi,
vielleicht etwas überdimensioniert aber sehr interresant.
http://dk0te.dhbw-ravensburg.de/cgi-bin/navi?m=STA_LD

gruß