Wärmequelle detektieren

[Unregistriert]

Hallo,

ich möchte einen Roboter bauen, der in einem Raum eine brennende Kerze entdeckt und diese dann mithilfe eines Lüfters oder Druckluft ausmacht. Das ganze soll mit einem Arduino realisiert werden. Programmiererfahrung habe ich schon in C für AVR und ARM. Der Aufbau der Chassis und des Antriebs macht mir keine Probleme, aber ich suche einen passenden Sensor zum erkennen einer Wärmequelle. Ich habe an folgenden Sensor gedacht (auf einer Pan-Tilt Einheit montiert): https://www.sparkfun.com/products/9570

Alternativ habe ich noch an folgende Kamera gedacht:
http://www.watterott.com/de/Pixy-CMUcam
Allerdings bin ich mir da nicht sicher ob das so zuverlässig funktioniert.

Ich hoffe Ihr könnt mir ein paar Tipps geben.

Gruß

[PICture]

Hallo!

Falls keine genaue Messung, aber eifacher Sensor seien darf, würde ich sowas verwenden: http://www.pollin.de/shop/dt/NjEyOTc4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Optoelektronik/Infrarot_Sensor_PIRS_D204B.html .

[Besserwessi]

Der Pyroeletrische vom Pollin Sensor ist eher wenig Hilfreich, weil er nur auf Änderungen reagiert. Die Termosäule geht im Prinzip um eine Wärmequelle zu finden, ist aber recht teuer und bei einer Kerze nicht nötig. Die Kerze findet man besser im nahe IR oder Optischen, etwa mit der Kamera oder einem IR Fototransistor (d.h. 750 nm-1000 nm Bereich). Im nahen IR ist auch die Wahl von passenden Linsen einfacher.

Die Kamera dürfte passen. Falls vorhanden ggf. den Anti IR Filter entfernen, dann gibt die Kerze ein noch stärkeres Signal.

[PICture]

Der Pyroeletrische vom Pollin Sensor ist eher wenig Hilfreich, weil er nur auf Änderungen reagiert.

Ich bin davon ausgegangen, dass der Roboter sich bei der Kerzensuche bewegt. ;)

[Klebwax]

Es geht wohl um so etwas:
https://www.youtube.com/watch?v=35erVFz5EkE

vielleicht kann man ja rausfinden, wie die das machen, wie dort Feuer von reiner Helligkeit unterschieden wird.

MfG Klebwax

[Andre_S]

...allerdings recht teuer
http://www.roboter-teile.de/Oxid/Sonst-Sensoren/Pyro-Temperatursensor-Array-TPA81.html

[Unregistriert]

Es geht wohl um so etwas:
https://www.youtube.com/watch?v=35erVFz5EkE

vielleicht kann man ja rausfinden, wie die das machen, wie dort Feuer von reiner Helligkeit unterschieden wird.

MfG Klebwax

Genau, so etwas ähnliches. Der Roboter soll sich irgendwo im Raum befinden und auf Befehl (Funk, Knopfdruck, etc.) mit dem suchen der Kerze anfangen.
Ich bin mir nicht sicher wie sich die Kamera verhält, wenn ein weiteres Objekt im Raum ist mit dem selben Farbton wie die Kerze.

Hat jemand schon Erfahrungen mit dem MLX90614 Infrarot Thermometer gemacht und kann mir die maximale Messentfernung sagen?

Gruß

[Besserwessi]

Der MLX90614 ist ein Thermopile Sensor mit digitalem Interface , und eigentlich für eine Temperaturmessung gedacht. Der Sensor ist gut, aber relativ teuer, und so wie ich es sehe wenig gebündelt. Da darf man sich noch mit IR Optik anfreunden, etwa in Form eines Hohlspiegels. Die Entfernung kann recht groß werden, vor allem mit Bündelnder Optik. Der Sensor könnte auch andere Wärme Stellen wie z.B. einen Menschen finden, wenn auch mit viel schwächerem Signal. Auf große Entfernung kann aber die Unterscheidung von etwa einem Heizkörper schwer fallen. Auch wird man kaum eine Kerze von einer Glühlampe unterscheiden können, außer ggf. indirekt über die Wärme über der Kerze. Hier wäre zumindest die Kombination mit einem 2. Sensor (z.B. Fotodiode) sinnvoll.

Prinzipiell schwer bis fast unmöglich ist die Unterscheidung der Kerze von so etwas wie einer gedimmten Glühlampe, da dort ähnliche Temperaturen herrschen.

Für eine Kerze muss man aber kein mittleres IR nutzen. Da reicht auch nahes IR (z.B. 800 nm), da sind die Sensoren viel günstiger und auch ein Bündeln einfacher (normale Linsen). Außerdem kann man eine Kamera nutzen. Für eine bessere Unterscheidung vom anderen Lichtquellen wäre eine Aufnahme Wahlweise mit oder ohne IR Filter gut geeignet. ggf. Reicht auch die Kombination aus Kamera und IR Fotodiode/Fototransistor: die Kamera zum finden von Punktquellen und die Fotodiode um zwischen einer hellen Glühlampe / Lampe und einer Kerze zu unterscheiden.
Wenn man ganz viel Glück hat, hätte die Kamera einen IR Filter, den man auf einem Teil des Sensors entfernen kann. Sofern die Kamera keinen IR Filter drin hat, könnte man so einen Filter (als Folie) wahlweise vor die Kamera drehen.

Die oben verlinkte Kamera ist mehr ein recht Leistungsfähiges µC Modul mit Kamera und Interface zu einem ggf. auch kleinerem µC. Das ist also schon ein sehr mächtiges System, wenn man es Programmieren kann. Eine Alternative (etwas leistungsfähiger, aber nicht inbeding teurer) dazu wäre ggf. ein Rasberry oder ähnliches mit Kamera.