Abhängigkeit von Reflexion und Abstand an einer optischen Messeinrichtung?

[wilhelml]

paradings:

irgendwo in der optik kreuzen sich die lichtstrahlen oft . im fokuspunkt. nehm ich nun eine linse dahinter und positionier sie so, dass die linse im abstand ihre brennweite zum Fokuspunkt steht, dann kommt aus der linse das licht parallel. kuerzer gesagt fokuspunkt und brennpunkt muessen zusammenfallen. irgendwie die umkehrung des problems der glasscheibe auf dem heuhaufen.

[wkrug]

...linse das licht parallel

Nun ist mir klar was Du meinst. Das probier ich einfach mal aus. Ein paar Linsen hab ich zu Hause noch rumliegen.

[wkrug]

OK, ich hab mal den Empfänger neu designed.
Er soll das Rechteck modulierte Signal mit einer Frequenz von 2kHz empfangen und gleichrichten.
Das Tageslicht - Umgebungshelligkeit - soll dabei weitgehend ausgeblendet werden.
Am Ausgang nach dem Filter und Gleichrichter sitzt ein A/D Wandler, der die Pegel des 2kHz Signals in für den Controller auswertbare Werte umrechnet.
Guckt doch bitte mal drüber, ob das so passt, oder ob da noch grobe Fehler drin sind.
Könnte man die Empfindlichkeit für die 2KHz Komponente noch weiter erhöhen?

[wkrug]

Ich hab den Ansatz mit eigenenen Lichtquellen zu arbeiten vorerst mal verworfen.
Im Prinzip hat es funktioniert, allerdings hatte man bei voller Sonneneinstrahlung keine Chance.
Die jetzige Idee ist mit 2 fertigen Spektrum Sensoren zu arbeiten.
Einer oben, der das Sonnenlicht aufnimmt.
Einer unten für die Reflexion - Dann werden beide Sensoren miteinander verrechnet - So mal die Theorie.

Zur Zeit sind leider keine ATXMEGA Controller aufzutreiben, darum ruht das Ganze jetzt noch ein wenig.

[wkrug]

Nun hab Ich den passiven Ansatz zum laufen gebracht.
Als Controller hab Ich da einen AVR32DB32 verbaut.

Es werden dabei 2 Sensoren vom Typ AS7265x verwendet.
Der eine misst die von oben kommende Strahlung, der andere das reflektierte Licht der Pflanzen.
Leider ist das Auslesen der Sensoren sehr fehleranfällig, die Ergebnisse aber brauchbar.
Des weiteren passen die benötigten Frequenzbänder nicht genau zu der für die REIP Ermittlung benötigten Wellenlängen.
Ich versuche zur Zeit das Problem durch Gewichtung von benachbarten Wellenlängen zu lösen - Suboptimal, aber zur Zeit nicht anders lösbar.
Siehe Code:

//Calculate Raw Data for Reip 460nm-2 560nm-6, 680nm-10, 705nm-11, 730nm-12, 810nm-14 nearest to Orig.
//Orig needed for REIP Calculation = 460, 550nm, 670nm, 700nm, 740nm, 780nm
//To get nearer to the real Wavelength mix two Wavelength an weight it!
void calc_reip(void)
{
    //460nm
    volatile uint32_t buffer;
    volatile int32_t buffer2;
    buffer=(Bot_read[2]);        //Multiply Bottom *32768 wavelength 460nm = Blue
    buffer=buffer<<15;
    buffer2=Top_read[2];
    if(buffer2 < 1)buffer2=1;
    buffer /=buffer2;            //Divide by Top Read to get Real reflection Values
    if(buffer < 32768)Reip_val[0]=buffer;    //Avoid Bot Sensor Value to high
    //560nm
    buffer=(Bot_read[6]);        //Multiply Bottom *32768 wavelength 560nm = Green
    buffer=buffer<<15;
    buffer2=Top_read[6];
    if(buffer2 < 1)buffer2=1;
    buffer /=buffer2;            //Divide by Top Read to get Real reflection Values
    if(buffer < 32768)Reip_val[1]=buffer;                //Save the Value in Buffer for later transmission
    //670nm
    buffer=(Bot_read[10]);        //And so on for the other Wavelengths ...
    buffer *=5;                    //Gewichtung der 680nm *5
    buffer +=Bot_read[9];        //Gewichtung der 645nm *2 um Wert für 670nm zu bekommen
    buffer +=Bot_read[9];
    buffer /=7;                    //Resultat durch /7
    buffer=buffer<<15;
    buffer2=Top_read[10];        //Gleiche Prozedur für den Top Sensor
    buffer2 *=5;
    buffer2 +=Top_read[9];
    buffer2 +=Top_read[9];
    buffer2 /=7;
    if(buffer2 < 1)buffer2=1;
    buffer /=buffer2;            //Divide by Top Read to get Real reflection Values
    if(buffer < 32768)Reip_val[2]=buffer;
    //700nm
    buffer=(Bot_read[11]);
    buffer=buffer<<15;
    buffer2=Top_read[11];
    if(buffer2 < 1)buffer2=1;
    buffer /=buffer2;            //Divide by Top Read to get Real reflection Values
    if(buffer < 32768)Reip_val[3]=buffer;
    //740nm
    buffer=(Bot_read[12]);        //Multiply 730nm by 2
    buffer *=2;
    buffer +=(Bot_read[13]);    //Add 760nm
    buffer /=3;                    //Divide by 3
    buffer=buffer<<15;
    buffer2=Top_read[12];        //Same procedure for Top readings
    buffer2 *=2;
    buffer2 +=Top_read[13];
    buffer2 /=3;
    if(buffer2 < 1)buffer2=1;
    buffer /=buffer2;            //Divide by Top Read to get Real reflection Values
    if(buffer < 32768)Reip_val[4]=buffer;
    //780nm
    buffer=(Bot_read[13]);        //Get Value of 760nm
    buffer *=3;                    //Multiply by 3
    buffer=Bot_read[14];        //Get Value of 810nm and multiply by 2
    buffer=Bot_read[14];
    buffer /=5;                    //Divide by 5
    buffer=buffer<<15;
    buffer2=Top_read[13];        //Same for Top Sensor results
    buffer2 *=3;
    buffer2 +=Top_read[14];
    buffer2 +=Top_read[14];
    if(buffer2 < 1)buffer2=1;
    buffer /=buffer2;            //Divide by Top Read to get Real reflection Values
    if(buffer < 32768)Reip_val[5]=buffer;
}

Ein seltsamer Fehler ist noch aufgetreten:
Wenn die beiden Spektralsensoren ( oder auch nur Einer ) angeschlossen ist, fällt der GPS Empfang mit der internen Antenne komplett aus!
Mit einer extrernen Antenne hab Ich dann im Freien wieder D-GPS Empfang mit 12 oder mehr Satelliten ( NEO-M8N Empfänger )!
Noch ein Problemchen, bei der Montage am Traktor fällt der Messkopf zeitweise aus.
Da bin Ich noch auf der Suche, habe aber den Quarz in Veracht, denn die Vibrationen sind heftig.

Anbei ein Bild des derzeitigen Sensorkopfes:
Wenn Ihr Lust habt, kann Ich mal ne .kml Datei zur Visualisierung in Google Earth bereit stellen.
Allerdings nur als PN von wegen Datenschutz.