Infrarot LEDs

[Torsten]

Huhu

Ich habe da mal eine Frage: ich brauche für eine Funkkamera IR-LEDs,
damit diese im Dunkeln "sehen" kann.
Leider bin ich bei der Angabe der Wellenlänge etwas überfordert.
Was brauche ich für welche (850nm, 875nm, 950nm, .....) ?
Oder spielt die Wellenlänge keine Rolle ?

Es sollten natürlich welche sein, die gut Ausleuchten.
Ich möchte mir einen kleinen IR-LED-Cluster mit 12 oder 24 IR-LEDs löten.
Könnt Ihr welche (ggf. speziell f. mini Kameras) empfehlen ?

Wenn jemand helfen könnte, wäre das super nett !

Ach ja - welcher Abstrahlwinkel der LEDs wäre bei solch einer Anwendung empfehlenswert ?

[elmar]

Hi,

Farbkameras haben Farbfilter, die eignen sich kaum als Nachtsichtkamera, da die einen großen teil des IR lichtes einfach wegfiltern und im allgemeinen mindestens 3x mehr licht brauchen. Trotzdem sollte eien Farbkamera auf kurze distanzen auch mit IR licht funktionieren. Hier sollte man allerdings sehr kurze Wellenlängen verwenden, um so nah wie möglich am sichbtaren Licht zu sein, wegen der Farbfilter.

Bei S/W Kameras gibt es auch einige, die IR Filter besitzen. Diese (Folie oder "Linse") sollten entfernt werden.
Generell gilt je größer die Wellenlänge, desto empfindlicher reagiert ein Halbleiter (Bei chemischen Filmen ist das umgekehrt). Trotzdem sollte man bei der auswahl der LEDs auf die Lichtleistung (angegeben in mcd) achten, also LEDs mit größter Lichtleistung bevorzugen. Im Zweifel einfach mal ausprobieren, also ein paar Muster von jeder Sorte beschaffen und probieren, was das bessere Bild ergibt.

IR Nachtbilder sind nicht "Farbtreu", manche hellen oberflächen reflektieren nur wenig IR licht und umgekehrt. Hier ist eine kurze Wellenlänge etwas besser, aber trotzdem können die Grauwerte ganz anders sein als bei sichtbarem Licht. Für Objekt und Personenerkennung wird es aber mehr als ausreichen.

Gruß
Elmar

[Torsten]

Vielen Dank für Deine Antwort !

Ich habe hier 2 Kameras. Eine Funkfarbkamera und eine kabelgebundene S/W-Kamera.
Die Farbkamera soll als Türspionersatz eingesetzt werden.
Die S/W-Kamera soll für eine Objektüberwachung bei Nacht dienen.


Hi,
Generell gilt je größer die Wellenlänge, desto empfindlicher reagiert ein Halbleiter (Bei chemischen Filmen ist das umgekehrt).
Hmmm - wenn ich vorsichtig fragen darf: was bedeuted das bzw. was hat das für Auswirkungen ?

Noch eine andere Frage: wenn ich nun 12 IR-LEDs in Reihe schalte, brauche ich ja mind. 18 Volt (wenn pro LED 1,5V).
Kann ich da mit einem (ich glaube das heißt so) "StepUp" Wandler von z.B.
12V auf 18 oder 20V arbeiten (Vorwiderstand ist natürlich klar) ?
Und wenn ja - hat da jemand einen Schaltplan ?

Sorry für die Fragen, aber ich bin halt nicht so die Elektronikleuchte (wie Ihr sicherlich schon bemerkt habt) !

[guidob]

Hallo Torsten,

Elmar meint, dass kurzwelligere LEDs für deine Anwendung besser sind ;) .
Also z.B. die für Fernbedienungen. Statt alle in Reihe zu schalten kannst du auch
zwei Stränge vorsehen (je 9 in Reihe). Als Step-Up-Schaltwandler würde ich den
TL497 empfehlen, da sind auch alle Berechnungsunterlagen im Datenblatt dabei.
Den nötigen Öffnungswinkel kannst du leicht zeichnerisch ermitteln, also
maßstabsgetreu Objekt und Abstand zeichnen und den Kegelwinkel messen. Bei den
LEDs wird aber, glaube ich, nur der halbe Kegelwinkel angegeben.

Gruß

guidob

Edit: Noch mal zur Wellenlänge, je kleiner, desto näher am sichtbaren Bereich, für den
die Kamera ja konzipiert wurde.

[Torsten]

Vielen Dank für die Antwort !!

Aus Platzgründen habe ich mich nun für 12 IR-LEDs entschieden (max. Ø = 35 mm incl. Kamera).
Bestellt habe ich mir nun 12 x IR-LED 880nm, Abstrahlwinkel 20° und Leistung: >25mW/sr.

Da ich ja - wie ich schon schrieb - eher der Elektronik-Laie bin, kann ich mit dem Datenblatt
des TL497 nicht wirklich etwas anfangen - leider *heul*.
Mein Ziel ist es, bei max. 12V zu bleiben. Wobei es egal ist, ob die Kamera (5V) darüber mitversorgt wird oder nicht
(schöner wäre natürlich, wenn man nur eine Spannungsquelle benötigen würde).

Leider reicht mein Wissen über solch eine Schaltung nicht aus.
Das Ätzen der Platinen oder auch das übertragen eines Schaltplanes (wenn nicht zu aufwendig), ist weniger das Problem.

Beim Abstrahlwinkel der IR-LEDs ging es mir darum, ob ein zu großer ggf.
die Kamera sogar stören könnte,
da die LEDs ja direkt um das Kameraobjektiv angeordnet sind.
Mit Stören meine ich, dass dadurch evtl. das Objektiv "überbelichtet" wird
und man so gar nichts mehr sieht.

Eine dritte Kamera kommt noch (S/W). Diese war eigentlich Anlaß für die ganze Geschichte.
In unserem Kanalisationsrohr, haben sich Wurzeln von Sträuchern durch die
Steckmuffen gedrängt.
Irgendwann fing es an, dass das Wasser nicht mehr richtig ablief.
Es beruhigte sich wieder - kam aber immer wieder.
Erste Versuche mit Rohrreiniger (hat der Platinenbastler ja im allgemeinen im Hause :D) brachten geringe Besserung.

Der SuperGAU aber kam letzte Woche: ab Mittwoch ging es los, dass fast nix mehr ablief.
Aber auch hier beruhrigte sich die Lage wieder. Am Samstag aber war im wahrsten Sinne des Wortes "Schicht im Schacht" !
Wir öffneten eine zugängliche Rohrverbindung (mit der Annahme, dass uns der ganze Mist entgegenkommt)
der ganze Dreck kam uns entgegen und wir standen - wie schon oben -
bis zu den Knöcheln in der Schei*e !

Montag kam jemand mit einer elektrischen Spirale. Erst mit einem kleinen Meißel = mäßiger Erfolg.
Dann kam die Kamera dran und brachte das Elend an den Tag: an den Muffen DICHT.
Daher ließ sich auch erklären, warum es mal ablief und mal nicht.
Der Sanitärdingenstypen nahm einen größeren Meißel. Danach schauten wir mit der Kamera wieder durch.
Er hatte ein Loch in das Wurzelgeflecht geschnitten. Nun sah es aus wie eine recht behaarte weibliche Vag**** !
Einen so großen Meißel, dass er hätte alles entfernen können, hatte er nicht.
Somit ist schon abzusehen, dass es weitergehen wird.
Daher möchte ich den Zustand (mittels Kamera) selber überprüfen und mir ein Teil "Basteln",
mit dem es mir möglich ist, von der Kanalseite (ist auf dem Nachbargrundstück und gut zugänglich)
die Wurzeln weitestgehend wegzuschneiden !
Die Sträucher sind schon abgesägt und die Ballen herausgerissen.
Irgendein "Wurzel-Ex" soll den Dingern dann ganz den Gar ausmachen.
Die Rohre mittels Bagger freizulegen ist nicht möglich, da die Stelle nur schwer zugänglich ist.
Selber Aufbuddeln muß ich mir nicht antun und ich bin sehr zuversichtlich,
dass ich ein Teil entwerfen werde, welches die gewünschten Aufgaben erledigen kann.
Nun haperts halt nur noch an der Spannungsversorgung.

[Rudo]

hi Torsten,
ich hab fuer solche Faelle einen Spezialschlauch als Vorsatz fuer einen Hochdruckreiniger (10m). Da ist vorne ein Spruehkopf dran, der ganz feine harte Strahlen nach hinten ablaesst. Dadurch zieht der Schlauch sich selbst rein. Vielleicht kann der die Wurzeln zerbroeseln. Das Teil ist Zubehoer von Fa. Kaercher.

[Torsten]

Das war meine Idee für das "Heranbringen" des Schneiders und gleichzeitige wegspülen der Wurzeln.

Ich habe auch einen Kärcher, allerdings nicht mit solch einem Aufsatz.
Werde mich mal umsehen. Vielen, vielen Dank für den Tipp.

Ich glaube aber für dieses zähen "Biester" benötigt man schon einen recht
gebündelten Strahl
mit hohem Druck (ob da die 100 Bar ausreichen ....?) !

Was mir momentan im Kopf herumschwirrt ist, so etwas wie rotierende Messer,
welche durch den Wasserstrahl sowohl gedreht als auch vorgeschoben werden.
Geschützt (damit sie nicht an die Rohrwandung direkt anschlagen) durch Kugellager.

[Torsten]

Würde das so, wie im Anhang mit der Beleuchtung funktionieren ?
Der kleine Strich auf der rechten Grafik unten, soll eine Drahtbrücke darstellen.
Somit würde ein StepUp-Wandler hinfällig werden. Die Spannungsversorgung für die Kamera
wäre über einen 7805 sowie Kondensatoren ja dann auch kein Problem mehr.

[elmar]

Hi,

anders herum:

Halbleiter sind empfindlicher bei LANGwelligerem Licht. Daher haben IR Fernbedienungen auch so eine hohe Reichweite.

Photochemie ist eher auf kurzwelliges Licht empfindlich, das war das größte Problem bei Farbfilmen, da das Rot kaum was sieht und man das verstärken muß. Daher auch Rotlicht im Photolabor, da S/W Fotopapier gar nicht auf langwelliges Licht (wie Rot) reagiert.


Gute Farb-Digitalkameras haben einen IR Filter um farbverfälschungen durch Wärmestrahling zu unterdrücken. Bei Chemischen Filmen braucht man einen UV Filter, sonnst wird der Himmel kitschig blau wie bei Postkarten.



Zur Stromversorgung:
Ein Klingeltrafo dürfte da ja sowiso in der Nähe sein. Der liefert meist so 8..10V im Leerlauf. Achte drauf, dass der stark genug ist (Angabe in VA, also sozusagen Watt da Volt*Ampere).
Gleichrichten, sieben (Ladeelkos) und Stabi dranmachen, schon hast Du deine +5V für die Kamera. Wenn Du die LEDs nicht voll an die Grenze treibst, kannst Du die Spannung an den Siebelkos direkt nutzen. Ist zwar nicht geregelt, aber das braucht es ja nicht zu sein.

Durch das Gleichrichten erhöht sich die Spannung um etwa "Wurzel aus 2", da jetzt nicht der Effektivwert, sondern beinahe die Spitzenspannung des Wechselstroms in den Elkos landet, daher der Faktor "Wurzel 2 = 1,44.

Also Leerlaufspannungsangabe des Trafos * 1,44 und dann 1,4V abziehen wegen den Gleichrichterdioden (ziehen 2x 0,7V pauschal ab)
und Du hast die Maximalspannung, die Du erwarten kannst. Jetzt die LEDs in Ketten mit Vorwiderstand hängen, so dass jede Kette ausreichend Spannungsreserve für den Vorwiderstand hat. Bei ca. 10V die Du in etwa bekommst, solltest Du drei Ketten a 4 LEDs verwenden.


Kameras sind sehr robust (Stichwort Sonnen-Gegenlicht). Im ungünstigsten Fall schließt der Shutter so weit, dass Du einen hellen Fleck (gegenlicht) hast und der Rest des Bildes zu Dunkel ist. Gute Kameras haben eine Gegenlichtkompensation, also der Fleck mit dem gegenlicht wird überbelichtet (aber auf 100% Signal begrenzt) und der rest des Bildes bleibt einigermaßen hell. Bei sehr starken gegenlicht überstrahlt der Fleck. Solange das nicht ständig passiert, macht das der Kamera überhaupt nichts. Beim Experimentieren kannst Du nichts falsch machen, nur wenn die Kamera täglich voll in die Sonne guckt, dann erblindet die mit der Zeit. Das kriegst Du mit den Kleinen LEDs nicht hin, und wenn doch, merkst Du das ja innerhalb weniger Stunden und der Kamera passiert nichst wenn Du das dann abstellt.


Gruß
Elmar