Ein wenig Bastelei - Dafür aber viel Pandora-Feeling...

[´eveng te atan]

Moinsen,

auf der Suche nach einer bestimmten Art, LEDs anzusteuern, bin ich heute auf gestoßen.

Also ich finde das mächtig interessant. Außerdem sieht es geil aus.

Wenn ich mir das nun in einer kpl. Wohnung auf dem Fußboden vorstelle... WOW, das hätte was...

[Passi]

Kaltxì

Ja, das sieht richtig gut aus 

Die Sache an sich dürfte nicht all zu schwierig sein.
Der Aufwand richtet sich nach der LED-Dichte, würde ich mal sagen.
Die LED-Matrix ansteuern ist klar, aber die Sensorik ?
ReflektionsLichtschranken ?
Ich hab im Film keine Infrarot-Lichtquelle gesehen.
Oder er hat einen IR-Filter beim Filmen benutzt.

Passi

[raster]

Vielleicht verwendet er kapazitive sensoren

[Passi]

Hmmm....

Kapazitive Sensoren reagieren doch eigentlich nur auf Metalle und Flüssigkeiten.
Auch auf Glas ?  Und so kleine Sensoren bei der Glasstärke ?
Mir ist auch gerade aufgefallen, das die LEDs unter dem Glas komischerweise auch einen runden "Punkt" bilden, also nicht in einer quadratischen Matrix angeordnet sind.

Ich tippe immernoch auf optische Sensoren die eine vielleicht infrarote Lichtquelle haben. Kommt ein Objekt darüber reflektiert es das IR-Licht und die blaue LED geht an. Das blaue Licht stört nicht, weil es vom infrarot gefiltert wird. Die Sensoren können dann auch kleiner sein.

Hier kann man zwei Infraroteinheiten auf der Platiene sehen (die schwarzen Punkte, Sender-Empfänger).

Led Coffee Table (Proiect 2)

Hier kann man den Abstand schön sehen.
Anstelle von Infrarot kann man auch die Blauen selber nehmen, in dem man sie für einen Bruchteil einer Sekunde aufblitzen läßt. Zuschnell fürs Auge, aber schnell genug für den Sensor. Dann aber kann es zu Rückkopplungen kommen, also zum Schwingen.
Dies passiert hier sehr wahrscheinlich.

Responsive Table


Passi

[raster]

Induktive sensoren reagieren nur auf metall,
Kapazitive sensoren reagieren auf alles was in irgendeiner art und weise einen elektrischen gegenpol bilden kann, zb. der finger bei den berührungsempfindlichen bildschirmen.

[´eveng te atan]

Nein, nein, so geht das nicht.

Man nimmt die LEDs SELBER als Touchsensoren. Ich hab gestern versucht, mich dort etwas einzulesen.

Vom Prinzip her geht das ungefähr so:

Ihr kennt alle das Prinzip, wie eine Spule funktioniert ?
Strom fließt durch eine Spule und erzeugt damit ein Magnetfeld um sie herum.
Schaltet man den Strom nun ab, bricht das Magnetfeld zusammen.
Das zusammenbrechende Feld induziert nun seinerseits in der Spule eine Spannung, die man auswerten kann.

Die LED-Sache funktioniert ähnlich - nur mit Licht statt dem Magnetfeld.
Eine LED wird für 1 mS ein- und dann wieder ausgeschaltet.
Die (zusammenfallenden) Lichtteilchen (so hab ich das interpretiert) sorgen nun dafür, dass in der LED eine
Spannung erzeugt wird. Dies geschieht jedoch nur dann, wenn die LED gleichzeitig von einem Gegenstand
berührt wird.

So weit gaanz grob das Prinzip...

Da die LEDs für nur 1mS eingeschaltet werden, ist kein Auge und keine Kamera in der Lage, dies zu sehen.
Man braucht also keinen Empfangssensor, das macht die LED selber.

Aber ich frag mich, wie man auf so etwas überhaupt kommt ? ...

[Kerame Pxel Nume]

Nein, nein, so geht das nicht.

Man nimmt die LEDs SELBER als Touchsensoren. Ich hab gestern versucht, mich dort etwas einzulesen.

Vom Prinzip her geht das ungefähr so:

Ihr kennt alle das Prinzip, wie eine Spule funktioniert ?
Strom fließt durch eine Spule und erzeugt damit ein Magnetfeld um sie herum.
Schaltet man den Strom nun ab, bricht das Magnetfeld zusammen.
Das zusammenbrechende Feld induziert nun seinerseits in der Spule eine Spannung, die man auswerten kann.

Die LED-Sache funktioniert ähnlich - nur mit Licht statt dem Magnetfeld.
Eine LED wird für 1 mS ein- und dann wieder ausgeschaltet.
Die (zusammenfallenden) Lichtteilchen (so hab ich das interpretiert) sorgen nun dafür, dass in der LED eine
Spannung erzeugt wird. Dies geschieht jedoch nur dann, wenn die LED gleichzeitig von einem Gegenstand
berührt wird.

So weit gaanz grob das Prinzip...

Da die LEDs für nur 1mS eingeschaltet werden, ist kein Auge und keine Kamera in der Lage, dies zu sehen.
Man braucht also keinen Empfangssensor, das macht die LED selber.

Aber ich frag mich, wie man auf so etwas überhaupt kommt ? ...

Also so funktioniert das garantiert nicht, denn ein Lichtteilchen kann nicht "zusammenfallen". Ich vermute die machen da einfach nur FTIR: Unterdrückte Totalreflextion. Alte Methode für Touchscreens und funktioniert mit allen Medien die einen Brechungsindex > 1 haben.

Man strahlt seitlich in die Glasplatte Infrarotlicht. Dieses wird durch die Totalreflexion in der Glasplatte gehalten. Stellt man einen Gegenstand darauf wird die TR an dieser Stelle gestört und es streut Licht an dieser Stelle aus der Platte. Unter die Platte montiert man ein Raster aus Fotodioden, die dieses gestreute Licht registrieren. Man könnte auch die LEDs selber dafür verwenden (scheint Licht auf eine LED entsteht eine Photovoltaische Spannung, wie in einer Solarzelle), würde aber die Ansteuerung komplizierter machen.

[Passi]

Ma Raster 

Ich hab mich da vielleicht etwas ungenau ausgedrückt:
Metalle und Flüssigkeiten, damit meinte ich elektrisch leitende Flüssigkeiten wie z.B. Wasser.

Im Finger ist natürlich Wasser drinne, darum geht das mit dem Finger.

Auf dem Tisch steht aber auch ein Glas. Da ist zwar was flüssiges drin, aber zu weit weg (zu hoch).
Außerden sieht es doof aus, wenn der Tisch nur auf bestimmte Gegenstände reagiert. 

Ma  ´eveng te atan

Das wäre jetzt mal was wirklich Neues, dass man LEDs auch als Eingabegeräte nutzen kann.
WENN das überhaupt so ginge wäre doch der Aufwand echt hoch.
Ich habe mich jetzt mal bemüht irgend einen Hinweis zu finden im Netz, aber nix. Da LEDs eigentlich wie normale Dioden sind, halte ich auch nicht für möglich, und schon garnicht mit so wenig Licht. Zumal Störspannungen aus der Umgebung viel zu groß wären.
Da würde ich doch einfach nen IR-Sensor gleich daneben löten. Vereinfacht gesprochen bräuchte ich nur noch nen Transistor zum schalten und nen Kondensator damit die blaue LED nicht sofort wieder aus ist, und gut ist.
Passi

[Passi]

Boaaa, ist ja abgefahren, das geht ja wirklich 

Ma ´eveng te atan, ich muß mich da wohl bei dir entschuldigen !   

Ich habe hier ohnehin recht viele LEDs rumfliegen. Da dachte ich mir mal so, klemmste eine LED an ein Meßgerät und beleuchtest du Die mit einer anderen superhellen LED.
Das Ergebniss war nicht nur ein Punkt in meinem Auge, sondern auch eine erzeugte Leerlaufspannung von 1.3 Volt !     

Aber dieses Licht war extrem hell und direkt an der (Solar-) LED.
Bei nur Reflektionen und bei schwacher Beleuchtung (indirekter IR-Bestrahlund oder kurzer Blitze) dürfte es echt schwierig sein.
Die Frage ist, wie verhält sich eine LED bei dem starken Blitzen ? Ist sie sozusagen aufnahme bereit beim Blitzen selber ? Wie unterscheidet man das schwache Signal von der Radiostörung ?

Passi

[Kerame Pxel Nume]

Boaaa, ist ja abgefahren, das geht ja wirklich 

Ma ´eveng te atan, ich muß mich da wohl bei dir entschuldigen !   

Ich habe hier ohnehin recht viele LEDs rumfliegen. Da dachte ich mir mal so, klemmste eine LED an ein Meßgerät und beleuchtest du Die mit einer anderen superhellen LED.
Das Ergebniss war nicht nur ein Punkt in meinem Auge, sondern auch eine erzeugte Leerlaufspannung von 1.3 Volt !     

Aber dieses Licht war extrem hell und direkt an der (Solar-) LED.
Bei nur Reflektionen und bei schwacher Beleuchtung (indirekter IR-Bestrahlund oder kurzer Blitze) dürfte es echt schwierig sein.
Die Frage ist, wie verhält sich eine LED bei dem starken Blitzen ? Ist sie sozusagen aufnahme bereit beim Blitzen selber ? Wie unterscheidet man das schwache Signal von der Radiostörung ?

Passi

Die Spannung erreicht so eine LED immer, das liegt daran, dass es sich um einen Quantenmechanischen Effekt handelt, und die Bandlücke, je nach Farbe zwischen 0.7V bis 2.8V groß ist. Reicht die Energie der einfallenden Photonen aus, d.h. die sind kurzwellig genug, fällt dann auch diese Spannung ab.

Was eine LED aber nicht kann ist viel Strom liefern. Die schafft höchstens ein paar µA. Kein Problem, dafür gibt's Transimpendanzverstärker, in diesem Fall einfach ein Operationsverstärker. Irgendwas rauscharmes, z.B. µA741.

Um Störungen zu vermeiden verwendet man ein Prinzip namens Lock-In-Amplifier: Die FTIR-Beleuchtung steuert man mit einer Frequenz an, z.B. ein paar MHz, auf den Eingangskreis des Verstärker legt man exakt das selbe Signal. Die Sensordioden schließt man über einen Bandpass an, sodass ein Gleichstromanteil nicht in den Verstärker kommt. Der Verstärker selbst gibt als Signal dann einen Vergleich aus, wie sehr das zu verstärkende Signal dem Mustersignal entspricht: Störquellen erzeugen so kein Ausgangssignal, egal wie groß deren Amplitude ist. Es wird wirklich nur das, was von der FTIR-Beleuchtung gestreut wurde ausgegeben.

[´eveng te atan]

@ Passi: Danke an Dich für den Test. Ich hab das vorhin nicht mehr geschafft, war bis kurz vor Mitternacht arbeiten.

Ma Kerame Pxel Nume, Du hast es auf den Punkt gebracht.
Nur in einem kleine punkt würde ich es anders sagen:

Die LED gibt zwar kaum Strom (A) her, den braucht man aber auch gar nicht.
Du brauchst keine OPAMP, denn wenn man die LED direkt am Prosessor E/A_Pin betreibt, dürfte dieser Strom ausreichen,
der CPU unmißverständlich zu sagen "Hey, hier kömmt wat".

Dafür reichen Ströme von < 1 uA heute doch schon aus.

Und, wie man an den YT-Videos sehen kann: Es funktioniert.

Ich werde am WE mal versuchen, an Schaltbilder/Programmbeispiele zu kommen... Mal sehen...

[Kerame Pxel Nume]

Die LED gibt zwar kaum Strom (A) her, den braucht man aber auch gar nicht.
Du brauchst keine OPAMP, denn wenn man die LED direkt am Prosessor E/A_Pin betreibt, dürfte dieser Strom ausreichen,
der CPU unmißverständlich zu sagen "Hey, hier kömmt wat".

Dafür reichen Ströme von < 1 uA heute doch schon aus.

Das hängt davon ab, wie der Eingang aufgebaut ist. Die Kapazität beschränkt die Flankensteilheit, evtl. sind da Pull-Up oder Pull-Down-Widerstände integriert (und an CMOS-Eingängen muss man solche sowieso vorsehen), es hängt von Logik-Pegeln ab usw. usf.

Mit Atmel AVR90... wird's wohl nicht funktionieren. Low-Voltage ATMega dürften funktionieren, genauso die Low-Power PICs von Microchip. Auf jeden Fall würde ich die internen Pull-Widerstände deaktivieren und extern mit ein paar 100kOhm oder sogar 1MOhm dran gehen. Auf jeden Fall müssen die I/O-Tristate-fähig sein, damit man vor dem "Blitzen" die I/Os kurzzeitig auf Ausgang schalten und aktiv Low ziehen kann um die Kapazität zu entladen. Dann umschalten auf Tristate. Dann könnte man mehrmals hintereinander Blitzen und nach jedem Blitz den I/O abfragen. Mit jedem Blitz wird die Eingangskapazität weiter aufgeladen, d.h. man hat eine recht einfache A/D-Wandlung, mit der man die Reflektivität bestimmen könnte.

[Passi]

Ja ok, und wann bauen wir ein Pandora-Tisch mit grünen und rosanen LEDs ?   

Passi

[Toruk'makto]

Kaltxi
Also ich wär dabei wenn jemand weiß wie das jetzt konkret geht und nicht allzu schwer durchzuführen ist..... 
Kiyevame

[Kerame Pxel Nume]

Kaltxi
Also ich wär dabei wenn jemand weiß wie das jetzt konkret geht und nicht allzu schwer durchzuführen ist..... 
Kiyevame

Genug Elektronikbastelei-Erfahrung auch was Beleuchtungsspielereien angeht habe ich. Ich müsste halt mal ein wenig Basteln um zu sehen, wie man es am einfachsten so baut, dass es zuverlässig funktioniert.

[Passi]

Also ich habe jetzt noch mal genauer nach gemessen.

An einer augeschalteten superhellen LED (weiß) habe ich mit Fremdlichteinstrahlung 0,45 Volt gemessen, und 0,00 μA. Bei eingeschalteter LED hab ich garnix messen können mit Fremdlicht. Das ist echt wenig.
Vielleicht hängt es auch von der LED ab. Die Weißleuchtstoffschicht scheint echt hinderlich zu sein.

Ich hab jetzt mal an einer superhellen LED (gelb) gemessen, und siehe da: 1,59 Volt und 10 μA 
Eingeschaltet: Bei Fremdbestrahlung 0,01 Volt mehr. Allerdings speise ich die LED per 220V-Platine, also ist sie etwas 50 Hz gepulst. Ich denke, die 0,01 V kommen in der AusZeit der LED zustande (Mittelwerterhöhung).
Das wäre natürlich blöd wenn die LED selber das Licht liefern soll 

Vergleichsmessung an einer RGB-LED (ausgeschaltet, Fremdlichteinstrahlung):
Blau: 0,16 Volt, 0,01 μA
Grün: 0,23 Volt, 0,30 μA
Rot..: 0,15 Volt, 1,00 μA

Was lernen wir daraus ? Rot für Strom, Grün für Spannung, Blau fürn Arsch    (sorry)

Passi

[Kerame Pxel Nume]

Vergleichsmessung an einer RGB-LED (ausgeschaltet, Fremdlichteinstrahlung):
Blau: 0,16 Volt, 0,01 μA

Das wundert mich jetzt doch. Eigentlich müsste Blau wenigstens 2.6V liefern. Schon der Quantenmechanik wegen. Sicher, dass dein Testlicht genügend kurzwelligen (d.h. noch kürzer als das Blau der LED) Anteil hat(te)?. Eine normale Glühlampe bringt's da nicht so sehr. Genausowenig Leuchtstofflampen, deren blaue Banden meist darunter liegen. Idealerweise probierst Du's mal im Sonnenlicht, oder unter einer hellen Halogenlampe.

[Passi]

Kaltxì

Ich hab ne andere superhelle weiße LED genommen, eben weil die so Lichtintensiv sind.
Das kann dann gut sein das der UV-Blaulichtanteil recht schwach ist, wegen der weißen Leuchtschicht.

Habe nun die Messung mit einer Blau - Blau Kombination wiederholt, und bekomme 0,026 Volt als Ergebnis.
Anscheinend ist in einem Blau von einer LED auch kein UV drin. Dann schon eher im Weiß.
Ich hab ne UV-HQL-Lampe hier. Aber 1. habe ich keine Vorschalttechnik hier und 2. wollte ich keinen Sonnenbrand bekommen

Passi

[Kerame Pxel Nume]

Habe nun die Messung mit einer Blau - Blau Kombination wiederholt, und bekomme 0,026 Volt als Ergebnis.
Anscheinend ist in einem Blau von einer LED auch kein UV drin.

LEDs sind schmalbandige Lichtquellen, haben so ca. 1,5nm Bandbreite. Schmäler sind nur Laserdioden mit (externer) Resonator-Kavität.

Ich habe jetzt leider kein Bandenschema von InGaN gefunden, es könnte aber sein, dass es keine Bänder gibt, die den Übergang durch höhere Energien als der Bandlücke ermöglichen, d.h. diese LED könnte alleine auf ihre Wellenlänge empfindlich sein, und sonst nichts.

[Passi]

Ich hab die blaue LED mit einer baugleichen LED beleuchtet.

Passi