Infrarot-Messung

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Intention

Bei IR-Scheinwerfern wird im Allgemeinen vom Hersteller nur eine Angabe über die Stromaufnahme gemacht, selten aber über die Leuchteigenschaften wir Intensität, Leuchtwinkel oder Homogenität. Um diese zu bestimmen wurde das Projekt IR-Messung gestartet mit dem Ziel, einen vollautomatischen Messaufbau zum ausmessen der Scheinwerfer zu bauen.

Aufbau der Messvorrichtung

Der Aufbau besteht aus 3 Grundkomponenten.

1. Sensor

Sensor IR.jpg

Der Sensor besteht aus einer Fotodiode, deren Fotostrom durch einen rückgekoppelten Operationsverstärker verstärkt wird. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers wird von einem 10 Bit Analog-Digital-Converter mit USB Schnittstelle gemssen und am PC in der Steuerungssoftware ausgewertet.Über die Empfindlichkeit R der Diode und den Fotostrom kann man die eintreffende Lichtleistung nach der Formel P=I/R berechnen.

2. Schwenkkopf

Foto Schwenkkopf.jpg

Der Schwenkkopf dient dazu, den Scheinwerfer in zwei Achsen zu bewegen. Er wurde so konstruiert, dass er um +/- 90° schwenk- und neigbar ist. Die Ansteuerung erfolgt über Schrittmotoren mit Übersetzung an jeder Achse. Diese besitzen eigene Controller, die mit der Steuerungssoftware am PC über eine RS 232 Schnittstelle kommunizieren.


3. Steuerungssoftware

Die Steuerungssoftware wurde mit VB.Net geschrieben und nutzt das .Net 3.5 Framework von Microsoft. Im wesentlichen beinhaltet die Software die Möglichkeiten, die Messung zu konfigurieren, den automatischen Messmodus zu starten und die Komponenten im Handbetrieb zu testen.

Die Konfigurationsseite bietet die Möglichkeit, den zu erfassenden Winkelbereich, die Schrittweite, die Verfahrgeschwindigkeit und einige andere Parameter für die Messung einzustellen.

Konfiguration.jpg

Im Automatikmodus wird die vollautomatische Messung gestartet und für jede angefahrenen Position des Scheinwerfers der Wert der Leuchtintensität und die Position in einer Textdatei gespeichert. Diese kann dann später ausgewertet werden, z. B. mit MS Excel.

Automatikbetrieb.jpg

Im Handbetrieb lassen sich die Achsen des Schwenkopfes einzeln verfahren und auch gezielt bestimmte Positionen anfahren. Die Messwertaufnahme lässt sich ebenfalls aktivieren. Dies dient vor allem zum testen der Funktionen bei der Inbetriebnahme. Ausserdem ist eine Langzeitmessung der Intensität bei fester Scheinwerferposition möglich. Somit lassen sich Rückschlüsse auf den Einfluss steigender Temperaturen auf die Scheinwerfer ziehen.

Handbetrieb.jpg

Auswertung der Messergebnisse

Die Messergebnisse werde in Form einer Textdatei protokolliert. Diese lässt sich dann zum Beispiel mit Excel weiter auswerten und in einem Diagramm anzeigen.

Leuchtkegel.jpg

Dateien

Einen vollständigen Überblick über das Projekt gibt es in der Dokumentation:

Dokumentation