Spektrometer

  • Hi,


    Nachdem mein Umzugsstress ins neue Haus langsam am abklingen ist und ich schon fast die ganze Baude mit LED Licht illuminiert habe juckt es mich in den Fingern mal wieder was neues zu machen was mich LED technisch weiterbringt.


    Daher starte ich hier mit der Idee ein PC Spektrometer selber zu bauen, wobei ich diesen Artikel hier als Ausgangspunkt verwenden möchte.


    Man sieht dass man im Grunde zwei Themen abhaken muss 1. die Optik und 2. den Sensor. Von den freundlichen Chinesen habe ich mir vorsorglich gleich mal zwei Exemplare aus der Bucht geschossen ILX511 und TCD1304DG damit sollt es es möglich sein an ganzes Spektrum auf einmal zu erfassen. Unter Berücksichtigung der im obigen Artikel genannten Probleme mit dem ATMEGA (wenig SRAM und langsamer ADC) habe ich überlegt ein XMEGA board zu verwenden. Das löst meiner Meinung nach das Problem SRAM (16KB sind genug um eine Sensorzeile zu puffern) und Geschwindigkeit (der ADC kann wohl 2 Megasamples pro Sekunde erfassen).


    1. Was ist eure Meinung dazu ?
    2. Wie kriege Ich die Daten möglichst schnell in den PC ?


    Man kann wohl für das Board ein WLAN Modul aufstecken, USB ist auch vorhanden, weiß jemand wie viel Daten man pro Sekunde wohl über die Schnittstellen bekommt ?
    Ethernet wäre auch nicht schlecht Ideen ?


    Also mal angenommen das Problem Zeilenkamera mit PC Anbindung ist gelöst, dann geht es jetzt an die Optik. Im oberen Artikel hat der Typ sicher einen Guten Tag erwischt und ist in Besitz eines konkaven BHG gekommen. Dieses löst Probleme mit der Optik auf einen Schlag und ist "STATE OF THE ART" was den Spektrometerbau betrifft, leider ist es mit 1K EUR etwas unerschwinglich.


    Man könnte statt dessen ein holografisches Beugungsgitter verwenden was wesentlich preiswerter ist aber leider habe ich keine Idee welche Optik ich benötige um das flach auf den Sensor zu projizieren, so dass ich den Wellenlängenbereich 400-800 nm auf die Länge des Sensors gleichmäßig verteilen kann.


    Ich hoffe also Ihr habt ein paar Ideen als Input für mich. Im Gegenzug werde ich alle Fortschritte und Programme dafür dem Forum zu Verfügung Stellen.


    lg Olaf

  • Hallo sol.


    Muss es unbedingt ein ATMEL sein? Ein STM32F429 Discovery Board mit QVGA TFT und Touchscreen einem 180MHz Cortex M4 mit DSP, 3 x 12 Bit 2,4 Msamples ADC interleaved bis 7,2 Msamples, DMA Controller, Micro-USB Anschluss, 2MByte Falsh, 256kB SRam etc. pp für 25€, bietet wesentlich mehr reserven für dein Vorhaben und ist viel günstiger. Hier die genauen Specs:
    http://www.st.com/web/catalog/…0?s_searchtype=partnumber


    Grüße


    Fasti

  • Ich persönlich würde heutzutage kein Spektrometer selbst bauen, da es auf dem Markt mittlerweile doch entsprechend günstige Modelle gibt. Die ganze Elektronik etc. ist nicht das Problem bzw. ist sogar relativ einfach. Schwierig ist es, die Optik bzw. die optischen Pfade wirklich gut hinzubekommen, dass das Gerät dann eben über eine entsprechende Genauigkeit, Spektralauflösung und Rauscharmut verfügt. Wenn man keine Erfahrung in dem Bereich hat, wird man bestenfalls ein Messgerät mit sehr limitiertem Verwendungszweck (qualitative Vergleichsmessungen etc.) zustande bringen. Ob sich das dann bei der heute nicht mehr so grossen Ersparnis rechnet, wage ich eher zu bezweifeln.


    Ich habe neben einem eher teueren (um die 2000 €) Handheld-Spektrometer mit Touchscreen (für mobile Zwecke) aus Fernost auch ein kleines Desktop-Spektrometer für den PC-Anschluss (via USB) "LR1" von ASEQ Instruments, welches ich sehr empfehlen kann. Es kostet inkl. der XYZ-Koordinaten-Option (Software-Option) knapp 800 Kanadische $ (ohne XYZ: 750 $). Ich habe die Configutarion A mit 50 µm slit (300 - 1000 nm bei 1 nm Spektralauflösung). Neben der Applikations-Software bekommt man auch die DLLs etc. zum einbinden in eigene Software (Labview- und VC++ -Beispiele sind dabei). Es hat einen SMA 905 Standard-Anschluss, über den man via LIchtleiter einen Cosinus-Korrektur-Adapter (kleiner Diffusor für Lichtintensitätsmessungen) oder einen Licht-Integrator (Ulbricht-Kugel etc. für Lichtflussmessungen) anschliessen kann.


    Gruss
    Neni

  • Fasti: Mit den Atmels habe ich ja schon einige Erfahrung außerdem einen Programmer und eine fertig eingerichtete Entwicklungsumgebung ich werde trotzdem mal etwas in die Richtung forschen, welche Unterstützung ich im Netz zu dem ST-Board finde.


    synvox: Teilweise hast Du vermutlich recht, aber bei mir ist eher der Weg das Ziel also der Lerneffekt und der Spaß am basteln. Trotzdem hast Du mich nachdenklich gestimmt, ob mein Vorhaben auch nur ansatzweise umzusetzen ist, so dass ich auch etwas von dem Gerät haben werden.


    Dann bin ich über "Design and construction of a digital CCD spectrometer" gestolpert und so wie es aussieht, kann man für den Hobbybereich durchaus für kleines Geld etwas vernünftiges bauen. In dem Paper werden 3 Optische Elemente verwendet, wobei der Zylindrische Spiegel wohl nur zum aufkonzentrieren des Spektrums auf die CCD Zeile verwendet wird. Da ich aber ein TCD1304DG Sensor haben der 8µ x 200µ große Pixel besitzt kann ich mir den Spiegel bestimmt schenken, da der senkrechte Spalt auf die Senkrechten Pixel abgebildet wird.


    Jetzt bin ich nur am überlegen, wie ich in der Experimentierphase Gitter und Linse so befestige, dass ich möglichst einfach und präzise die räumliche Konfiguration ändern kann und wie ich die optischen Komponenten so auswähle, dass ich möglichst den Spektralbereich von 400-800nm auf die 29mm Breite der Sensorzeile abbilde.


    Hat jemand Ideen dazu ?


    lg Olaf

  • Habe das PDF schonmal vor ein paar Monaten mal durchgelesen und auch andere Projekte dieser Art mir reingezogen. Zur Optik: Ich habe da woanders eine ähnliche Optik zur Aufbereitung gefunden, allerdings sieht die m.M.n. besser aus als die im PDF. Die Anordnung war so: Schlitzblende - Schlitzblende - Schlizblende - Kollaminator - Achromat - Beugungsgitter - Sensor.


    Das ganze würde ich von Anfang an nicht in eine Pappschachtel bauen, weil CCD-Sensoren schon bei ganz wenig Licht reagieren. Also für die ersten Gehversuche ist das ok, aber dann würde ich die Schachtel innen komplett schwärzen, matt. Die Herausforderung wird wohl sein, das Lichtbündel gleichmäßig verteilt auf den Sensor zu bekommen.


    Und im Abspann von dem PDF steht ja auch geschrieben, dass man die Einmzelteile durchaus für unter 20€ bekommen kann. Als Sensor steht da auch, dass man den durchaus in einen alten Handscanner findet, sowas wie diesen. Ich würde jedenfalls nicht gleich die High-End-Dinges gebrauchen, einer mit weniger Auflösung tuzt es auch und dann erstmal alles in den Griff kriegen. Die Probleme liegen da, wo man sie nicht vermutet.


    Spaltblenden habe ich übrigens schon in der Bucht bzw. dieser verkauft die für 6€ (ganz unten). Da würde ich mir evtl. die Kiste mit den Rasierklingen sparen. Aber dazu müßte man erstmal herausfinden, welche Breite ideal wäre.

  • Hallo Sol.


    Bezüglich der ST-Boards, da ist sogar schon ein universeller Debugger mit drauf, nicht nur ein Programmer, das ist ein unschätzbarer Vorteil. Den kann man dann sogar für andere Boards verwenden wenn man will. Umgebungen für die STM32 gibts ja mittlerweile auch wie Sand am Meer.


    Grüße


    Fasti

  • habt ihr vom dem Messgerät schon mal gesehen voll winzig und max ca.5% Abweichung zu einer Messkugel. MK350D UPRtec mit Bluetooth Übertragung hat sogar noch nen großen bruder der auch noch helligkeits Berechnungen hat.


    kennt das jemand schon mal jemand getestet?


    lohnt sich das Geld?

    Selbst das schönste Schloss wirkt trist wenn's bei Nacht nicht richtig in Szene gesetzt ist. ^^

    Einmal editiert, zuletzt von chuddy1984 ()

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    habt ihr vom dem Messgerät schon mal gesehen voll winzig und max ca.5% Abweichung zu einer Messkugel. MK350D UPRtec mit Bluetooth Übertragung hat sogar noch nen großen bruder der auch noch helligkeits Berechnungen hat.


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    lohnt sich das Geld?


    Das Geld sind mal eben "nur" 2400€. Zweitausenddreihundertachtzich! Für wen lohnt sich das wohl? Den Verkäufer vllt.? [Blockierte Grafik: http://home.arcor.de/kgenius/pix/icon_rolleyes.gif]
    Wenn ich so teures Messequipment kaufen würde, hätte ich aber garantiert Ahnung von der Materie und es mehr oder weniger täglich im Einsatz oder zumindest einen triftigen Grund warum es gerade das sein muss.

  • klaro ist das eher für den gewerblichen einsatz gedacht. aber wenn man eine messkugel nimmt die kostet über 20tausend.


    geh mal zu fluke da zahlst für ein messgerät über 5000 also immer in relation sehen. von daher ist das schon angemessen. und cct messer gibt es fast keine auf dem markt.


    für den einzelnen endverbraucher nicht wirklich interessant.

    Selbst das schönste Schloss wirkt trist wenn's bei Nacht nicht richtig in Szene gesetzt ist. ^^

  • Auf der diejährigen electronica wurde eines für's iPhone vorgestellt, das rund 'nen Tausi kosten soll. Ich guck mal meine Visitenkarten durch, die ich mitgebracht habe, ob ich's wieder finde.


    Es wäre nett, chuddy1984, wenn du deine ständige Schleichwerbung für den eigenen Shop unterlassen würdest oder wenigstens darauf hinweisen würdest, daß du selbst der Betreiber bist.

  • Ulbrichtkugel geht auch billiger wenn man mit weniger als 2m Durchmesser zufrieden ist :P
    Und so weit ich mich erinnern kann hat auch Fluke einiges für <5000 im Angebot. Wobei Fluke bei Lichtmesstechnik für mich nicht die erste Anlaufstelle wäre. ^^

  • Es wäre nett, chuddy1984, wenn du deine ständige Schleichwerbung für den eigenen Shop unterlassen würdest oder wenigstens darauf hinweisen würdest, daß du selbst der Betreiber bist.


    Vor allem wenn man so dreist ist und das in dem Forum eines Mitbewerbers tut. Da muss man es schon ganz schön nötig habe. Glaube in jedem anderen Forum wäre er schon weg vom Fenster.

  • Nu is aber mal gut, man hat ihn darauf hingewiesen und in jedem darauf folgenden Post hat er es auch unterlassen, der Post oben ist noch von davor (klar wäre schön das zu editieren, aber auch nicht unbedingt notwendig in einem einzelnen Thread der nurnoch wegen dieser Kommentare oben bleibt)

  • hab den link rausgenommen. sorry! will hier keine Unmut stiften.


    aber andere frage wenn ich jetzt so ein Spektrometer hätte. Würde z.B. im Forum bedarf bestehen um so was auszuleihen?
    Weil wie gesagt das doch für die meisten Endverbraucher doch zu teuer ist. um würde so eine Verleihgabe vllt, doch eher zu Spruch finden.
    Währe das ein guter Service oder eher rausgeschmissenes Geld?
    was meint ihr?

    Selbst das schönste Schloss wirkt trist wenn's bei Nacht nicht richtig in Szene gesetzt ist. ^^

  • aber andere frage wenn ich jetzt so ein Spektrometer hätte. Würde z.B. im Forum bedarf bestehen um so was auszuleihen?


    Bei mir nicht, ich finde auch die ganzen CRI-Geschichteen etwas überbewertet.
    Schönes Licht ist OK, aber das empfindet jeder anders.


    Währe das ein guter Service oder eher rausgeschmissenes Geld?


    Das ist erst mal für dich eine Kostenfrage.
    Zum Ausleihen müsstest Du ja mindesten 1 Woche veranschlagen.
    (Zusenden-Damit Arbeiten-zurücksenden.)
    Was wäre da der Preis für ca 1 Woche?
    Bei einem Anschafungspreis von 2500€ oder mehr, wie hoch wäre die Kaution?.
    Müsste dan ja auch erst die Kaution auf dein Konto fließen.
    Wenn die Leihgabe beendet ist, die Kaution minus Leihgebühr wieder zurück überweisen.
    Ich würde sagen, nicht rentabel.


    mfg

  • stimmt Kaution da dran hab ich jetzt mal garnicht gedacht.
    Hätte es vllt so gemacht.. Es muss ein Vertrag Unterschrieben mit Ausweiskopie zugefaxt. werden
    Kaution entweder 250Euro oder nix oder so nur Versand + Leihgebühr kosten bei Zerstörung oder nicht Rückgabe VK preis + 500€ Bearbeitungsgebühr incl. Ausfallzeit
    Messgerät wird per kurier zugesendet also 24h Lieferung und 1tage später wieder abgeholt an gleicher stelle.


    also ich hab mir so vorgestellt so 30-50€ pro tag kostet auch ein Werkzeug im Fachhandel auch so rum wenn am das ausleiht.


    ja es ist a oft so wenn jetzt z.B. ein Elektriker oder auch privat person irgendwo eine vorhandene Beleuchtung hat und den Angaben nicht ganz glaubt die ein Verkäufer da aufgeschrieben hat z.b cri und cct Angabe das man das dann relativ günstig rausfinden kann. und es nicht gerade berechnen kann. 250k unterschied ist viel sieht man mit bloßem Auge wenn das dann nicht passt. und im Vorfeld halt durch so eine Messung dann geldsparen. In dem man gleich das richtige bestellen kann.

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    2 Mal editiert, zuletzt von chuddy1984 ()

  • oh nicht so toll...



    der Vertreter hatte mir damals das gezeigt mit normalen LED Downlights.
    gibt es eine Möglichkeit die zu Kalibrieren mit einer messkugel vllt?
    das man in etwa weis wie genau die sind. oder ein meister licht wenn es sowas gibt.

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