Entfernungsbereich eines Farbsensors?

Zusammenfassung:

• Ihre Anforderung kann problemlos erfüllt werden.

• Wenn Sie mit nur einer Lichtquelle arbeiten, kann vorhandenes Licht unterhalb der Beleuchtungsstärken, die Sie sehen können, mit einem Sensor unter 1 $ erkannt werden.

• Wenn anderes Licht vorhanden ist, kann eine optische Filterung erforderlich sein, um zwischen den verschiedenen Arten von vorhandenem Licht zu unterscheiden.

Die Reichweite eines bestimmten Sensors hängt von der absoluten Lichtstärke und der relativen prozentualen Beleuchtung im Vergleich zur Gesamtbeleuchtung aller Quellen ab.

Der absolute Lichtpegel hängt von der Lichtleistung des Emitters (Lumen) und dem Strahlungs- oder Kegelwinkel der Quelle ab, die zusammen den Helligkeitspegel (= Lux = Lumen/Meter^2) in einer bestimmten Entfernung ergeben. Die Helligkeit kann auch in Candela (= Kerzenleistung) gemessen werden, was die Lichtmenge über einen bestimmten Bereich und Abstand von der Quelle im Vergleich zu dem ist, was von einer "Standardkerze" ausgestrahlt würde.

Eine typische moderne 5-mm-LED, die mit voller Leistung betrieben wird (typischerweise 20 mA bei 1,5 bis 3,5 V, je nach LED-Typ), erzeugt typischerweise etwa 3 bis 12 Lumen (abhängig von der Wellenlänge usw.). Eine LED mit einem Kegelwinkel von beispielsweise 15 Grad und der oben genannten Leistung erzeugt eine Helligkeit von etwa 30 Candela oder 33.000 Millicandella.

Verdoppelt man den Kegelwinkel bei gleicher Lumenleistung, sinkt der Candela-Wert um etwa das 4-fache, da das Licht die 4-fache Fläche abdecken muss. (mal dir ein Bild).

Eine einzelne moderne, z. B. weiße LED, die mit 20 mA und 3 V mit einem Winkel von 15 Grad arbeitet – wie sie in einer typischen hochwertigen Taschenlampe verwendet würde – und etwa 8 Lumen erzeugt, erzeugt etwa 30+ Candela Helligkeit. Bei einem Meter ist das ungefähr blendend - genug, um Ihre Nachtsicht zu zerstören und Flecken vor Ihren Augen zu hinterlassen. Auf 2 Meter ist es „ziemlich hell“ und auf 4 Meter noch „extrem auffällig“. Wenn das eine rote oder grüne oder blaue oder eine andere moderne LED wäre, würden die Ergebnisse aufgrund der Augenreaktion etwas variieren, aber es wäre immer noch sehr hell.

SO müsste ein Farbdetektor, der mit dieser Art von Licht arbeitet und kein anderes Licht vorhanden ist, eine sehr, sehr bescheidene Fähigkeit haben, es bei 1 Meter zu erkennen. Bei andernfalls Dunkelheit wäre Licht mit 0,1 % davon mit leicht verfügbarer Technologie relativ leicht nachweisbar.

Der Sensor unten ist ein Beispiel dafür, was gut und leicht verfügbar ist.
Sensoren können mithilfe von Filtern so eingestellt werden, dass sie nur auf bestimmte Farben oder Farbbereiche reagieren. Diese können so einfach wie Gelatine oder Plastik- oder Zellulosefüllstoffe oder komplexe und teure Interferenzfilter sein. Die Filterkosten liegen also zwischen unter 1 Cent und über 100 US-Dollar. Es sind auch Sensoren erhältlich, die nur auf einen Bereich von Frequenzen ansprechen. Beispielsweise kann eine farbige LED (KEINE LED auf Phosphorbasis) oft als Sensor für Licht in der Nähe ihrer Emissionsfrequenz verwendet werden. Wird im Detail komplex.

Hervorragendes Beispiel für einen Sensor unter 1 US-Dollar:

Dieser Avago APDS-9003 (Hewlett Packard in einem anderen Leben) typische "Umgebungslichtsensor", der unter 1 $ kostet, kann Lichtstärken von deutlich unter 0,01 Lux erkennen.
Helles Tageslicht am Mittag = 100.000 Lux
. Ein Monitorbildschirm bei voller Helligkeit kann 300 Lux betragen.
Lesepegel mit Komfort und guter Farbwiedergabe = 50+ Lux
Helles Mondlicht < 1 Lux
Nur vielleicht Formen in einem dunklen Raum sehen, während Sie herumstolpern = 0,1 Lux

0,01 bis 0,001 Lux sind also "sehr dunkel".