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Thema: Arduino Projekt Fotofalle

  1. #1
    TKK-Arduino
    Gast

    Arduino Projekt Fotofalle

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    Hallo Forenten
    ich schreibe vorerst mal als Gast.
    Ich beschäftige mich damit eine Fotofalle zu bauen.
    Ausgangspunkt waren die Möglichkeiten Tiere Insekten Sensorisch (Lichtschranke, Ultraschall, Bewegungsmelder) zu erfassen und auszuwerten
    und damit eine Kamera auszulösen. Als praktisch veranlagter habe ich mir Gedanken gemacht, wie man vor Ort dann so was einrichten kann was es bedeutet.
    Vögel sind meist etwas höher anzutreffen außer man lockt mit Futter. Aber der Abstand welcher sinnvoll ist unterscheidet sich doch deutlich, wenn ich Insekten
    knipsen will.
    Deswegen habe ich die Idee per LS wieder verworfen, zudem die Dinger recht teuer sind.
    Bewegungsmelder müssen in ihrem Erfassungsbereich eingeschränkt werden. Zudem gehen die meisten auf Wärme ab. Wird dann mit Insekten wohl schwierig.
    Also bin ich bei Ultraschall hängen geblieben.
    Die Serie SRF02 (08,10) sind I2C fähig und man kann sich die Signallaufzeit per µs ausgeben lassen, was somit eine Empfindlichkeit von mm möglich macht.
    Mir würde 5 mm Genauigkeit durchaus reichen. Einzig die Frage, ob man mit zwei Sensoren die Punktgenauigkeit erhöhen kann ist mir noch nicht schlüssig.
    Weil Schall ist ja keine gerade Linie.
    Einstellbar ist bei diesen Sensoren auch der Range (Entfernung) bis zu welcher gemessen werden soll. Somit kann ich dies eigentlich zur Einstellung nutzen.
    Man positioniert den Sensor und verkürzt den Range solange, bis das Signal aus geht. Dann hab ich eigentlich schon eine Möglichkeit das Dingens einzustellen, ohne mit dem Maßband rum laufen zu müssen. Um zu verhindern, dass ein Objekt im Messstrahl auf den Zielpunkt zufliegt und dabei ständig ein Auslöseimpuls produziert wird will ich die Entfernung gegen eine Konstante (Variable) abgleichen, so dass nur dann ausgelöst wird wenn z.Bsp. Laufzeit (Einstellpunkt) - 30 µs würde dann ca. 10 mm entsprechen. Ist diese Bedingung erfüllt wird die Kamera ausgelöst.

    Das ganz soll natürlich wenig Größe und Gewicht haben, weil man eh schon genug rumschleppt.
    Als Board wollte ich den Arduino Mega 2560 einsetzen.

    Nun was denkt ihr? Ist das Projekt durchführbar.

    LG Thomas

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Rabenauge
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    Machbar sicher aber: Insekten (zumindest kleinere, fliegende) wirst du mit den US-Sensoren kaum ausreichend sicher erfassen können. Nen Maikäfer vielleicht, aber wenns kleiner wird- hm, versucht hab ichs nicht, aber ob das klappt?
    Auch schnell fliegende Vögel könnte schwierig werden, da US-Sensoren nicht viel Reichweite haben und alles andere als schnell sind...
    Grüssle, Sly
    ..dem Inschenör ist nix zu schwör..

  3. #3
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    Habe gerade auf das Stichwort Fotofalle angesprochen und mir schwante übles. Nach dem Durchlesen Deines Textes wurden meine Bedenken aber schnell zerstreut und ich finde das Vorhaben echt interessant !

    Könnte mir allerdings vorstellen daß man bei den Planungen auch die Latenz des I2C-Busses berücksichtigen muß. Dazu sollte man erstmal rausfinden welchen Mode der gegebene Controller unterstützt. Der Minimalstandard definiert sich mit 100kb/s. Fälschlicherweise 1:1 umgerechnet bedeutet das 12,5kB/s bzw. 80us/B. Fälschlicherweise - aber man bekommt doch zumindest einen Geschmack für die Größenordnung, in der sich das ungefähr abspielen wird...

    Als Vorversuch würde ich wohl mal eine Testkonstruktion mit LS + US testen. Die LS als Trigger um zu messen wann die US-Sensor Daten per IIC zur Verfügung stehen und dann weiter 'drüber nachdenken.

  4. #4
    TKK-Arduino
    Gast

    Arduino Fotofalle

    Hallo

    danke für euer Interesse. Hab grad durch Zufall eure Post gesehen. Eure Überlegungen sind mir teilweise schon auch gekommen aber einige noch nicht.

    Mit Lichtschranken wollte ich eigentlich nicht arbeiten, da diese nicht ganz einfach zu handeln sind (wg. Streulicht usw.)
    und bei entsprechende Distanz auch teurer werden.
    Für die SRF02 (08, 10..) spricht, das keine I/O verbaucht werden weiter kann man bei einigen die gewünschte Messentfernung vorgeben und bekommt das Ergebniss gleich in µs in die Register
    eingetragen. Nun obs für Insekten reicht weis ich natürlich auch nicht. Wobei ich mir da eher Schmetterlinge vorstelle. Aber die können auch ganz schön klein sein.
    Die Messentfernung könnte man auch zum einstellen vor Ort verwenden. Bsp.: Objekt anpeilen und solange am Regler drehen, bis Signal aus ist. Dann bin ich kurz vor dem Objekt eingestellt.
    Mit Verrechnung zu einem internen Sollrange kann man das auslöseverhalten der Kamera noch zusätzlich steuern.
    Noch praktischer ist es dann Vögel anzulocken. Probleme welche noch lauern: Fokuspunkt fix oder AF ? Hat beides vor und Nachteile.

    Doch mittlerweile stellen sich Fragen nach der Sinnhaftigkeit, denn:
    - Oly bringt eine weitere neue Kamera raus welche per Tablet / Smartphone per WiFi gesteuert werden kann.

    Das bedeutet, da man sehen kann was passiert kann man auch den Fokus richtig setzen und hat so deutlcih weniger Ausschuss.

    Das einzige warum man noch so ein Projekt durchziehen wollte ist der Spass an der Freud und die Neugier ob man es hinbekommt.
    Mal sehen wie es weitergeht.
    LG Thomas

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Rabenauge
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    Das Ganze kommt schwer auf die konkreten Bedingungen an: an nem Fenster, wo sich davor nen ganzes Stück keine Bäume befinden, wird es völlig anders funktionieren als beispielsweise im Wald.
    Die käuflichen Fotofallen sind übrigens soo toll auch nicht: manche lösen bei jedem Mist aus, andere erst wenn das Wilschwein dagegen rennt.

    Die Entfernungs"einstellung" der US-Sensoren ist eigentlich gar keine, das funktioniert so:
    Es wird immer erstmal ein Geräusch ausgesendet. Nun muss man warten, bis ein Echo zurück kommt. Also bei voller Reichweite so lange, wie der Schall für die doppelte Strecke braucht. Damit kannst du dir übrigens leicht ausrechnen, wie schnell der jeweilige Sensor ist...
    Will ich nun gar nicht die volle Reichweite nutzen, so verkürze ich die Wartezeit einfach- der Sensor wird "schneller" aber:
    das klappt nur eingeschränkt. Hab ich nämlich mehr als einen solchen Sensor im Einsatz, dann _muss_ ich sogar noch länger warten- nämlich so lange, bis ich ganz sicher gehn kann, dass das Echo des ersten (die Dinger können praktisch durchaus einiges mehr schaffen als die angegebene Reichweite, da die ja gewissermassen das Minimum ist) abgeklungen ist- erst dann kann der nächste Sensor sicher arbeiten.
    Bei zwei Sensoren also wird es schon richtig langsam- die Reichweite per Software verkürzen nutzt da nix mehr.

    Was die Kamera angeht: mehr als auslösen schafft nen Arduino sowieso nicht, er ist nicht in der Lage, Bilder dieser Grösse in nahezu Echtzeit zu verarbeiten. Auch ne billige Keycam (so nen ding hab ich da, daher weiss ich es) würde nix taugen, die ist entschieden zu langsam. Da brauchst eine wirklich schnelle...
    Grüssle, Sly
    ..dem Inschenör ist nix zu schwör..

  6. #6
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    Zitat Zitat von TKK-Arduino Beitrag anzeigen
    Einzig die Frage, ob man mit zwei Sensoren die Punktgenauigkeit erhöhen kann ist mir noch nicht schlüssig.
    Ich sag mal nein.
    Der SRF02 sendet und schaltet dann auf Empfang um.
    Nach Ablauf eines Zeitfensters fängt der Zyklus von vorne an.
    Die Kapseln arbeiten mit 40KHz.
    Wenn also Sensor 1 sendet empfangen Sensor 1 und Sensor 2 ein Echo. Sensor 1 berechnet seine Signallaufzeit korrekt. Sensor 2 bekommt Müll.
    Dann sendet Sensor 2 und beide Sensoren lauschen. Sensor 1 bekommt das als zweites Echo. Im Idealfall verwirft er es im ungünstigsten Fall fließt das noch in die Laufzeitberechnug ein und produziert Datenmüll oder einen Fehler.
    So geht das dann im Wechsel munter weiter.

    Jetzt ist die Frage was genau gewollt ist. Ein Sender und mehrere Empfänger um so durch Laufzeitunterschiede des Echos eine 3D Positionsbestimmung durchführen zu können oder mehrere komplette Sensoren die jeweils aus eigenem Sender und Empfänger bestehen.
    Ersteres ist mit lauter baugleichen US-Kapseln realisierbar aber nicht mit dem SRF02.
    Bei letzterem braucht man lauter Kapseln die paarweise jeweils unterschiedliche Arbeitsfrequenzen benötigen oder durchstimmbar sind. (was Teuer ist) das kann der SRF02 aber auch nicht. Eventuell ist so ein Experimentierset z.B. Franzis Lernpaket Ultraschall sinnvoll um sich mit der Materie auseinanderzusetzen. Wobei von der Anzahl der Bauteile wohl noch der Zukauf von ein paar anderen US-Kapseln und Baulteile Sinnvoll wäre.

  7. #7
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    Zitat Zitat von TKK-Arduino Beitrag anzeigen
    ... Für die SRF02 (08, 10..) spricht, das keine I/O verbaucht werden ... das Ergebniss gleich in µs ... Nun obs für Insekten reicht weis ich natürlich auch nicht ...
    Beim SRF02 (andere habe ich - noch - nicht getestet) bekomme ich noch auf mehr als nen halben Meter ein Signal von nem Schraubendrehergriff Ø22 mm, von nem Griff Ø15 mm gibts selbst auf die Minimaldistanz von rund 15 .. 18 cm kein Signal. Ab wann der Griff Ø22 nicht mehr erfasst wird habe ich nicht getestet.

    Ein Nachteil des Ultraschallsensor ist a) die breite Keule - rund ± 20°. Da könnte bei nem auftretenden Signal das Insekt noch am Bildrand sein (oder darüber hinaus?). Ausserdem b) - ALLES ausserhalb dieses Strahls ist nicht mehr zu erfassen. Vielleicht wäre dann ein Fächer von mehreren Sensoren in einer Ebene besser geeignet.

    Dass die Laufzeit in µs angezeigt wird ist nicht unbedingt Kappes. In nem anderen Thread habe ich vorgerechnet :
    Die Schallgeschwindigkeit in (reiner, trockener) Luft ist etwa 0,33 mm/ µs. Will man rund 0,5 m messen - der Ultraschallsensor misst ja die Schalllaufzeit hin und zurück, d.h. hier einen Meter. Bei Temperaturunterschied 5K, genauer 25°C auf 20°C, beträgt in diesem Fall der Laufzeitunterschied schon rund 12 µs, entsprechend rund 3,7 mm Lauflänge für den Schall. Aber für Dein Projekt dürfte ja die genaue Entfernung gar nicht erforderlich sein. Da wäre ja die Entfernungsangabe in Zentimeter ebenso sinnvoll wie in µs - Dir gehts ja nur darum "ob etwas da ist".

    Schließlich (Nachteil c) ) weiß ich nicht, was Hund, Katze und vermutlich auch Vögel zu einer Dauerbeschallung mit 40 kHz sagen. Ob Insekten diese Töne hören weiß ich aber nicht.
    Geändert von oberallgeier (11.02.2015 um 16:32 Uhr)
    Ciao sagt der JoeamBerg

  8. #8
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    Hallo Geier,
    Zitat Zitat von oberallgeier Beitrag anzeigen
    Schließlich (Nachteil c) ) weiß ich nicht, was Hund, Katze und vermutlich auch Vögel zu einer Dauerbeschallung mit 40 kHz sagen. Ob Insekten diese Töne hören weiß ich aber nicht.
    Es gibt Insekten die das hören können, zum Schutz vor Fledermäusen.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  9. #9
    TKK-Arduino
    Gast

    Arduino Projekt Fotofalle

    Hallo allerseits

    herzlichen Dank für euer reichhaltiges Feedback.
    Sieht so aus, als ob das nicht unbedingt erfolgversprechend gelöst werden kann.
    US Sensoren in Kreuz beeinflussen sich gegenseitig. Die Taktung ist schwer manipulierbar, da bei Fertigmodulen ja fest verlötet.
    Dadurch lässt sich die Streuung der Sensoren nicht eliminieren.

    Nochmals vielen Dank an alle.

    LG Thomas

  10. #10
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    Du wirst auch die anderen (ich hab allerdings nur HC-SR04) ohne weiteres nach Belieben triggern können.
    Bei meinen jedenfalls geht das-somit kann man das gegenseitige Stören schon wirksam unterdrücken, aber langsam wirds dann eben.
    Eventuell wäre nen PIR was? Zumindest Vögel sollte der ja detektieren können....
    Grüssle, Sly
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