Samogradnja spektrometra z web kamero

Obljubljajo tako enkratno ločljivost in natančnost, da se velja potruditi.
Zadevo bom potreboval za preverjanje LED razsvetljave za osvetljevanje rastlin.

Najprej dva linka http://physicsopenlab.org/2015/11/26/we...
Glej pod Teremino Spektrometer http://www.theremino.com/en/downloads/a...
- Prvi problem je, da potrebuješ USB Web kamero, ki ji lahko ročno nastaviš exspozicijo, gotovo pa tudi ravnovesje beline. Lahko da se avtomatika slednje izklopi samodejno, ko izklopimo avto. expozicijo.
- Druga zahteva je lahka odstranitev IR filtra. Na nekaterih kamerah je pritrjen na sam senzor, zato ga verjetno ne moremo odstraniti.
- Seveda mora biti HD, vsaj 1280 horizontalnih pik.
- Imeti mora Windows driverje, da se vgnezdi v Win. video sistem.

Ve kdo za kako tako kamero?

Kamer iz omenjenih linkov se ne dobi oziroma 1 v ZDA a ne pošilja v Slo.
Je kaka trgovina, kjer to imajo razstavljeno in se da priklopit na komp. Objektiv odviješ in takoj vidiš, kje je filter.

Nea, motovilec
http://www.podsvojostreho.net/forum/vie...

Kaj pa Raspberry PI NOIR camera? Noir zato, ker nima IR filtra. Kaj vse se da nastavlat. Pride 30€ + 12€ PI zero.

Še par člankov na to temo:
https://www.raspberrypi.org/blog/whats-...
http://www.richardmudhar.com/blog/2015/...
https://witness.theguardian.com/assignm...
https://infragram.org/

Izposodil sem si Logitech C525, IR filtra nisem odstranjeval, pač ni moja kamera.
Ker mi je uspelo z LabView brez Visiona zajeti sliko iz Web kamere, sem na brzino naredil nekaj evalvacijskih programčkov in prišel do zanimivih odkritij.

Spekter (bela krivulja) 50W halogenke z LabView
Lepo se vidi, da se zelena in rdeča preveč prekrivata, zato značilen vrh v spektru pri 575nm. Podoben kucelj se vidi v vseh spektrih na linkanih spletnih straneh v prvi objavi. To bo treba skorigirati. Zgoraj je izsek iz slike v naravni velikosti (640 x 183 pikslov), ki ga uporabljam za izris grafov. Y skala na grafu je v bitih (vsota 183 vrstic).
Spekter 50W halogenke s Theremino
Theremino očitno nekaj korigira, zeleno dvigne in še kaj. V LabViewu sem zeleno samo pomnožil z neko konstanto.

Spekter stare fluorescence z LV
In še s Tereminom
Reža je široka cca 0,3mm, kar je cca pol manj kot en piksel na kameri. Kamera zajema v 1280x720, zumira in v PC prenaša v formatu 640 x 480, v 1280 x 720 ne znam sprogramirati, itak pa pri original objektivu to niti ne bi imelo smisla. S primernim objektivom in prenocom v polnem formatu, bi približno podvojil ločljivost, kar pa niti nima smisla. Brez večje škode bi lahko razširil režo vsaj na 0,5mm, pa bi imela zadeva še vedno povsem zadovoljivo ločljivost. Širina snopa pri fluorescenci na 546nm je ~2nm.

Ideja je, da bi na grafu bile karakteristike vseh klorofilov, program pa bi za vsakega računal, koliko umolov svetlobe dobi. Seveda bi dodal še PAR.

Izgleda res hudo in glede valovne dolžine tudi je, kar se tiče jakosti, je pa Thetemino slab indikator. CMOS senzor je je v zgornjih 2/3 krepko nelinearen, zato na prehodu med barvama prihaja do lukenj (pri majhni svetlobi) in vrhov pri visoki. Poleg tega je zeleni senzor zelo občutljiv na IR, skoraj enako kot rdeč. Skratka brez korekcoj je nivojski odziv praktično povsem neuporaben.

Razvojno okolje sem premaknil na en star PC z XPji, kamerca je pa ena stara Canyon 640 x 480. Z varifocal zoom objektivom sem nastavil mavrico čez skoraj celih 640 pik in dobil razpon od 300 do 800nm, za grow light čez glavo. Rezultati so celo boljši kot z Logitechovo HD.

Ja, barv sploh ne rabim oziroma le zato, da vidim, če v mavrico seka kak odboj oziroma neželjena svetloba. Kalibriram s fluorescenčno cevjo.
Enostaven isokromatski izvor ne obstaja kajne?
Pinhol odpade, saj že reža pobere ogromno svetlobe in je občutljivost že z lečami kriza.

ČB kamero se pa izgleda da dobiti za razumen denar Look at this on eBay http://www.ebay.co.uk/itm/322256104795

Oldi je 1. dec 2017 ob 11:34 izjavil:

Kalibriram s fluorescenčno cevjo.
Enostaven isokromatski izvor ne obstaja kajne?

Barvne LED + njihov datasheet?

Aja točno za kolk valovnih dovžin jih imamo po nekak človeških cenah.

Če hočeš kolkr tolk določene ne boš samo plačal ampak še čakal. Potem pa tudi ni več samo sam izvor problem ampak cel stack pri senzoriki. Za namen je tole z ukonom pa simpl korekcijo zadost. Ostalo je pa hitro stokrat dražje. Pa pustmo cd laserje pri mir ker za tole umerjat niso. Pa še tri laserje znpovsem različno svetilnostjo kalibrirat je sploh veselje.

Logitechova kamerca je bila precej nelinearna, Canyon pa praktično linearna, v mislih imam odziv senzorja na jakost svetlobe, meril sem na na vrhu spektra na vseh barvah. Kljub temu pa se vsota treh barv z nivojem svetlobe spreminja, glej beli graf. Natančneje povedano, višji kot je kucelj (vrh spektra), širši postaja. To se lepo vidi na grafih na spodnjih slikah.
Vir svetlobe na spodnjih grafih je 10W dobro hlajena bela LEDica pri maksimumu obremenjena z dobrim W, zato bi morala biti linearna. Na Y osi so sešteti odzivi stotih linij prikazanih na vrhu zgornjega grafa, torej je 25500 maksimum. Na x osi so piksli.







Če prav sklepam, je to katastrofa in mi monokromatska kamera ne bi nič pomagala, celo slabše bi bilo, saj bi vsa svetloba navalila na en senzor in dvigovala bočne kuclje v celem spektru. Je rešitev CCD?

Tebe torej muči intenziteta posameznega spektra svetlobe in ne valovna dolžina ?

Že sam senzor je različno občutljiv na različne valovne dolžine, še preden bi upošteval barvno filtriranje.

Tukaj ti je rešitev samo ČB, ki ima znano občutljivost in znano nelinearnost (pri določeni intenziteti).




https://www.alibaba.com/product-detail/...

Ni od tega, samo toliko da se ve za kaj se gre. Output je potem znan output * krivulja
http://fairchildimaging.com/files/cmos1...

https://www.ebay.com/itm/1PCS-CCD-LINEA...

Oldi je 1. dec 2017 ob 23:28 izjavil:

Ma težko je to razumljivo napisati, 2 sliki povesta več kot 100 besed.

100 bitov visok spekter 660nm, desno 730nm

isto razmerje med 660 in 730nm, samo dvignjena svetlost na 200 bitov visok levi spekter

Projekt skorajda pokopan, razen če obstaja drastično boljša kamera, verjetno samo ccd.

Tole ni res, 730nm LEDke od kitajcev so še pa još nelinearne, človek ne more verjeti. Ko sem jo napajal z ločenim usmernikom, jakost LEDke na 660nm ni vplivala na prikaz 730nm LEDke. Torej vpliva na oddaljeni signal ni, se pa z večanjem svetlobe definitivno širijo vsi trije kuclji pri beli LEDki, glej par postov nazaj. Dočim je pa spekter fluorescence na 546nm širok samo 2nm



Skratka izgleda, da veliko svetlobe na širšem področju naredi senzor (za šibke signale) bolj občutljiv. Po logiki bi znali biti tri barve boljše, kot pa monochrome. Samo to je totalna štala za opazovanje širokospektralne svetlobe, saj se na prehodu med barvami delajo kuclji, torej rešitev je monochrome.

Hudo nalogo si si zadal

Že eno uro pregledujem zapise na publiclab in GitHub, pa glede opisanega "bloominga" nič ne najdem trenutno sem tule: https://publiclab.org/notes/tomh/9-19-2...

V enih konstrukcijah uporabljajo fotografski objektiv.
Glede ovinka pa ne vem od kod pride, saj imam objektiv cca 10mm, ki ne bi smel imeti tako opaznega popačenja. Sicer je pa prisotno tudi v centru.

Sicer sem pa danes rešil problem.
Fora je v krivulji občutljivosti senzorja, ki ni exponencialna, temveč v S obliki. Ker sem jo preverjal v 3 točkah, je bila bolj ali manj linearna. Ko sem naredil polinomsko interpolacijo iz 10 kalibracijskih točk, je zadeva postala linearna.
Kakšna bedarija.