Foto: Markus Schilder
Solche Bilder eines fallenden Wassertropfens müssen genau zur richtigen Zeit aufgenommen werden. Wenn man ein Blitzlichtgerät steuern will braucht man zunächst ein passendes Ereignis und dann eine Zeitverzögerung. Versuche mit einer Lichtschranke haben sich als schwierig erwiesen. Deshalb soll der Blitz jetzt akustisch ausgelöst werden. Als Mikrofon dient ein Piezo-Schallwandler. Zur Auslösung dient ein Mikrocontroller mit einem Bascom-Steuerprogramm.
Die Spannung am Mikrofon wird laufend von einem Mikrocontroller Tiny13 über PB4 gemessen. Im Ruhezustand liegt hier eine Spannung von 2,5 V. Wenn ein Impuls erkannt wird soll eine kurze Wartezeit ablaufen und danach ein kurzer Impuls an PB0 ausgegeben werden. Die Wartezeit kann über ein Poti an PB3 eingestellt werden. Der Blitz wird bei den ersten Versuchen noch von einer Power-LED erzeugt. Der Blitzelko von 1000 µF wird auf 5 V geladen. Der Transistor BC337 ist für einen hohen Impulsstrom bis 800 mA zugelassen und treibt die LED ohne Probleme. Später soll PB0 dann über einen Thyristor das Blitzgerät auslösen. Es könnte aber sinnvoll sein alternativ auch den schwächeren LED-Blitz zu verwenden um den Versuchsaufbau zu justieren.
'Trigger-Blitz
$regfile = "attiny13.dat"
$crystal = 1200000
$hwstack = 8
$swstack = 4
$framesize = 4
Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc
Start Adc
Open "comb.1:9600,8,n,1,INVERTED" For Output As #1
Print #1 , "AD-Wandler"
Ddrb.0 = 1
Dim D As Integer
Dim T As Integer
Do
'Poti abfragen
D = Getadc(3)
T = D / 10
'einstellbar 0...100 ms
Do
D = Getadc(2)
D = D - 512
D = Abs(d)
'Schallimpuls > 30?
Loop Until D > 30
'T ms warten
Waitms T
'Blitzlänge 1 Ms
Portb.0 = 1
Waitms 1
Portb.0 = 0
Print #1 , D
'1 s Wartezeit zum Laden
Waitms 1000
Loop
End
Der AD-Wandler erhält 10-Bit-Ergebnisse bis 1023. ADC3 fragt das Poti ab. Der Messwert wird durch 10 geteilt und liefert die Verzögerungszeit bis etwa 100 ms. Dann läuft das Programm in eine Schleife zur Erkennung eines akustischen Impulses. Die Spannung an ACD3 beträgt im Ruhezustand 2,5 V, was als 512 gelesen wird. Das Programm subtrahiert 512 und bildet dann den Absolutwert. Damit ist es dann gleichgültig üb der erste Impuls positiv oder negativ ist. Wenn ein Schallimpuls großer als 30 gemessen wird verlässt das Programm die Schleife. Nun kommt die Blitzverzögerung und dann der Blitz selbst mit einer Länge von 1 ms.
Der erste einfache Probeaufbau verwendet noch die Platine aus dem Lernpaket Mikrocontroller. Alles wurde auf dem Labortisch und ganz ohne Wasser getestet. Der Piezo-Wandler liegt unter einer Rolle Lötzinn und hat damit eine gute akustische Kopplung mit dem Tisch. Dann lasse ich eine Rolle Isolierband auf den Tisch fallen. Der Blitz löst mit einstellbarer Verzögerung aus. Da die Rolle etwas zurückprallt scheint sie in diesem Moment in der Luft zu schweben.