Das Licht im Dunkel

Mit einer Infrarotbeleuchtung und einer entsprechenden Infrarotkamera ist eine Beobachtung im Nistkasten – auch in der Nacht – möglich.

Nachteil: Es gibt keine Farben. Eine Beleuchtung mit weißen LEDs während der Nachtstunden irritiert Singvögel, es ist anzunehmen, dass zudem der nächtliche Blauanteil im Licht die Küken in ihrer Entwicklung beeinträchtigt.

Ein Lösung Farbaufnahmen zu bekommen, ist, in der Nacht mit Infrarot und tagsüber mit Weißlicht zu beleuchten.

Mit dem Raspberry Pi und der dazugehörigen Infrarotkamera ergeben sich neue Möglichkeiten. Bei der Infrarotkamera Pi Noir ist lediglich der IR-Filter entfernt, so dass die Kamera für Tageslicht und für Infrarotlicht empfindlich ist. Es ist also naheliegend, mit zwei Beleuchtungssystemen zu arbeiten und Nachts mit Infrarot, das die Vögel nicht sehen können, und tagsüber, wenn sowieso Licht durch das Einflugloch fällt, mit zusätzlichem Weißlicht zu beleuchten.

Die Lösung besteht aus einer Dauerbeleuchtung mit drei IR-LEDs. Die IR-LEDs haben eine Durchlassspannung von 1,19 Volt, somit können drei Dioden in Reihe geschaltet mit mit der gleichen Spannung wie der Raspberry Pi betrieben werden. Mit einem Vorwiderstand von 100 Ohm ergibt sich ein Strom von etwas über 15 MilliAmpere.

Zusätzlich verwende ich eine Weißlicht-LED Die Weißlicht-LED wird ebenfalls über einen Vorwiderstand von 100 Ohm betrieben, jedoch ist ihr ein Transistor (hier der preiswerte Universaltyp BC547B) in Reihe geschaltet. Der Transistor wird über einen lichtempfindlichen Widerstand (LDR) an der Basis angesteuert. Wird der LDR durch Tageslicht beleuchtet, so schaltet der Transistor durch und die weiße LED leuchtet. Damit sind dann auch mit der Raspberry Pi Infrarotkamera Farbaufnahmen im Nistkasten möglich. In der Dämmerung sperrt der Transistor, und lediglich die Infrarotbeleuchtung sorgt noch für (schwarz-weiße) Bilder.

 

Tageslicht-Sensor-Umschaltung

Mit der folgenden Schaltung wird je nach Helligkeit zwischen zwei LEDs weiss und IR hin- und hergeschaltet. Lichtsensor ist wiederum ein LDR, der zusammen mit einem 10kΩ Potentiometer die relative Helligkeit misst und dann eine der beiden LEDs schaltet.

Funktionsweise

Der LDR bildet mit dem Potentiometer einen Spannungsteiler, der an der Basis des NPN-Transistors Q1 angeschlossen ist und dessen Verhalten direkt steuert. Das Verhalten des Spannungsteilers kann über das Potentiometer R6 eingestellt werden, um die gewünschte Helligkeit für das Umschalten von rot auf grün anzupassen.
Je nach Ausgangsspannung des Spannungsteilers ist Q1 leitend oder sperrend geschaltet. Für den Fall das er leitet, fliesst genügend Strom durch die rote LED, sodass sie leuchtet. Gleichzeitig fließt durch den Widerstand R5 ein recht geringer Strom, der die Basis des Transistors Q2 über Q1 mit der Masse verbindet und den Q2 sperrt, die grüne LED leuchtet also nicht.
Im umgekehrten Fall, also in dem Fall in dem der Transistor Q1 nicht leitend ist, ist die Basis des rechten Transistors Q2 (über die Widerstände) mit der Vcc verbunden. Daher leitet er und die grüne LED leuchtet. Der Strom, der durch die rote LED fließt, ist dabei zu gering um sie sichtbar zum Leuchten zu bringen.