Infrarotlicht liegt im elektromagnetischen Spektrum unter dem sichtbaren Licht und
wird unter anderem in der IR-Spektroskopie zur Strukturaufklärung chemischer Verbindungen verwendet.
Bei der Hubersoft Infrarot-Uhr handelt es sich um eine Digitaluhr mit LED-Anzeige,
die anstatt sichtbaren Lichts Infrarotlicht ausstrahlt. Dieses kann vom menschlichen
Auge nicht wahrgenommen werden, eine Digitalkamera (oder Handykamera) "sieht" es aber.
Wenn man eine solche Digitalkamera auf die Uhr richtet, kann man die Uhrzeit ablesen.
Die Uhr wurde für den Schaukasten im Chemiegebäude der Uni Konstanz entwickelt und ist
eine eine eindrucksvolle Demonstration für Infrarotlicht, die Passanten können sie mit
ihren Mobiltelefonen selbst ausprobieren.
Eine Handykamera "sieht" die Ziffern der IR-Uhr
Die Uhr enthält 172 Infrarot-Leuchtdioden ohne Linse, die mit je 20mA betrieben werden. Um den Kontrast
zu erhöhen, wurde eine Infrarot-Filterplatte vor den LEDs angebracht, so dass man mit dem bloßen Auge von vorne nichts weiter als eine
schwarze Fläche sieht. Die Infrarotdioden sind zu Strängen von je 4 LEDs in Reihe geschaltet, sieben
dieser Stränge bilden eine Ziffer. Angesteuert werden die Stränge von einem ATmega16-Mikrocontroller über 6 Stück
ULN2803-Darlington-Arrays, vor jedem LED-Strang befindet sich noch ein Vorwiderstand.
Geöffnete IR-Uhr von hinten
Die Spannungsversorgung erfolgt über zwei LM2675-Schaltregler, einer davon ein Festspannungsregler
mit 5 Volt für die Logik und der andere ein einstellbarer, die die 8 Volt für die LEDs liefert. Die
Software der Uhr enthält einen DCF-Decoder, hinten an die Uhr kann ein Empfänger angeschlossen werden. Alternativ
kann die Uhr über zwei Taster manuell gestellt werden. Leider wurde festgestellt, dass am geplanten
Aufstellungsort im Schaukasten des Chemiegebäudes kein DCF-Empfang möglich ist und somit musste auf die
DCF-Fähigkeit verzichtet werden.
IR-Uhr von vorne ohne Abdeckung
Die Ziffern der Uhrzeit erscheinen je nach Kameramodell unterschiedlich intensiv und in verschiedenen Farbtönen,
meistens blau, weiß oder violett. Das liegt daran, dass auf dem lichtempfindlichen CCD-Chip einer Digitalkamera vor jedem
Pixel ein Farbfilter angebracht ist, der entweder grünes, rotes oder blaues Licht durchlässt. Idealerweise sollten diese Filter
im Infrarotbereich gar kein Licht mehr durchlassen. In der Praxis tun sie es jedoch, und zwar je nach Farbstoff im Filter unterschiedlich
stark, von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Die Kamera berechnet aus den verschiedenen Intensitäten der Pixel dann ein "Farbbild".
Eine Schwarzweiß-Kamera würde ein besonders intensives Bild aufnehmen, da sie keine Farbfilter enthält und der "nackte" CCD Chip gerade
im nahen Infrarot besonders empfindlich ist.
Eine "Braun D830"-Digitalkamera sieht die Ziffern der Uhr in violetter Farbe.
Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass Schaltplan, Platinenlayout und Software nicht veröffentlicht werden.
Das Informationsschild zur IR-Uhr im Schaukasten kann hier als
Word-Dokument heruntergeladen werden.
