LED Blitz Im Unterforum LED Alles über Leuchtdioden - Beschreibung: Probleme mit Leuchtdioden, LED
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LED Blitz Suche nach: led (32581) |
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BID = 14511
bertl1 Gerade angekommen
Beiträge: 7
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Hallo!
Ich arbeite an meiner Diplomarbeit an der TU-Graz, leider nicht Elektrotechnik, denn dann würd ich hier nicht posten müssen(zumindest das nicht, glaub ich).
Ich habe eine Pixelink Digitalkamera und möchte die Bilder mit einem LED-Blitz beleuchten. Ich habe ein 4,5V starkes Signal, daß den Blitz auslösen soll.
Ich hoffe jemand kann mir einen möglichen Aufbau einer Schaltung erklären, die mit 4 (parallel geschalteten?) sehr lichtstarken LED´s als Blitz arbeitet. Wenn möglich den Betriebsstrom für die LED´s vom Netz.
Danke im Vorraus
Rene ´Bertl´ Eckhart
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BID = 14513
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Und wieder einmal müßten wir etwas mehr wissen.
Welche LEDs verwendest Du, und welche Belichtungszeit / Blitzfolge strebst Du an ?
Vorab nur soviel:
Meist ist es elektrisch günstiger, die LEDs hintereinanderzuschalten anstatt parallel, da der geringere Strom bei mäßigen Spannungen besser zu beherrschen ist.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten ! |
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BID = 14557
bertl1 Gerade angekommen
Beiträge: 7
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Also, erstmal Danke an Dich daß du Dir Gedanken gemacht hast, ich werd versuchen mein Problem noch einmal genau darzulegen.
Ich habe bis jetzt mit einem Strobo gearbeitet und habe mit meinem Eingangssignal über einen Zündtrafo den Thyristor durchgeschalten.
Dabei hatte ich einige Probleme. Zum einen ist die Lichtstärke des(oder besser der Strobos, ich hab schon mehrere probiert) relativ inkonstant, das heißt die Bilder sind unterschiedlich belichtet, was Probleme bei der Bildanalyse hervorruft.
Weiters sind diese Xenonröhren bei der Art wie ich sie Verwende nicht auf Dauer verwendbar, sie gehen nach ca. 1-2 Monaten ein. (Es liegt sicher an der Röhre, da dasselbe Strobo mit anderer Röhre wieder funktioniert). Ich muß aber auch dazu sagen, daß es sich um ein Billiggerät handelt. Gut möglich, daß ein Topgerät diese Probleme nicht macht.
Zum besseren Verständnis: nicht meine Kamera bestimmt die Belichtungszeit sondern der Blitz, da eine Cmos-Kamera die Zeilen von oben nach unten ausliest, und die unteren Zeilen der Beleuchtung um eben die Zeit die sie später ausgelesen werden auch länger belichtet werden.
Bei einer Xenonröhre gibt es einen Peak und dann klingt das Licht ab min. Belichtungszeit ca. 60/1000. Das geht aber noch kürzer wäre besser.
Nun habe ich eben gelesen, daß ich mit einer LED einen wirklich punktuellen Lichtimpuls bewerkstelligen kann (wie hoffe ich zu erfahren). Käuflich zu erwerbende Led-Blitz Lösungen kosten mit Software zur Steuerung mind. 2500 Euro, was in meinem "Forschungsbudget" definitif nicht enthalten ist.
Die Lichtstärke muß auch nicht besonders hoch sein, da es um Mikroskopische Aufnahmen geht. Abstand Objektiv zu Objekt ca. 5cm.
Die Blitzfolge liegt in etwa bei 1Hz.
Ein wieterer Vorteil der Diode ist, daß es sich um eine punktförmige Lichtquelle handelt, die mir wie ich aus Erfahrung weiß (ich habe mein Strobo durch einen Lichtwellenleiter Blitzen lassen) eine höhere Tiefenschärfe bringt.
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BID = 14596
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
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...Weiters sind diese Xenonröhren bei der Art wie ich sie Verwende nicht auf Dauer verwendbar, sie gehen nach ca. 1-2 Monaten ein...
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Das ist doch gar nicht so schlecht. 1 Monat Dauerbetrieb bei 1s -1, sind immerhin 2,5 * 10 6 Blitze. Stimmt das mit der Lebensdauererwartung für Dein Blitzrohr überein ?
Die unterschiedliche Belichtung hängt vielleicht doch damit zusammen, daß der Blitz nicht mit der Kamera synchronisiert ist.
Ich bin skeptisch, ob wenige LEDs genug Licht produzieren.
Für die Xe-Blitzlampen findet sich im Datenblatt normalerweise neben der vorgesehenen Energie auch eine mittlere Belastung. Diese beträgt meist einige Watt, vergleiche das mit einer LED, die vielleicht eine mittlere Belastung von 100mW verträgt. Oder ist die Ankopplung an das Faserkabel so schlecht, daß sich das wieder ausgleicht ?
Du schreibst nichts über die Farbe.
Xe-Lampen emittieren etwa weißes Licht, LEDs sind monochrom.
Weiße LEDs bestehen in Wirklichkeit aus einer blauen LED, die, ähnlich einer Leuchtstoffröhre, mit einem Phosphor überzogen ist.
Es ist kein großes Problem einer LED Lichtimpulse von wenigen Mikrosekunden Dauer zu entlocken, aber der Farbstoff leuchtet merklich nach, wobei sich die Farbe während des Nachleuchtens auch noch verändert. In diesem Fall sollte man also ein Mix aus R-G-B-Dioden einsetzen. Allerdings bekommst Du dann wieder Kopplungsprobleme.
Eine Blitzdauer vom 60ms, die Du mit Deiner Xe-Lampe erreichst, ist allerdings reichlich lang.
Das sollte erheblich besser gehen. Verwendest Du etwa Elektrolytkondensatoren ?
Wenn es nicht auf Farbtreue ankommt, käme vielleicht auch ein IR-Halbleiter-Laser in Frage. Damit kann man viel höhere Ausgangsleistungen und noch kürzere Impulse als mit LEDs erzielen, und CCD-Kameras sind von Haus aus im nahen IR recht empfindlich (wenn man ihnen das nicht abgewöhnt hat). Auch die Einkopplung eines Lasers in ein Lichtleitkabel geht viel effizienter als bei den eher flächigen Lichtquellen.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 26 Feb 2003 20:30 ]
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BID = 14597
Wolf1 Gelegenheitsposter
Beiträge: 67 Wohnort: Dresden
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Bringen LED überhaupt eine homogene Feldausleuchtung?
Wolf1
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BID = 14638
bertl1 Gerade angekommen
Beiträge: 7
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Also, leider ist das kein Dauerbetrieb und es sind nicht 2,5*10^6 sondern nur etwa 5000-10000 Blitze die herauskommen bis die Röhre das zeitliche segnet.
Daß die Unterschiede in der Beleuchtung an der Röhre liegen hab ich daran erkannt, daß sie immer größer werden, je älter die Röhre wird. Und man erkennt auch einen Unterschied zwischen versch. Röhren, offenbar gibt´s schon vom Hersteller her qualitative Unterschiede.
Wegen der Lichtstärke einer LED mache ich mir weniger Sorgen da ich mit dem Strobo durch mehrere Neutralfilter geblitzt habe um die Lichtstärke auf ein vernünftiges maß zu reduzieren. Und ich habe auch einen Blaufilter vorgeschaltet, da blaues Licht höhere Tiefenschärfe bringt (habe mich ein wenig mit Optik und bin dabei auf diese Tatsache gestoßen), somit wäre eine blaue LED nur ein Vorteil.
Und was die Ausleuchtung anbelangt, die Fläche die ich im Durchlicht beleuchte (ich blitze prakt. in die Kamera hinein)ist ca. 1*3cm groß, das heißt bei einem Öffnungswinkel von 110° bei einer sehr Lichtstarken blauen LED (habe mich bei Lumiled.com schlau gemacht), muß ich nicht weit vom Objekt weg sein um schon hinreichend gut homogen zu beleuchten. Und wie gesagt eine punktförmige Lichtquelle bringt mir schärfere Bilder (das stimmt nicht mit dem überein was ich über Optik gelesen habe, aber hat sích im Versuch so herausgestellt.
Nach allem was ich mittlerweile über Leds und Led-Blitze weiß, glaube ich, daß das für mich durchaus eine gute Möglichkeit sein kann die Beleuchtung zu lösen (mit Laser habe ich mich noch überhaupt nicht beschäftigt, da ich mir da einen Eigenbau überhaupt nicht vorstellen kann und ein Laser dann Vielleicht doch zu punktförmig ist, den müßte ich dann streuen womit die Lichtstärke erst wieder flöten geht.
Mein Problem ist nun daß ich echt keine Ahnung habe wie das elekronisch ablaufen müßte daß ich die Led mit meinem Signal aus der Kamera ansteuere und sie dann einen kurzen Lichtimpuls abgibt.
Die Farbtreue ist kein echtes Thema da ich Schwarzweiß aufnahmen mache und es nur auf größe und struktur ankommt.
Danke nochmals, daß Ihr euch damit auseinandersetzt,
Bertl
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BID = 14643
SEAL Stammposter
Beiträge: 211
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hallo,
also ich würde sagen, dass für diese zwecke eine weiße led hinhauen würde.
denn
1. ist die feldausleuchtung sehr gut und im notfall kann man noch eine streulinse nehmen (is aber net nötig)
und
2. sind die bei einer sehr geringen stromaufnahme (was immer gut ist) sehr hell (weiß bis 5600 mcd) farbige leds gibt et auch in noch heller.
das mit der farbveränderung ist ja eigentlich kein problem, weil die linse der kamera ja dann schon wiede geschlossen ist.
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BID = 14645
bertl1 Gerade angekommen
Beiträge: 7
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Das mit der Linse der Kamera die schon wieder geschlossen ist haut leider nicht hin, da eine cmos Kamera sowas nicht hat.
Das Feld wird aktiv für die in der Software angegebene Zeit, dann beginnt das auslesen der Zeilen von oben nach unten, das heißt die unterste Zeile ist der Beleuchgtung am längsten ausgesetzt, was eine untersch. Beleuchtung über das Bild bedeuten würde.
Das bedeutet ich muß die ´Verschlußzeit´ mit dem Blitz simulieren. Ich ´belichte´ also 1 Millisekunde und beleuchte davon 60 Mikrosekunden die restliche Zeit ist es so dunkel das das keinen Einfluß hat. Und was die Farbe der LED betrifft, blau wäre optimal, da blaues Licht höhere Tiefenschärfe bringt.
mfg Bertl
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BID = 14649
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Bertl,
in Deinem letzten Beitrag schreibst Du:
Zitat :
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...ich ´belichte´ also 1 Millisekunde und beleuchte davon 60 Mikrosekunden ...
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Weiter oben aber:
Zitat :
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...Bei einer Xenonröhre gibt es einen Peak und dann klingt das Licht ab min. Belichtungszeit ca. 60/1000...
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1.) Letzteres wären 60 Millisekunden. Was ist denn nun richtig, bzw. welche Belichtungszeit strebst Du an ?
2.)Hast Du ein Oszilloskop zur Verfügung, mit dem Du den Stromimpuls durch die LED kontrollieren könntest ?
3.) Du schreibst:
Zitat :
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...Ich habe ein 4,5V starkes Signal, daß den Blitz auslösen soll. ..
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Welcher Art ist das Signal ? Auf Masse bezogen ?
Positiv oder negativ ? Steigt oder fällt es zum Zündzeitpunkt ?
(Ich rate mal blind, daß es sich um ein TTL-kompatibles Signal an einem Open-Collector Ausgang handelt, welches im Ruhezustand 4,5V beträgt, und für die Zündung auf 0 abfällt )
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 27 Feb 2003 12:30 ]
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BID = 14659
bertl1 Gerade angekommen
Beiträge: 7
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Mahlzeit Perl!
Ich muß nun leider gestehen daß mir da ein Fehler unterlaufen ist, die Belichtungszeit durch das Strobo ist 60 Mikrosekunden und nicht 60/1000, sollte einem angehenden Diplomingenieur wohl nicht passieren....
Diese 60 Mikrosekunden möchte ich zumindest auch wieder erreichen.
Ich habe kein Oszi zur Verfügung weiß aber wo eins steht und kenne da auch jemanden der damit umgehen kann, ich kann das nämlich nicht.
Zum Signal, aus der Kamera kommt ein 5v starker Impuls von definierter Länge (also nicht so wie Du vermutest), und er ist positiv, mit der Frage auf Masse bezogen kann ich jetzt nichts anfangen...
Dieser 5V Impuls schaltet über einen Optokoppler einen 4,5V Impuls (auch positiv) durch der dann das Strobo ansteuert (so der Status quo), um eine Trennung von Strobo und Kamera zu haben damit kein Fehlerstrom zurückfährt. Die Schaltung hat mir jemand gebastelt zu dem ich leider keinen Zugang mehr habe.
mfg Bertl
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BID = 37553
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bei Reichelt gibts weiss mit 9000 mcd (nur so nebenbei)
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alpha-ranger Schreibmaschine
Beiträge: 1517 Wohnort: Harz / Heide
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Hallo,
die Fehler beim Stroboskop ergeben sich daraus, das sich der Strom in der Röhre nach Funktion e hoch minus ( constante mal t ) reduziert. Also der Elko entlädt sich bis zum erreichen des Minimalstromes.
Ist fürs Photographieren nicht entscheidend, da das ganze Negativ belichtet wird, aber eine Zeilenorientierte Kamera wird die Belichtungsschwankung weitergeben.
LED´s haben eine große Kapazität, deshalb muß man sie bei schnellen Vorgängen bipolar ansteuern, das heißt die Ladungsträger wieder abbauen, wenn sie schnell dunkel werden soll.
Noch eine andere Frage: 60µs entsprechen in der TV-Technik gerade einer Zeilenlänge. Und der Aufbau und die Funktion eines Bildwandlerchips sind Dir bekannt? Jeder Bildpunkt ist ein kapazitiver Speicher, der über eine X-Y Matrix Zeilenweise ausgelesen wird.
Da stellst Du schon hohe Anforderungen an den Chip .
Als Ansteuerschaltung bietet sich mal wieder das alte NE555 an, als triggerbarer Monoflop. Kann mit 300mA Ausgangsstrom auch viele LED`s steuern.
mfG.
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Wie der alte Meister schon wußte: Der Fehler liegt meist zwischen Plus und Minus. :-)
Und wenn ich mir nicht mehr helfen kann, schließ ich Plus an Minus an.
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BID = 37613
Aditech Gesprächig
Beiträge: 170
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wieso lässt du die leds nicht andauernd leuchten?dann kannst du sogar in echtzeit die kameraeinstellung zuer ledbeleuchtung in einstellen. is eh viel besser bei digitalkameras.
Bei digitalkameras mit hundertstel oder sogar tausendstel belichtungszeit anzufangen is sogar bei der heutigen c-mos datentechnologie unsinn
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BID = 37642
bertl1 Gerade angekommen
Beiträge: 7
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