Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtspektrum ermitteln?


von Conny G. (conny_g)


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Hi,

welche (kostenmässig erschwinglichen, nix für Tausende Euro) 
Möglichkeiten gibt es, das Lichtspektrum einer Beleuchtung zu ermitteln?

Hintergrund der Frage:
ich bin gerade dabei eine Lichtinstallation mit einem richtig hellen 
WW-Streifen und daneben ein RGB-Streifen (WS2812B).
Dabei wird ein Raum von ca. 240 Watt warmweiss und 150 Watt RGB 
beleuchtet.
Der WW-Streifen hat aber einen fiesen gelbgrün-Stich und es fehlt Rot im 
Spektrum.
Da könnte man mit dem RGB was dazumischen, das würde ich aber gerne 
messen statt nur subjektiv einstellen.
Klar, dass das niemals perfekt wird, aber es geht besser als nur der 
Warmweiss würde ich sagen.

Danke & Grüße,
Conny

von npn (Gast)


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Das Ding sieht zwar primitiv aus, hat mir aber schon gute Dienste 
geleistet beim Beurteilen von Lichtspektren. Gerade bei ESL kommst du 
aus dem Staunen nicht mehr raus :-)
http://astromedia.de/Bastelspass-der-Wissen-schafft/Das-Handspektroskop::132.html

Ist zwar kein "Meßgerät", aber so schlecht auch wieder nicht. Und es gab 
auch schon Leute, die haben noch eine Kamera rangebastelt, um das 
Spektrum auch mal abspeichern zu können. Eine Skala für die Wellenlänge 
ist auch im Bild mit eingeblendet.

von Philip S. (psiefke)


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Man kann Farbtemperaturmessgeräte auch mieten... Achte aber darauf, dass 
Du eines bekommst, das mit LED Licht klar kommt.

von Conny G. (conny_g)


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npn schrieb:
> Das Ding sieht zwar primitiv aus, hat mir aber schon gute Dienste
> geleistet beim Beurteilen von Lichtspektren. Gerade bei ESL kommst du
> aus dem Staunen nicht mehr raus :-)
> 
http://astromedia.de/Bastelspass-der-Wissen-schafft/Das-Handspektroskop::132.html
>
> Ist zwar kein "Meßgerät", aber so schlecht auch wieder nicht. Und es gab
> auch schon Leute, die haben noch eine Kamera rangebastelt, um das
> Spektrum auch mal abspeichern zu können. Eine Skala für die Wellenlänge
> ist auch im Bild mit eingeblendet.

Cooler Vorschlag, das könnte sogar für einen ersten Eindruck reichen!

Das ist auch spannend, war dort unter Projekte verlinkt:
http://www.lehrer-online.de/eigenbau-spektrometer-mit-digicam.php?show_complete_article=1&sid=77234957271126160727730483048390
Soviel Zeit habe ich aber nicht...

von Georg (Gast)


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Conny G. schrieb:
> welche (kostenmässig erschwinglichen, nix für Tausende Euro)
> Möglichkeiten gibt es, das Lichtspektrum einer Beleuchtung zu ermitteln?

Eigentlich keine, die sinnvolle Lösung, ein Spektrometer, kannst du 
nicht bezahlen. Du kannst dir höchstens behelfen, indem du ein weisses 
Blatt Papier anschaust und dafür sorgst, dass es auch weiss aussieht, 
ist aber nicht besonders exakt.

Eine Möglichkeit wäre auch, Geräte zur Farbkalibrierung zu missbrauchen, 
aber dazu gehört eine Menge Knowhow, weil die keineswegs ein Spektrum 
messen und ausgeben, sondern eine Korrekturdatei erzeugen. Wenn du also 
ein Norm-Farbchart mit einer Kamera aufnimmst, könntest du die 
entstandene Korrekturdatei mit einer bei Tageslicht aufgenommenen 
vergleichen. Geschenkt bekommt man das allerdings auch nicht.

Georg

von Harald W. (wilhelms)


Angehängte Dateien:

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Conny G. schrieb:
> Hi,
>
> welche (kostenmässig erschwinglichen, nix für Tausende Euro)
> Möglichkeiten gibt es, das Lichtspektrum einer Beleuchtung zu ermitteln?

Nimm eine CD, aber ob das für Deine Anwendung ausreicht?

von MaWin (Gast)


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Conny G. schrieb:
>
> welche (kostenmässig erschwinglichen, nix für Tausende Euro)
> Möglichkeiten gibt es, das Lichtspektrum einer Beleuchtung zu ermitteln?
>
Du photographierst mit deiner Digi-Knipse das Regenbogen-Spektrum, das 
eine CD aus deinem Licht erzeugt. Dazu sollte das Licht punktförmig 
sein, bei LED ja erreicht. Als Vergleich photographierst du Sonnenlicht 
durch ein Schlüsselloch.

Die photographierten Spektren legst du passend gezoomt nebeneinander in 
einem Bildbearbeitungsprogramm und vergleichst die Intensität bei der 
jeweiligen Farbe.

Man kann dazu die Photos in der Helligkeit normieren.
Ja, das ist alles Arbeit, aber ohne Geld ist's eben Arbeit.

von Ernst O. (ernstj)


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die hochauflösende Version mit Kamera-Anschluss und der Möglichkeit der 
quantitativen Messung:

http://www.lehrer-online.de/eigenbau-spektrometer-mit-digicam.php?show_complete_article=1&sid=77234957271126160727730483048390

von Conny G. (conny_g)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Hi,
>>
>> welche (kostenmässig erschwinglichen, nix für Tausende Euro)
>> Möglichkeiten gibt es, das Lichtspektrum einer Beleuchtung zu ermitteln?
>
> Nimm eine CD, aber ob das für Deine Anwendung ausreicht?

Auch eine coole Idee, danke!

von littleHelper (Gast)


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du kannst mit so nem einfachen bastel-Spektrometer aus Pappe kaum 
quantitative beobachtungen machen. darum wird das wohl wenig exakter wie 
wenn du es einfach nach gefühl machst.
besser sollte es gehen wenn du ein blatt papier nimmst, die linke hälfte 
mit deinen leds beleuchtest und die rechte mit ner Halogenlampe. 
Dazwischen irgend eine barriere damit die beiden lichter auch halbwegs 
getrennt sind. so kannst du die lichtfarben sehr genau vergleichen und 
deine leds entsprechend einstellen.

von Conny G. (conny_g)


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ernst oellers schrieb:
> die hochauflösende Version mit Kamera-Anschluss und der Möglichkeit der
> quantitativen Messung:
>
> 
http://www.lehrer-online.de/eigenbau-spektrometer-mit-digicam.php?show_complete_article=1&sid=77234957271126160727730483048390

Ja, hab ich grad gefunden, cool.

von npn (Gast)


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Conny G. schrieb:
> ernst oellers schrieb:
>> die hochauflösende Version mit Kamera-Anschluss und der Möglichkeit der
>> quantitativen Messung:
>>
>>
> http://www.lehrer-online.de/eigenbau-spektrometer-...
>
> Ja, hab ich grad gefunden, cool.

Finde ich auch. Ich denke, das ist was für ein Schlechtwetter-Wochenende 
:-)
Manche Leute sehen einfach nur Pappe und assoziieren es sofort mit 
"schlecht". Aber das Pappding kam schon in verschiedenen Tests 
erstaunlich gut weg. Klar ist es kein Präzisionsinstrument, aber um ein 
Spektrum zu beurteilen ist es genial.

von mh (Gast)


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Hab da vor einiger Zeit auch mal was gefunden, aber leider selbst noch 
nicht ausprobiert:

http://publiclab.org/wiki/video-spectrometer-construction

von Conny G. (conny_g)


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npn schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> ernst oellers schrieb:
> Ja, hab ich grad gefunden, cool.
>
> Finde ich auch. Ich denke, das ist was für ein Schlechtwetter-Wochenende
> :-)
> Manche Leute sehen einfach nur Pappe und assoziieren es sofort mit
> "schlecht". Aber das Pappding kam schon in verschiedenen Tests
> erstaunlich gut weg. Klar ist es kein Präzisionsinstrument, aber um ein
> Spektrum zu beurteilen ist es genial.

Nö, das ist primitive Physik in Pappe, da seh ich kein Problem mit. Und 
mit exakter Belichtung mit einer digitalen Spiegelreflexkamera kann man 
auch exakte Vergleiche produzieren.

von Conny G. (conny_g)


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mh schrieb:
> Hab da vor einiger Zeit auch mal was gefunden, aber leider selbst noch
> nicht ausprobiert:
>
> http://publiclab.org/wiki/video-spectrometer-construction

Auch cool, sieht gut machbar aus, wäre mir aber grad auch zu aufwändig.

Hab mir mal das Handspektrometer oben bestellt, mal sehen ob das schon 
tut.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Conny G. schrieb:
> Da könnte man mit dem RGB was dazumischen, das würde ich aber gerne
> messen statt nur subjektiv einstellen.

Das Farbempfinden ist nun einmal sehr subjektiv. Das erkennt man schon
an den vielen hitzigen Diskussionen um Glühbirnen, Energiesparlampen und
LEDs.

Wenn du messtechnisch über das Spektrum ermitteln möchtest, wie "weiß"
eine Lichtquelle ist, brauchst du erst einmal ein (wie auch immer
geartetes) Spektrometer, das die Spektralkurve mit hinreichender
Genauigkeit als Zahlenwerte ausgibt. Diese kannst du dann mit den
genormten Empfindlichkeitskurven der drei verschiedenen Augenrezeptoren
multiplizieren und integrieren. Als Ergebnis erhältst du drei
Zahlenwerte. Wenn diese in einem bestimmten Verhältnis zueinander
stehen, kannst du davon ausgehen, dass die Lichtquelle von einem
"Normmenschen" als weiß empfunden wird.

Viel einfacher ist es aber, so lange an den RGB-Werten herumzudrehen,
bis du persönlich und dir nahestehende Personen das Licht als angenehm
empfinden. Man kann natürlich auch, wie bereits vorgeschlagen wurde, das
Licht visuell mit einer existierenden und als angenehm empfundenen
Lichtquelle vergleichen. Da spielt aber schon bei der Auswahl dieser
Vergleichslichtquelle die Subjektivität mit hinein.

Mit dem o.g. Bastelspektroskop oder dem CD-Trick kann man sehr schön
nachweisen, dass weißes Licht nicht immer ein kontinuierliches Spektrum
hat, sondern oft Hügel und Lücken aufweist. Viel mehr geht damit aber
nicht, weil man mit einfachen Mitteln die Intensität für die einzelnen
Wellenlängen nur sehr ungenau bestimmen kann. Man müsste, um wenigstens
halbwegs brauchbare Ergebnisse zu erhalten, das Selbstbaugerät erst
kalibrieren. Dazu braucht man aber ein Referenzgerät oder mehrere
Referenzlichtquellen in verschiedenen Farben, auf die man als Hobbyist
i.Allg. keinen Zugriff hat.

von Conny G. (conny_g)


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@yalu:
ja, das weiss ich, ich beschäftige mich schon Jahre mit Lichtfarbe und 
-spektrum von LEDs.
Und die Empfindung der Lichtwärme/-farbe und die Farbwidergabe sind 2 
ganz verschiedene Dinge.
Das weiss meiner LED-Streifen ist angenehm, das Spektrum aber eine 
Katastrophe. Schau ich an die weiße Wand - prima. Schau ich die 
Gegenstände im Raum an, wird mir übel.

Habe vor 5 Jahre mal einen Ladenbau designed und habe dafür Dutzende von 
LED-Spots getestet um festzustellen, dass das Spektrum von LEDs meistens 
ebenso unschön ist wie bei Neonröhren oder Sparlampen.
Am Ende wird ein Warmweiss mit mehr Gelb/Magenta hingebogen, aber da im 
Spektrum große Teile fehlen sehen farbige Objekte oder Haut bei jeder 
Lampe dann anders beschissen aus.
Bei den einen bekommt alles einen Blaustich. Bei den anderen sind die 
Farben fahl. Bei den dritten knallt das Rot und sonst fehlt jede Menge.
Man kann auch zwei Typen von Warmweiss-LEDs sehen: die einen, die es 
mehr im grün/gelben Bereich machen und andere, die mehr mit Rot/Magenta 
arbeiten. Bei ersten sieht alles blass aus, bei den 2. sieht die Hand 
aus wie Fleisch in der Metzgertheke.

Habe kürzlich für einen privaten Umbau wieder Marktforschung bei LED 
Spots bzgl. Lichtfarbe gemacht und, wie auch schon damals, sind Philips 
die einzigen, die LEDs mit einem guten Spektrum machen können, die 
Master LED oder CorePro sind super (bei den CorePro ist aber mit den 5W 
auch was faul, das sind andere LEDs).
Sonst kam da keiner ran, kein Osram, Samsung, LG und 10 weitere Nonames.
Selbst die "High CRI" haben immer noch ein seltsames Spektrum. D.h. den 
"Test" haben sie bestanden, beim Auge fallen sie aber durch.
Bei den Streifen habe ich leider noch nichts auf dem Niveau der Philips 
gefunden. Von Philips gibt's anscheinend keine Streifen mit den Luxeon 
LEDs. Und wenn dann wären die bestimmt kaum bezahlbar...

Bin auch nicht sicher, ob man hier beim Spektrum durch Kompensation mit 
dem RGB-Streifen noch was reissen kann - am Ende hab ich ja auch nur 3 
LEDs (R, G, B) mit recht schmalem Spektrum zusätzlich.
Kann gut sein, dass bei rauskommt, dass ich die fehlenden Teile nicht 
kompensieren kann.

Und klar, dass man den oben genannten Mitteln keine genaue Messung 
hinbekommt. Aber einen qualifizierteren Eindruck von der Zusammensetzung 
des Lichts erhoffe ich mir als nur durch den subjektiven Vergleich.

von Karl O. (knorke)


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Wie wäre es mit einer Referenzlichtquelle? Z.B. eine kleine 
Halogenschreibtischlampe. Die stellst Du in Deinen Raum und beleuchtest 
ein Testobjekt. Dann schaltest Du zwischen Lampe und LEDs um und stellst 
Die LEDs so ein, dass es möglichst keinen Unterschied mehr gibt.

Vorteile:
- Menschen sind sehr empfindlich für Unterschiede, d.h. die Kalibration 
wird auf jeden Fall genauer als mit jeder Billiglösung
-Billig
-Einfach und schnell

Die Ideen mit einem Handspektroskop etc. sind völlig sinnfrei. Da siehst 
Du nur in welchen Bereichen was leuchtet, aber nicht, was das quatitativ 
aussagt.

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