Glühendes Metall simulieren (LED Beleuchtung)

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Do 4. Feb 2021, 21:40

Hallo Leute,

für ein aktuelles Projekt muss ich glühendes Metall simulieren. (Ich stell das dann hier vor)

Das ganze soll möglichst natürlich wirken, dementsprechend soll das Farbspektrum möglichst nah an "Schwarzkörperstrahler" heran kommen.
Realisierung mit LEDs, eine echte Glühbirne wäre zu ineffizient.

Es sollen natürlich möglichst viele Temperaturen darstellbar sein. Idealfall ist 6500k -> 1000k.

Zur Erinnerung hier das Farbdreieck mit der eingezeichneten "Weiß" Linie (von wiki geklaut):

Dort sieht man die Linie die man abfahren muss um die jeweilige Farbtemperatur zu bekommen.

Standart LEDs mit 90CRI gibt es von 6500k -> 1800k. Diese wollte ich erst verwenden.
Wenn man das einzeichnet sieht man schnell das das nicht perfekt ist.

Die Grüne Linie beschreibt alle darstellbaren Farben mit 6500k und 1800k LEDs gemischt.
Wie man sieht ist alles um 3000k rum stark abweichend vom Soll. Lila zeigt die Abweichung.

Hat hier jemand Erfahrungen wie sehr man das sieht? Wirken 3000k gemischt aus 6500k und 1800k komisch?

Besser wären 6500k und 2200k:

Der Lila Vektor ist viel kürzer = weniger Abweichung zum soll.

Damit geht aber alles unter 2200k flöten, es sollten aber möglichst tiefe Temperaturen möglich sein.
Wenn man jetzt also noch eine Quelle dazu tut dann wird's wieder besser.
Leider finde ich keine tieferen Leds als 1800k. 1800k dazu tun bringt aber nur 400k tiefere Farbtemperatur, weit weg von den gewünschten 1000k.
Daher dachte ich etwas Monochromatisches zuzumischen, z.b. 615nm. Die gibt es z.b. von Cree.

Das ergibt:

Das erweitert den Bereich beträchtlich. die Abweichung ist aber weiterhin nicht so super.
Da der Bereich von 3000k -> 1000k aber wichtiger ist als der Neutral/Kaltweiße Bereich tendiere ich eher dazu obenrum zu verzichten um untenrum näher ran zu kommen.

Der Kompromiss scheint gefunden zu sein. Also noch schnell den CRI checken und mist da passt was nicht.
Spektrum soll 1000k:

Schwarzkörperstrahler sollte bis ins infrarote strahlen, klar glühendes ist ja aus Entfernung fühlbar heiß.
Ich werd aber mit Sicherheit nicht genug IR led Leistung einbauen damit sich die Simulation auch echt anfühlt.
Aber alles drunter wäre schon schön. Wenn ich mir das Spektrum anschaue, sehe ich signifikante Anteile über 615nm, der Großteil der Energie sollte dort sein.

Die 1800k Led hat ihren Leistungspeak bei 600nm und ein Spektrum das bei 650nm auf nur noch 50% Leistung abfällt.
Wenn ich jetzt 615nm dazu addiere erhalte ich <1800k, das ist klar. Wieviel drunter weiß ich nicht. Aber es fehlt viel über 650nm. 660nm sieht man aber noch ziemlich gut (Laserpointer / DVDs benutzen diese Wellenlänge). Ich vermut also das 1800k + 615nm nur aussieht als hätte jemand den Blinker am KFZ angelassen.
Wenn ich jetzt noch 660nm dazu mische hab ich schon 4 Quellen..
Geht das nicht einfacher?

Hat jemand in dem bereich Erfahrungen?

i_h · Beitrag von **i_h** » Do 4. Feb 2021, 23:46

Einen so großen Farbbereich mit dazu noch brauchbarem CRI hinzubekommen ist tatsächlich sehr schwierig.

In LED Stripes höherer Qualität werden aktuell 5 verschiedene LEDs benutzt - RGB, Warmweiß und Kaltweiß. Scheinbar bekommt man das nur so günstig und mit hohem CRI hin. Was ähnliches hast du da wohl auch vor dir.

So spontan würden mir da auch einige Wege zur Kalibrierung einfallen ohne teures Messequipment zu verwenden. Du könntest z.B. mit 1Hz Takt umschalten zwischen RGB/WW und zwischen RGB/KW und RGB so aussteuern, dass man kein Blinken mehr sieht - dann hast du schon mal ein paar Referenzpunkte.

Setzt natürlich eine saubere lineare Ansteuerung voraus.

scotty-utb · Beitrag von **scotty-utb** » Fr 5. Feb 2021, 00:54

für ein aktuelles Projekt muss ich glühendes Metall simulieren. (Ich stell das dann hier vor)

Ich weiß ja nicht was du vor hast, aber ich lese mal interessiert mit,
Hab das seit so 2 Wochen wohl was ähnliches im Kopf

sysconsol · Beitrag von **sysconsol** » Fr 5. Feb 2021, 08:26

Erfahrung habe ich nur etwas in der Beleuchtung mit LED.
Und da reichen CRI und Farbtemperatur eben nicht aus, um die Lichtfarbe zu beschreiben.

Es könnte also komplizierter werden.

Eine Frage für einen Ansatz: Wenn du Datenblätter verschiedener LED hast, müsste da unter Umständen etwas mehr zum Licht drinnenstehen.
Manchmal sind da die Farbdreiecke oder zumindest die Koordinaten angegeben.
Wenn man genug Daten hat, könnte eine Software die Kombination übernehmen?

Nächste Frage: Wie viel Leistung brauchst du auf welche Fläche?
Ich denke da an soetwas wie helle Lichtquelle -> TFT -> Lichtleiter, der das Stück glühende Metall darstellt.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Fr 5. Feb 2021, 12:00

Lichtleiter + TFT ist viel zu übertrieben.
Außerdem kommt das ja einfachen RGB leds gleich. Das TFT panel würde ja auch nur RGB "schalten" und filtern.
Edit: Ich schätze 3W komplett reichen aus, Fläche ist ca 120mm Durchmesser ich brauch aber mindestens 7 Quellen um gleichmäßige Verteilung zu erreichen.

Ich habe mal das vorhandene material ausgepackt und ein paar Messungen mit dem Spectrometer gemacht:
2200k CRI90 led:

Man sieht da kommt bei Dunkelrot nix/wenig rum.
Also mal 660nm zumischen:

Schön das Spectrum wird erweitert und die Farbtemperatur sinkt leicht ab, sieht man da jetzt schlecht da die Ra Anzeige das Farbdreieck blockiert... Tolle Software..
Original sinds ca 2100k und es sinkt auf ca 1900k und der Ra+Re steigt signifikant.
Das Licht sieht schön Warm aus, erinnert stark an sehr heißes glühendes Metall. Gut.

Mehr Rot! Ich will tiefere Temperaturen.

Ra wird negativ deswegen ausgeblendet -> Licht sieh schlecht aus, ja es ist "Orange" sieht aber nicht nach grad so glühendem Metall aus.
Farbtemperatur sinkt auf <1300k.

mhm Ist ja auch noch Lücke im Spektrum. Vielleicht mal Gelb mit dazu?

590nm Dazu mischen erhöht die Farbtemperatur wieder, das Licht sieht aber besser aus.

Wenn ich jetzt die 1800k Led nehme könnte ich mit 590nm und 660nm in die gewollte Richtung kommen. Dann hab ich aber schon 3 Leds und noch nix für obenrum.
Dafür wären ja noch 6500k und vielleicht 2500k nötig um die Abweichung gering zu halten.
5 Leds sind mir aber zuviel / zu teuer. Ich brauche eh schon 7 komplette Sätze um in der endgültigen Anwendung eine gute Verteilung/Mischung zu erreichen.

Fred · Beitrag von **Fred** » Fr 5. Feb 2021, 21:57

Moin,
Was konkret ist mit "simulieren" gemeint? Was ich der Beschreibung sehe, ist ein möglichst guter Fit an den Schwarzen Strahler. Das scheint optimal, aber recht knifflig. Wenn es aber nur "so aussehen" soll, kommt ja die recht beschränkte Wahrnehmung des Auges im Sichtbaren mit ins Spiel. Den Wärmeeindruck zu simulieren, kommt dann noch extra.

viele Grüße,
Fred

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Sa 6. Feb 2021, 00:52

Mit Simulieren ist schon nur das Aussehen gemeint. Die Lichtfarbe soll möglichst nah übereinstimmen.
Der Wärmeeindruck wäre machbar, ist aber nicht gewünscht (Stromverbrauch).
Im Grunde Solls halt so aussehen als würds Glühen.
Dafür muss das Spektrum passen. Alles über 660nm kann man wahrscheinlich weglassen, das sieht man zwar noch, macht aber den selben Farbeindruck wie 660nm, ist aber dunkler.
Also Schwarzkörperspektrum bis 660nm würde ich als Ziel festsetzen. Von weiter weg siehts dann so aus als steht da was Glühendes, Wärme/IR fehlt aber.

i_h · Beitrag von **i_h** » Sa 6. Feb 2021, 02:36

Also wenn es dir nur um die Farbe es Lichts geht, ist der CRI doch egal. Der ist nur interessant, wenn durch das Glühen andere, nicht weiße Objekte beleuchtet werden sollen.

Nello · Beitrag von **Nello** » Sa 6. Feb 2021, 08:35

Ich finde es wirklich erstaunlich, mit wieviel theoretischem Hintergrund hier einerseits über die physikalisch möglichst korrekte Simulation diskutiert wird, andererseits aber keiner es für notwendig hält, mal nach dem Zweck des ganzen zu fragen. Nur so ließe sich doch abschätzen, welcher Aufwand gerechtfertigt ist und ob das Ziel nicht auch leichter auf anderem Weg zu erreichen wäre.

Überhaupt gibt es im Forum allgemein den seltsamen Trend, bei technischen Fragen aus der dahinter stehenden Aufgabe ein Geheimnis zu machen. Warum nur? Und: Ist es denn tatsächlich geheim, wozu die Schwarzstrahler-Simulation letzten Endes dienen soll?

Es ist doch ein Unterschied, ob in einer Modellbahn eine Schmiede gebaut werden soll, oder ob in einem Wissenschafts-Museum für Kinder eine Hands-On-Station zur Erklärung von Temperaturstrahlung entsteht. Was ist es denn nun?

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Sa 6. Feb 2021, 12:37

Es sollte eine Überraschung werden. Ich rechne auch damit gesteinigt zu werden

.

Geheim und besonders ist da eigentlich nix dran.

Das Projekt ist "Die dicke Röhre" (Wer kennts?) neu gestaltet.

Bild:

Ich weiß, ein Frevel die gute Röhre als Lampe in der Ecke stehen zu haben. Ich finde aber das bekommt ihr besser als sie in der Werkstatt in einer Tesla verstauben zu lassen.

Ziel ist also quasi die Röhre zu Beleuchten, ohne das sie 150W brauch (Original Heizung) und trotzdem möglichst Original aussieht.
Die Lampe steht schon eine Weile dort. Es sind 2200k 90CRI Leds eingebaut.
Der Anodenanschluss dient als Touchsensor zum Schalten/Dimmen.
Im Sockel ist ein ESP Modul versteckt.
Das ist aber ziemlich zusammengepfuscht.
Die Spule zwischen Anodenanschluss und Bremsgitter ist schief, sie dient dazu die Touchfläche zu vergrößern.

Die Lichtfarbe ist so naja, sieht auf dem Bild besser als als real. Sie Ist ein bisschen zu Warm zum Lesen, aber zu Kalt um den "Glühende Röhre" Effekt rüber zu bringen.

Aktuell ist das Quasi eine Leselampe. Sie ist am Abend eigentlich immer an, der WAF ist grün. Die Helligkeit reicht zum Lesen von Büchern locker.
Ich habe jetzt vor das endlich mal vernünftig zu machen. PCB mit ESPmodul, Vernünftige LEDs, Stecker für die Stromversorgung.
Anwendung wäre also schon "Etwas Beleuchten" und gleichzeitig "Effekt".

Aktuell bin ich soweit mit dem PCB:

ESP8266, USB oder Hohlstecker zur Stromversorgung, DCDC 5-18V -> 3,4V@1,5A, Alle LEDs mit PWM am ESP versorgt aus den 3,4V, mit einem einfachem Vorwiderstand (ist halt günstig und einfach, ich wollte keine Led Treiber wenn ich soviele brauche).
Stecker um die unbenutzten Pins für anderes zu verwenden.
Es sind 6 Leds (pro Sorte) verbaut um die Lichtverteilung im Sockel gleichmäßig zu halten.

Ich hoffe ihr Steinigt mich jetzt nicht. "Alte Röhren soll niemand Zerstören!" Keine Sorge die Röhre ist wohlauf. Das neue PCB soll auch nichts an der Röhre verändern. es Passt zwischen die Pins, wird nur mit einem dünnen Draht an den Anodenpin im Sockel angeschlossen. Die Röhre bleibt also Funktionsfähig und unbeschädigt.

LG Farbe

Nello · Beitrag von **Nello** » Sa 6. Feb 2021, 12:52

Du liebe Zeit, die Angst ist doch völlig unbegründet! Erstens machst Du ja nichts kaputt, zweitens finde ich es toll, wenn so ein schönes Teil rausgeputzt und hergezeigt wird, auch ohne Funktion, und drittens: letzten Endes gehört die Röhre Dir! Du darfst damit machen, was Du willst, egal ob mir oder anderen das gefällt.

Na ja. Jedenfalls ein schönes Projekt!

i_h · Beitrag von **i_h** » Sa 6. Feb 2021, 18:27

Hast du mal an so was gedacht?

https://cdn-shop.adafruit.com/product-f ... _REV01.pdf

Das sind fertige RGBW LEDs mit integriertem Controller.

In Anbetracht des geringen Platzangebotes und dessen, dass du die einzelnen Lichtfarben möglichst gleichmäßig vermischen musst, vielleicht keine schlechte Lösung. Der CRI dürfte auch ganz brauchbar sein.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Sa 6. Feb 2021, 18:58

Nello hat geschrieben: ↑Sa 6. Feb 2021, 12:52 Du liebe Zeit, die Angst ist doch völlig unbegründet! ....
Du darfst damit machen, was Du willst, egal ob mir oder anderen das gefällt.
...

Damit hast du schon recht, Leider kann trotzdem passieren das dann eine Diskussion zum Thema ausbricht und keine hilfreichen tipps mehr bei rum kommen.

i_h hat geschrieben: ↑Sa 6. Feb 2021, 18:27 https://cdn-shop.adafruit.com/product-f ... _REV01.pdf
Der CRI dürfte auch ganz brauchbar sein.

Genau die Leds kenne ich jetzt nicht. Ich glaube aber nicht das die geeignet sind. Das der CRI nicht angegeben ist, ist immer schonmal nicht so gut.
Im Datenblatt sieht man aber die Farbkurve:

Die Farbauswahl der RGB chips macht mich schon Stutzig. Wenn ich das mal einzeichne sieht man schon:

Alles was im weißem 4eck liegt kann gemischt werden.
Genau der Bereich der wichtig ist, (Orange/Gelb) fehlt quasi komplett.
Man kommt auch nicht hin dadurch das die grüne Led eigentlich nicht grün ist (503nm? grüne LaserPointer haben 532nm, 495nm sind Zyan!).
Ich hab auch den Warmweißesten Farbort eingezeichnet der WW Led eingezeichnet (Graues Kreuz) da sieht man das die fast auf der grade zwischen Rot und Grün liegt. Man kann also nichmal damit mehr Richtung orange.
Die Spitzen bei Blau (Gelbe Kurve im dabla) und das fehlen bei 500nm sind ein Zeichen für sehr schlechten CRI.
Schau dir mal meine Spektrometermessung von oben an. Dort siehst du im ersten Bild (Name:22) die 2200k Led mit 90CRI.
Das Spektrum von der ist vergleichsweise Kontinuierlich und ohne Zacken. Es geht auch tiefer Richtung rot.
Umso gleichmäßiger das Spektrum umso besser die Farbwiedergabe/CRI.
Daher Schlussfolgere ich das die LED nicht so super ist.
Trotzdem danke für den Tipp, das es die mit Weiß drin auch gibt wusste ich nicht.

Nello · Beitrag von **Nello** » Sa 6. Feb 2021, 20:16

Hmm ... Um auch mal was konstruktives beizutragen: Muss es unbedingt LED sein? Um Licht zu bekommen, das wie von glühenden Metall aussieht, ist glühendes Metall vielleicht das beste.

Okay, es ist natürlich längst nicht so stromsparend. Aber muss das sein? Manchmal gerät die Sparerei um jeden Preis (!) ja auch zum Fetisch. Aber egal: Wie wäre es, zwei bis drei in Reihe geschaltete Halogenstäbe zu nehmen? Die Lichtfarbe käme wohl gut hin, und immerhin wird nicht die original Heizung der Röhre verschlissen.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Sa 6. Feb 2021, 20:41

Der Kathode macht das nichts aus, da ist noch das gute alte Thorium drin.

Apropos Thorium:
Das wird auch im (Petromax-)Glühstrumpf verwendet weil es nicht bloß Elektronen besomders gut aussendet, sondern bei gleichem Energieeinsatz auch heller leuchtet als alle anderen Metalle.

Wenn ich die dünnen Spektralpeaks der Mode-LEDs ansehe, ist auch bei mir der Cry-Faktor besonders hoch. Die Spektren der Ökofunzeln sind dem gewünschten Eindruck deutlich ähnlicher als alles was sich mit LEDs etabliert hat. Trotzdem könnte ich mir vorstellen daß so ein Ökofunzelphosphor vielleicht ein besseres Rot absondern könnte.

[OT]Was mach' ich wenn der Heatball in meiner Lavalampe verreckt? LED und Heizplatte? Zumindest könnte man dann die Blasengröße unabhängig vom Licht regeln.[/OT]

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Sa 6. Feb 2021, 21:18

Nello hat geschrieben: ↑Sa 6. Feb 2021, 20:16 Muss es unbedingt LED sein?
Manchmal gerät die Sparerei um jeden Preis (!) ja auch zum Fetisch.

Nein LED muss es eigentlich nicht sein. Ich hatte zeitweise auch die Heizung der Röhre in betrieb. Leider ist das unpraktisch da die dann außen 250°C hat und wenig Licht abstrahlt (dunkel da Heizung verdeckt). 130W sind halt schon heftig. Aktuell läuft die Röhre/Leuchte mindestens 3-4h am Tag. Immer beim TV/Internet/Youtube. Eigentlich immer wenn wir im Wohnzimmer sind.
Das wären dann locker mal 0,5kWh/Tag oder rund 3 € im Monat. Die 3€ im Monat erschrecken mich jetzt nicht Wahnsinnig, die 250°C am Glaskörper aber schon. Oben ist ja nen Touchsensor drauf, der für Dimmung und zum schalten anderer dinge im Haus verwendet wird. (Homeassistant/ESPhome/Tasmota). Die Hohe Temperatur ist dann nicht so toll.
Unten Halogenstäbe einzubauen könnte aber tatsächlich funktionieren. Da sollte mehr Licht bei weniger Wärme raus kommen. Dann müsste ich nur das ESPmodul versetzen.

So Teuer sind die LEDs jetzt auch nicht. 1€/st für die Sonderbaren Farben (PC Amber/Deep red), die 1800k 90CRI LEDs kosten sogar nur 7€ für 100st.
Ich hab also LEDs als sinnvollste Lösung eingeschätzt.
Ich werd aber mal schauen ob hier irgendwo nen Halogenstab rumliegt, dann Check ich mal die Leistung. Ich vermute aber das ich dann einen Sockel fräsen müsste, da hab ich aber nur begrenzte Möglichkeiten. Drucken wäre einfach, taugt aber nur für <60°C.

Bastelbruder hat geschrieben: ↑Sa 6. Feb 2021, 20:41 [OT]Was mach' ich wenn der Heatball in meiner Lavalampe verreckt? LED und Heizplatte? Zumindest könnte man dann die Blasengröße unabhängig vom Licht regeln.[/OT]

Der ist gut!

Meinst du mit Ökofunzeln die Kompaktleuchtstofflampen/Energiesparlampen?
Die hatten doch ein noch weit grausameres Spektrum. Die 90CRI 2200k led sieht doch richtig kontinuierlich im vergleich zu so einer Kompaktleuchtstofflampe aus.
Selbst hab ich so eine noch nicht gemessen, aber wenn ich mal Google kommt dabei was weit schlechteres raus. (auch weniger Rot)

Die 2200k Led ist ja nichtmal teuer. Es ist diese hier: MP-1616
Die gibt es =>2700k auch mit 95CRI.
Da sind 2 Chips drin, die gibts als 3V und 6V Variante.

ESDKittel · Beitrag von **ESDKittel** » Sa 6. Feb 2021, 22:28

Nimm doch LED's in kaltweiß, warmweiß, gelb und rot.
Damit sollten sich die relevanten Glühfarben mischen lassen.

i_h · Beitrag von **i_h** » So 7. Feb 2021, 13:08

Oh ok, dass das Grün so "schlecht" ist, hatte ich nicht gesehen. Grün gibts immer in den Varianten Grasgrün und Türkisgrün, leider verbauen die Hersteller oft letzteres.

Ich versteh aber noch nicht so ganz wieso der CRI so gut sein muss. Klar, unter 80 sollte er vielleicht nicht liegen, aber gerade als Leselampe ist der Rest doch eher egal, oder? Unter 2000K macht die Definition vom CRI auch nicht mehr so arg viel Sinn, es erscheint eh alles rötlich.

Der CRI hat ja nichts damit zu tun, wie exakt die die Lampe die rötliche Farbe reproduziert.

EDIT: Wobei die grüne LED ja schon ein wenig näher Richtung 510nm liegt.

Ich hatte mir mal vor Jahren für so was ein kleines Tool in Python geschrieben, dass es sehr einfach erlaubt hat solche Graphen aus einem PDF auszulesen. Man musste die Achsen anklicken und dann einfach ein paar Datenpunkte auf dem Graph, die Pixelkoordinaten wurden dann einfach umgerechnet.

Die Daten kann man dann einfach mit den Rezeptorfunktionen multiplizieren und bekommt die XYZ Koordinaten, die sich dann einfach auf xy umrechnen lassen.

EDIT EDIT: 515nm bis 525nm dominante Wellenlänge steht im Dabla. Das sollte also wesentlich besser passen als du es graphisch in dem XY Diagram ermittelt hast.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » So 7. Feb 2021, 14:07

Unter 2000K macht die Definition vom CRI auch nicht mehr so arg viel Sinn, es erscheint eh alles rötlich.

Hast Du die Röhrenheizung schonmal mit dem Spektroguck untersucht?
Ich denke daß die Röhre mit deutlich unter 2000K heizt, da ist noch kein Blau im Spektrum. Max Planck hat das mal erforscht.
Die Temperatur des Heizfadens läßt sich übrigens recht genau an Hand der Widerstandsänderung feststellen.

i_h · Beitrag von **i_h** » So 7. Feb 2021, 15:34

Hab ich noch nicht

Müsste aber, wie du schon geschrieben hast, ein perfekter schwarzer Strahler sein.

Der CRI wird ja ermittelt, indem eine Auswahl von Referenzfarben (lange ists her... je nach Verfahren glaube ich 7 oder 14 Farben) mit einer Referenzlichtquelle bzw. der Testlichtquelle beleuchtet wird. Je größer die gemittelte Differenz in der Farbwahrnehmung zwischen Referenz und Test, desto geringer wird der CRI von 100 ausgehend. Daher sind z.B. auch negative Werte für den CRI möglich, die Normung 100-0 ist willkürlich.

Nun haben wir für z.B. 5600K alle eine recht genaue Vorstellung davon wie Farben auszusehen haben, bei 2000K mit wenig Leuchtstärke haben wir aber zum einen keine Referenzwerte mehr ("alles irgendwie rot"), zum anderen ist unsere Farbauflösung im Sehen in dem Bereich auch schon arg eingeschränkt.

Wenn ich mich richtig erinnere (lang ists her die 2.) dann wird die Differenz zwischen Soll/Istfarbe im UV Farbkoordinaten ermittelt (nicht zu verwechseln mit UV Licht). Da bei 2000K alle Koordinaten irgendwo bei "rot" liegen, dürften die Differenzwerte auch ziemlich klein werden. Es wär also möglich, dass man selbst mit schlechten Lichtquellen mathematisch einen hohen CRI erhält.

Vielleicht kram ich mal meine Skripsammlung von damals raus, ich erinnere mich die CRI Berechnung nachimplementiert zu haben.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » So 7. Feb 2021, 19:20

ESDKittel hat geschrieben: ↑Sa 6. Feb 2021, 22:28 Nimm doch LED's in kaltweiß, warmweiß, gelb und rot.
Damit sollten sich die relevanten Glühfarben mischen lassen.

Sowas wird's werden, ich dachte nur es geht vielleicht einfacher.
PC Amber + PhotoRed: Dabla
+ 1800k + 5000k
Das wird es wohl.

PhotoRed und PC Amber sollten soweit ganz gut passen um auf die Farbe (<1800k) zu kommen.

i_h hat geschrieben: ↑So 7. Feb 2021, 13:08 515nm bis 525nm dominante Wellenlänge steht im Dabla.

Ich hab nochmal nachgeschaut, du hast recht, es steht 515-525nm drin, aus der Kurve lese ich aber Pixelgenaue 503nm ab?!? Wäre nicht das erste mal das im Dabla was nicht stimmt.

Bastelbruder hat geschrieben: ↑So 7. Feb 2021, 14:07 Hast Du die Röhrenheizung schonmal mit dem Spektroguck untersucht?

Das mach ich am Montag direkt mal, Hoffentlich kommt da genug Licht raus, mein Spectrometer ist nicht sehr empfindlich.

Ich habs nicht nachgerechnet, aber 2200k hat laut spektrometer noch 1/6 der Gesamtenergie unter 500nm. Damit als alleinige Beleuchtung lassen sich verschiedene Grün Töne noch super unterscheiden.
Aber darum gehts mir auch nicht, wenn das ding gedimmt auf 1000k läuft muss ich keine Farbkritische Arbeit machen. Ich habe mir aber gedacht das ein Schwarzkörperstrahler, ala glühende Kohlen/Glühfaden, immer echt aussieht. Die mit Amberfarbigen LEDs beleuchteten Röhren in "Hifi Verstärkern" sehen aber immer einfach nur falsch aus. Das wollte ich vermeiden.
Meine Schlussfolgerung war: umso näher am physikalisch korrektem Spektrum, umso echter siehts aus.
Klar ob ich da jetzt 660nm Licht habe oder nen perfekten 900k Schwarzkörperstrahler macht vielleicht nicht viel unterschied beim Farbkarte betrachten, das eine sieht aber definitiv nicht nach Glühen aus.
Eine Natriumhanflampe gilt ja auch als 1800k Farbtemperatur, trotzdem siehts nicht annähernd nach 1800k Licht von glühendem Metall aus. Der Eindruck ist schwer zu beschreiben, NDL sind Monochromatisch wirken irgendwie scharf und lassen garkein farben zu, die 1800k 90CRI wirken viel weicher und lassen einen noch Farben unterscheiden.
1800k kann ich grad nicht prüfen, kann aber sein das da wirklich kaum noch Blau mit drin is. Das wird geprüft wenn die LEDs da sind.

i_h · Beitrag von **i_h** » Mo 8. Feb 2021, 02:25

Naja du musst unterscheiden zwischen der Wahrnehmung der Lichtfarbe im Auge (oder über weiße Oberflächen) und dem CRI.

Damit das Licht den perfekten Eindruck von rotem Glühen hat, reichen 2 bzw. 3 einzelne Wellenlängen völlig aus. (2 für eine konstante Farbe, 3 für so ziemlich alle Farben.) Du hast das mit dem XY Diagramm doch schon völlig richtig gemacht, die Mischung von 2 Farben liegt exakt auf einer Linie zwischen den beiden Punkten. So funktioniert auch ein Computermonitor, wobei Farbtemperaturen unter ~2000K auch außerhalb von sRGB liegen und damit vom Monitor nicht darstellbar sind.

Bei einer Natriumdampflampe liegt der Farbwert nicht auf der Schwarzstrahlerkurve, sondern darüber. Daher der "hässliche" Farbton. Bei Amber-LEDs liegt der Farbwert ebenfalls nicht direkt auf der Schwarzstrahlerkurve, das sieht dann auch schräg aus. Viele günstige LED Leuchten sind auch nur in der Nähe der Kurve, und lustigerweise liegt z.B. auch ein Sonnenuntergang nicht exakt auf der Kurve. (Ist logisch - die Sonne strahlt immer mit 5600K, das Rot kommt durch andere Effekte)

Ganz unabhängig davon funktioniert die Sache mit dem Spektrum und dem CRI. Da gehts wirklich ausschließlich um die Wiedergabe von gefärbten Dingen, also das aus türkis z.B. nicht grün wird, und das Farben nicht an Helligkeit verlieren oder gewinnen.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Mo 8. Feb 2021, 07:16

i_h hat geschrieben: ↑So 7. Feb 2021, 15:34Der CRI wird ja ermittelt, indem eine Auswahl von Referenzfarben (lange ists her... je nach Verfahren glaube ich 7 oder 14 Farben) mit einer Referenzlichtquelle bzw. der Testlichtquelle beleuchtet wird. Je größer die gemittelte Differenz in der Farbwahrnehmung zwischen Referenz und Test, desto geringer wird der CRI von 100 ausgehend. Daher sind z.B. auch negative Werte für den CRI möglich, die Normung 100-0 ist willkürlich.

Schöner Traum. Ich hab noch nirgends eine solche Angabe mit Wert unter 70 gesehen. Sogar der unterirdische Natriumdampf wurde schon mit völlig unplausiblen Zahlen über plus 80 ertappt. Leuchten-Hersteller schreiben durchweg identische 95 in ihre Datenblätter obwohl die abgebildeten Spektren völlig unterschiedlich aussehen.

So lange solche Angaben nicht von amtlicher Seite überprüft und Mißbrauch empfindlich geahndet werden bleibe ich bei
CRY-Faktor = Marketinggewäsch!

Wobei Amtspersonen auch nicht ganz knusper sein können wenn ich die Helligkeit von Verkehrssignalanlagen betrachte. Haben diese Flachzangen immer noch nicht gemerkt, daß sie bei Glühlampen immer deren NIR-Anteil mitgemessen haben der jetzt bei LEDs dann durch richtiges Licht ersetzt wird? Welchen Beruf schwänzen diese Fachleute eigentlich? Oder ist das bei denen wie beim Bund: "Maler gelernt - kann umrühren - kommt in die Küche".

Genug OT.

Hightech · Beitrag von **Hightech** » Mo 8. Feb 2021, 07:58

Zum OT Grelle Ampel:
Ich bin mir recht sicher, das die LED_Rot-Gelb_Grün Signale eigetlich Umgebungslicht abgängig gesteuert werden.
Man sieht aber gerne mal Ampeln, die Nachts die halbe Nachbarschaft erhellt.
Wahrscheinlich ist zwar dann die Leistungelektronik auf LED umgerüstet, aber die olle Steuerung im Staßenkasten ist von 1985.

Lötfahne · Beitrag von **Lötfahne** » Mo 8. Feb 2021, 09:08

Es gibt bei Lichtsignalen im Bahnbetrieb eine Tag/Nacht Umschaltung. Haben Ampeln sowas nicht?

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Mo 8. Feb 2021, 11:28

i_h hat geschrieben: ↑Mo 8. Feb 2021, 02:25 ... unterscheiden zwischen der Wahrnehmung der Lichtfarbe im Auge (oder über weiße Oberflächen) und dem CRI.

.... perfekten Eindruck von rotem Glühen hat, reichen 2 bzw. 3 einzelne Wellenlängen völlig aus

CRI= Da gehts wirklich ausschließlich um die Wiedergabe von gefärbten Dingen...

Das verstehe ich soweit und ist auch logisch.
Da die Lampe aber nicht in einer Dunkelkammer ohne reflektierende Gegenstände steht, schau ich mir ja immer (auch) die Reflexion der LEDs an.
Bei der Röhre ists ziemlich indirekt, ich kann die LEDs von außen nicht direkt sehen. (Dabei würde das mit den 2 Wellenlänge zutreffen)
Das Licht wird durchs Glas gebrochen, da seh ich quasi ohne Farbverändernde reflektieren das Licht = CRI egal.
Sobald die Leuchte allerdings an einer Wand steht die nicht 100% weiß ist, spielt der CRI für den Farbeindruck eine rolle.
Ich denke mir das unsere Farbwahrnehmung auch davon geprägt wird wie die Umgebung aussieht. Wenn die Umgebung Falsch aussieht kommt das Licht auch nicht richtig rüber, auch wenn bei direktem Betrachten der LEDs, die Wellenlängenmischung genau die richtigen Zapfen zum richtigem Verhältnis angeregt werden.
Oder ist das total übertrieben und in der Realität machts quasi nix aus?

Ich habe auch mal die Röhre bei unterschiedlichen Heizspannungen gemessen:

12,6V

10,6V

9V

8V

6V

Wie man sieht komme ich nichtmal unter 1500k. Bei voller Heizspannung ergeben sich nur 9,5A anstatt 10,5A, ich hab nicht weiter aufgedreht. 2000k haben sich messen lassen.
Interessant ist der Buckel bei 650nm und das selbst bei rund 1500k (6V) noch bis 460nm Spektrum vorhanden ist.
Man sieht auch schön wie der Infrarot+Rot Anteil langsamer absinkt als Blau/Grün.
Tiefere Spannungen konnte ich leider nicht messen, dafür ist das Spectrometer zu unempfindlich.
Vielleicht hat das Thorium etwas mit dem Buckel zutun?
Ich verstehe auch nicht wieso die kurve nach 710nm wieder absinkt ?!?
Das Glas sollte da eigentlich noch nicht "Behindern".

i_h · Beitrag von **i_h** » Mo 8. Feb 2021, 13:08

@Bastelbruder

Eigentlich ist der CRI schon sehr genau definiert. Ein Problem ist, dass es halt nur 14 Referenzfarben gibt, aber abgesehen davon funktioniert das gut. Was gerade günstige Hersteller draufschreiben ist natürlich eine andere Frage, bei Akkus gibts ja auch Kapazitätsangaben noch und nöcher.

https://www.osram.de/ecat/VIALOX%20NAV- ... ZMP_58248/

Auf Produktdatenblatt, gibt ein schönes PDF -> der CRI ist mit <=25 angegeben. Das ist auch realistisch, die Hochdrucklampen erreichen schon ein gewisse Spektrum (anders als die Niederdruck), aber es ist halt recht einseitig.

Vielleicht hast du das mit denen hier verwechselt:

https://www.lighting.philips.de/prof/ko ... dw-tg-mini

Das sind ganz spezielle, recht teure Natrium/Quecksilber-Lampen die ein sehr schönes Licht machen und tatsächlich einen CRI von 80 erreichen. Hab ein paar von den Dingern rumliegen, findet man im Supermarkt auch oft über Brot oder Gemüse. Gibts auch ausschließlich von Philips die Teile und benötigen eigene EVGs.
Unten auf der Philips-Seite gibts einen Link zu den Family Diagrams, da ist auch die spektrale Verteilung enthalten. Man sieht sofort, dass da Natrium drinnen ist, das Rot geht bis ~800nm hoch, dann hört das Diagram auf.

@Farbe

Klar ein mindest-CRI sollte man schon hinbekommen, 80 oder so wäre gut. Mit Warmweiß+RGB oder WW+Rot/Gelb müsstest du da auch schon ganz gut unterwegs sein.

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Mo 8. Feb 2021, 14:09

Wikipedia hat geschrieben:Als Glühelektrodenwerkstoff eingesetzter Wolframdraht wird zur Verringerung der Elektronen-Austrittsarbeit mit etwa 1–3 % Thoriumdioxid dotiert. Dies ermöglicht die Reduzierung der zu einer vergleichbaren Emission notwendigen Temperatur in Elektronenröhren ...

Wenn ich den Text im Röhren-Datenblatt etwas interpretiere , könnte es am Ende auch Thoriumkarbid sein.

Die Verbesserung diverser Austrittsarbeit hat sicher spektrale Merkmale, warum nicht ein peak bei 700 nm?
Wie sieht dann das Spektrum eines Standard-Heatballs (nicht IR-innenverspiegelt) mit der aktuellen Meßtechnik aus?

i_h · Beitrag von **i_h** » Mo 8. Feb 2021, 16:10

Offensichtlich sind meine Berechnungssachen von damals alle noch in Python2/Qt4 gewesen, daher muss ich das nach und nach anpassen.

Im Anhang ist mein damaliges Minimaltool um Diagramme in Zahlen umzuwandeln.
Aufruf read.py [bildname], man sollte das Diagram vorher als Png, Jpg oder sonstwas exportiert haben.

Als erstes muss das Koordinatensystem ausgelesen werden, dafür einfach auf den 0-Punkt und das Ende der X- und Y Achse klicken. Die Bildkoordinaten erscheinen in der Konsole und man kann sie in Zeile 57/58 eintragen sowie die zugehörigen X- und Y-Werte darunter. Die X-Achse muss exakt horziontal ausgerichtet sein, man könnte das aber sicher noch erweitern.

Im zweiten Durchlauf dann einfach die Kurve abklicken und wenn fertig die Punktkoordinaten von der Konsole in die data_pixels Liste kopieren.
Danach wird per scipy interpoliert und eine halbwegs hoch aufgelößte Kurve erzeugt, per json gespeichert und wahlweise auch noch angezeigt.

Das war damals alles Quick'n Dirty, geht sicher noch etwas komfortabler, aber mir hat es so gereicht.

i_h · Beitrag von **i_h** » Di 9. Feb 2021, 13:18

War im Endeffekt einfacher das alles neu zu machen, praktischerweise gibts mit colour-science auch ein fertiges Python-Paket.

Ich hab's dir mal mit der 3000K CRI LED + Amber + Photo RED berechnet, weil für die 2200K LED das Spektrum fehlt.
Es fehlt auch noch, dass er eine Temperatur exakt mit den 3 zur Verfügung stehenden Farben abbildet. Aber so weit komm ich auf:

Code: Alles auswählen

3000K mit 10%, Photo RED mit 100%, Amber 28%: CRI 75, 1865K, Abweichung vom therm. Strahler 0.00131585 -0.00063058 (xy)
3000K mit  0%, Photo RED mit 100%, Amber 20%: CRI 72, 1626K, Abweichung vom therm. Strahler -0.0263810027 -1.49559082e-05 (xy)

Unter 1600K wird schwierig, aber braucht man vermutlich auch gar nicht.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Di 9. Feb 2021, 14:42

WOW!

Danke i_h!

Ich hab bis jetzt noch nie mit Python gearbeitet. Ich muss mir das mal anschauen.
Kannst du dein Verwendetes Programm vorstellen und vielleicht kurz erklären? Das würde es für mich bestimmt einfacher machen da rein zu finden.

Interesannt wäre wahrscheinlich das selbe nochmal mit der 1800k Led als weiß Quelle durchzuspielen.
Aktuell hab ich nur das Spektrum der 2200k 90CRI Led :Link zum Bild
Ich denke mir aber das sollte den CRI bei geringen Farbtemperaturen hochdrücken.
Hättest du Lust mir das (wenn Ichs nicht hinbekomme) mit dem 1800k Spektrum durch zu simulieren? Das dauert aber noch 4-5 Tage bis ich die LEDs habe.

72CRI bestätigt meine Vermutung, ich hoffe das geht weiter hoch wenn man die 1800k dazu addiert.
Seh ich richtig das du mit den Spektren der verlinkten Cree LED gerechnet hast? (PhosphorConverted Amber + Photored)

i_h · Beitrag von **i_h** » Di 9. Feb 2021, 19:09

Ich hab den Spaß auch noch vor mir, ist allerdings nur ein RGBW Stripe.

Die Spektren schau ich mir nachher mal an, die Auflösung nach definiertem Ziel-XYZ funktioniert jetzt aber:

Code: Alles auswählen

(3000K, Photo RED, Amber)
CCT: 1400, CRI: 77.4, Setting: 1.3%, 87.3%, 11.4%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1500, CRI: 80.3, Setting: 1.8%, 85.5%, 12.7%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1600, CRI: 81.3, Setting: 2.6%, 83.0%, 14.4%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1700, CRI: 78.5, Setting: 3.8%, 79.8%, 16.4%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1800, CRI: 76.7, Setting: 5.5%, 76.1%, 18.4%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1900, CRI: 75.5, Setting: 7.8%, 71.8%, 20.4%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2000, CRI: 74.8, Setting: 10.9%, 67.0%, 22.1%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2100, CRI: 74.8, Setting: 14.8%, 62.0%, 23.2%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2200, CRI: 75.4, Setting: 19.4%, 57.2%, 23.4%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2300, CRI: 76.6, Setting: 24.8%, 52.8%, 22.4%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2400, CRI: 78.2, Setting: 30.6%, 49.2%, 20.2%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2500, CRI: 80.2, Setting: 36.4%, 47.0%, 16.6%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2600, CRI: 82.4, Setting: 41.8%, 46.3%, 11.9%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2700, CRI: 84.9, Setting: 46.4%, 47.3%, 6.4%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2800, CRI: 87.6, Setting: 49.9%, 49.6%, 0.5%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2900: INVALID

>=2900K sind offenbar nicht drin - gibt dafür auch eine einfache Erklärung, vermutlich liegt die Cree 3000K LED nicht genau auf der Schwarzstrahlerkurve.

Der Algorithmus sieht keinen Weg mit gültigen (>=0) Beleuchtungsintensitäten auf die Schwarzstrahlerkurve zu kommen, auch wenn die CCT von der Cree LED 3000K beträgt. Vermutlich bräuchte es dafür Lila oder Türkis.

Die Settings sind übrigens nur virtuell, weil die Strahlungskurven nicht normiert sind.

PS: Jep die Spektren sind aus dem Cree Datenblatt von der vorherigen Seite.

i_h · Beitrag von **i_h** » Di 9. Feb 2021, 19:54

Nachschlag:

Ich hab noch ein wenig an dem Algorithmus im colour Package gefummelt, der ist nicht für so niedrige CCT ausgelegt und hat <1200K angefangen Murks zu machen.

Code: Alles auswählen

Cree 3000K, Cree Photo RED, Cree Amber

CCT: 1000, CRI: 82.9, Setting:   0.04%,  95.98%,   3.98%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1100, CRI: 86.4, Setting:   0.13%,  94.62%,   5.25%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1200, CRI: 88.4, Setting:   0.29%,  93.01%,   6.71%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1300, CRI: 86.8, Setting:   0.55%,  91.11%,   8.33%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1400, CRI: 85.7, Setting:   0.97%,  88.89%,  10.14%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1500, CRI: 83.9, Setting:   1.60%,  86.30%,  12.10%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1600, CRI: 81.0, Setting:   2.51%,  83.30%,  14.19%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1700, CRI: 78.5, Setting:   3.79%,  79.86%,  16.35%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1800, CRI: 76.6, Setting:   5.56%,  75.95%,  18.49%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1900, CRI: 75.4, Setting:   7.91%,  71.61%,  20.48%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2000, CRI: 74.8, Setting:  10.96%,  66.91%,  22.13%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2100, CRI: 74.8, Setting:  14.77%,  62.04%,  23.19%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2200, CRI: 75.4, Setting:  19.34%,  57.28%,  23.38%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2300, CRI: 76.6, Setting:  24.56%,  52.99%,  22.45%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2400, CRI: 78.2, Setting:  30.19%,  49.60%,  20.21%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2500, CRI: 80.2, Setting:  35.84%,  47.50%,  16.66%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2600, CRI: 82.5, Setting:  41.11%,  46.92%,  11.97%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2700, CRI: 85.0, Setting:  45.61%,  47.89%,   6.50%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2800, CRI: 87.7, Setting:  49.10%,  50.20%,   0.70%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2900: INVALID

Und für die 2200K LED:

Code: Alles auswählen

2200K LED, Cree Photo RED, Cree Amber

CCT: 1000, CRI: 82.7, Setting:   0.05%,  95.99%,   3.96%, dev.(xy): -0.000, 0.000
CCT: 1100, CRI: 86.2, Setting:   0.15%,  94.65%,   5.20%, dev.(xy): -0.000, 0.000
CCT: 1200, CRI: 89.1, Setting:   0.34%,  93.09%,   6.58%, dev.(xy): -0.000, -0.000
CCT: 1300, CRI: 88.1, Setting:   0.65%,  91.28%,   8.07%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1400, CRI: 87.6, Setting:   1.13%,  89.22%,   9.65%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1500, CRI: 87.6, Setting:   1.85%,  86.91%,  11.24%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1600, CRI: 86.5, Setting:   2.86%,  84.36%,  12.78%, dev.(xy): -0.000, 0.000
CCT: 1700, CRI: 85.6, Setting:   4.24%,  81.64%,  14.13%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1800, CRI: 85.4, Setting:   6.03%,  78.83%,  15.14%, dev.(xy): -0.000, 0.000
CCT: 1900, CRI: 86.0, Setting:   8.27%,  76.08%,  15.64%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2000, CRI: 87.3, Setting:  10.95%,  73.59%,  15.46%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2100, CRI: 89.3, Setting:  13.98%,  71.57%,  14.45%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2200, CRI: 91.9, Setting:  17.22%,  70.21%,  12.58%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2300, CRI: 95.1, Setting:  20.48%,  69.65%,   9.88%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 2400, CRI: 98.6, Setting:  23.55%,  69.93%,   6.52%, dev.(xy): -0.000, 0.000
CCT: 2500, CRI: 96.2, Setting:  26.27%,  70.98%,   2.75%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 2600: INVALID
CCT: 2700: INVALID
CCT: 2800: INVALID
CCT: 2900: INVALID

Das Spektrum für die 2200K LED ist nicht ganz stimmig, die CCT vom Spektrum liegt bei 2800K. (Bei der Cree 3000K liegt die CCT bei 2915K, die prinzipielle Methode funktioniert also.) Die Abweichung kommt vermutlich daher, dass es sich um eine verrauschte Messung handelt und ich die aus dem Diagramm ablesen musste.

Macht aber für den CRI nicht viel Unterschied.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Di 9. Feb 2021, 20:04

Super spannend!
Bitte halt mich auf dem Laufenden, das Programm ist sehr interessant und könnte für viele spannend sein!

Ich hab jetzt das PCB soweit fertig.

Da ja jetzt doch 4 LEDs drauf sind:
CW (vermutlich 2700k95CRI) /
WW (vermutlich 1800k90CRI) /
660nm (Photored) /
593nm ziemlich breites Spektrum (PC Amber)

Sollten sich alles von <1400k bis 2700k mit vernünftigem CRI (Glaubwürdiger Farbe) mischen lassen.
Sollte die Farbmischung nicht gut genug sein, werde ich noch Plexiglas zuschneiden und das im Röhrensockel zwischen PCB und Röhre einbauen.

Das PCB wird in einen 3D gedruckten Sockel geschraubt.
Die Röhre kann dann in den Sockel gesteckt werden.
Das PCB bietet USB oder Hohlsteckerversorgung (5-18V). So kann man nehmen was in der Nähe vorhanden ist.
Drauf ist ein DCDC Wandler für die Leds und das ESP Modul. Ein Touchsensor macht den Anodenanschluss der Röhre zum Dimmtaster.
Zur Erweiterung gibts einen 6 Pin Stecker für Flachbandkabel. Auf dem liegen 3,5V/GND/ADC/1 GPIO und wahlweise I2C oder geschaltene Masse und geschalten 3,5V.

Für mich ist das Perfekt um es in die Hausautomatisierung einzubinden (Tasmota/ESPhome), da geht dann auch wahlweise noch ein externer Temperatur Sensor oder sowas dran.

PCBs werden Bald geordert (Das werden dann mit Sicherheit auch wieder mindestens 5..). LEDs werden dann bei Mouser bestellt, leider hat PC Amber grade ne hohe Lieferzeit. Vielleicht bestelle ich die High Intensity anstelle der High density, sollte auch passen.

Sobald ich die 1800k Leds habe messe ich die. Dann gibts die Kurve hier.

EDIT: Die 2200k Led ist die hier: Dabla
Leider fehlt da die Kurve im Dabla.
Da ich sie ohne PCB bei geringen Strömen betrieben habe, kann es sein das sie nicht ihre Farbtemperatur trift. Das Dabla sagt bei 85°C Chiptemperatur passt die Koordinate, bei 25°C nicht. X und Y steigen auch mit fallendem Strom. Ich hab höchstens 40mA rein gesteckt. Seltsamerweise sagt mein Spectrometer aber: 2100k, das Diagram ist aber nicht sehr gut ablesbar, also ist da Toleranz.
Ich werd die Messung nochmal Wiederholen, mit average für eine saubere Kurve und bei realistischen Temperaturen und Strömen.
Wenn die Wirklich soweit daneben liegt dann lohnt es sich sogar 6500k und 2700k einzubauen, das würde den Farbraum stark erweitern. Realistisch gesehen brauch ich aber alles über 3000k nicht wirklich.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Mi 10. Feb 2021, 10:53

Ich hab nochmal eine bessere Messung gemacht:

Jetzt hab ich auch gesehen das der Spectrometer die Farbtemperatur auch anzeigt ohne das man sie ablesen muss... angeblich 1927k. Das sind fast 300k weniger als "soll".
Die LED war diesmal warm. Hat sich aber nicht Viel verändert.

Anbei das Spektrum auch als TEXT Datei. Dann muss man nicht ablesen.

i_h · Beitrag von **i_h** » Mi 10. Feb 2021, 12:40

Sieht gut aus das PCB. Es gibt extra milchiges Plexi zur Lichtstreuung, wahrscheinlich wirst du so was noch brauchen.

So schaut das mit dem neuen Spektrum aus, die LED kommt bei mir ebenfalls mit 1921K raus. Wobei der Wert auch +/- 100K von der Verwendeten Methodik abhängt, bei den niedrigen Temperaturen funktionieren die alle schlecht.

Da wo NO SOLUTION steht wurde die nächstbeste Einstellung verwendet, die dev.(xy) zeigt die Abweichung zum Ziel-XY an. Also so viel xy müsste noch draufaddiert werden um zum gewünschten xy zu kommen, für 1900K ist die Lösung also zu orange. Der 2200K LED fehlt also etwas lila.

Wenn die Abweichung zu groß wird ist die Lösung natürlich Quark, ebenso die CRI Angabe. Aber 1800K sind z.B. auch noch gut machbar.

Entweder streut deine LED ziemlich stark oder das Spektrometer ist nicht exakt genug, würde aber eher auf ersteres tippen. "2200K" sagt ja nichts zur Farbrichtung senkrecht auf die Schwarzstrahlerkurve aus.

Code: Alles auswählen

Light 0: CCT: 1921, CRI: 86.6, XY=0.537 0.419
Light 1: CCT: 1257, CRI: -39.2, XY=0.721 0.279
Light 2: CCT: 1800, CRI: 40.3, XY=0.558 0.437

CCT: 1000, CRI: 82.6, Setting:   0.00%,  96.15%,   3.84%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1100, CRI: 86.0, Setting:   0.01%,  95.13%,   4.86%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1200, CRI: 89.6, Setting:   0.03%,  94.11%,   5.86%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1300, CRI: 91.0, Setting:   0.07%,  93.18%,   6.75%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1400, CRI: 91.9, Setting:   0.12%,  92.44%,   7.44%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1500, CRI: 93.4, Setting:   0.22%,  92.09%,   7.70%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1600, CRI: 94.5, Setting:   0.39%,  92.51%,   7.10%, dev.(xy): 0.000, -0.000
CCT: 1700, CRI: 95.5, Setting:   0.75%,  94.74%,   4.51%, dev.(xy): 0.000, 0.000
CCT: 1800, CRI: 94.4, Setting:   1.62%,  98.38%,   0.00%, dev.(xy): -0.000, -0.001, NO SOLUTION
CCT: 1900, CRI: 89.5, Setting:   4.89%,  95.11%,   0.00%, dev.(xy): -0.004, -0.005, NO SOLUTION
CCT: 2000, CRI: 87.9, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.011, -0.006, NO SOLUTION
CCT: 2100, CRI: 89.7, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.021, -0.005, NO SOLUTION
CCT: 2200, CRI: 90.9, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.032, -0.004, NO SOLUTION
CCT: 2300, CRI: 90.2, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.042, -0.004, NO SOLUTION
CCT: 2400, CRI: 87.7, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.051, -0.004, NO SOLUTION
CCT: 2500, CRI: 84.6, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.060, -0.005, NO SOLUTION
CCT: 2600, CRI: 81.5, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.069, -0.007, NO SOLUTION
CCT: 2700, CRI: 78.4, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.078, -0.009, NO SOLUTION
CCT: 2800, CRI: 75.4, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.086, -0.010, NO SOLUTION
CCT: 2900, CRI: 72.5, Setting: 100.00%,   0.00%,   0.00%, dev.(xy): -0.093, -0.013, NO SOLUTION

i_h · Beitrag von **i_h** » Mi 10. Feb 2021, 12:43

Ahja hier noch das Skript. Ist etwas unaufgeräumt

Kompliziert ist eigentlich nur die transform_illumination Funktion, da wird die Transformationsmatrix vorwärts aufgestellt und dann per Matrixinversion die Rücktransformation ermittelt. Damit kann man dann von XYZ auf den Farbraum, der durch die LEDs definiert wird, transformieren.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Do 11. Feb 2021, 12:49

Cool, danke für die Hilfe!

Ich muss mich mal in das Python zeug einarbeiten.

Möglicherweise ist das Spektrometer aus der Tolleranz.
Es gibt die Möglichkeit es selber zu Kalibrieren, dafür brauch man einen Schwarzkörperstrahler mit bekanntem Spektrum.

@Bastelbruder du hast geschrieben:

Bastelbruder hat geschrieben: ↑So 7. Feb 2021, 14:07 Die Temperatur des Heizfadens läßt sich übrigens recht genau an Hand der Widerstandsänderung feststellen.

Hast du da genauere infos drüber? dann könnte ich bei bekannter Temperatur das Spectrometer damit Kalibrieren.
Mir würde jetzt nur einfallen:
1. Kalt widerstand messen
2. Gleichspannung Anlegen.
3. Spannung und Strom messen
4. mit Temperaturkoeffizient von Wolfram Temperatur ausrechnen
5. Kalibrieren
6. Profit $$$ oder so

Leider weiß ich nicht genau was so eine alte Glühlampe für ein Material verwendet. Ist da wirklich immer reines Wolfram drin?
@Bastelbruder, mit welchem Temperaturkoeffizient würdest du rechnen?

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Mo 22. Feb 2021, 10:07

Hallo Leute,

Heute soll der Paketbote die 1800k leds bringen. Also wollte ich mich Mal ans Kalibrieren machen.
Glühbirne, Taschenrechner und MM liegen bereit.
Es stellt sich heraus das irgendwas nicht passt:

Bei 25°C (298K) hat die Glühlampe 65Ohm.

Bei 97,7V fließen 169mA -> 578Ohm

Wolfram hat laut Wikipedia 4,8*10^-3 Temperaturkoeffizient.
Andere Seiten sagen 4,5 wieder andere 4,11.
Wiki ist sich auch nicht einig, unter Wolfram steht 4,5, bei Temperaturkoeffizient steht 4,1..
Mein Tafelwerk kennt Wolfram nicht.

Egal Rechnen wir mit 4,11.

: chart.png (4.26 KiB) 860 mal betrachtet

Da kommt raus: 2218k

Ok. Wenn ich darauf das Spektrometer Kalibriere und gegenchecke:

Spannung auf 66,8V -> 140mA -> 477Ohm

: chart-2.png (4.4 KiB) 860 mal betrachtet

Da kommen 1840k raus. Spectrometer sagt aber 2030k ?!?

Es sieht mit dem Auge aber auch wirklich so aus, als ob die Farbtemperatur sich kaum ändert. Der Faden hat immer einen gewissen "Weiß" Anteil. Selbst wenn er kaum noch leuchtet.
Ist es möglich das die Glühfäden auch mit Thorium/oder ähnlich beschichtet sind um effizienter zu werden?
Oder Passt meine Formel nicht?

Fritzler · Beitrag von **Fritzler** » Mo 22. Feb 2021, 12:23

Bastelbruder hatte doch schon längst erwähnt, dass da auch Thorium drauf ist.

ferdimh · Beitrag von **ferdimh** » Mo 22. Feb 2021, 14:13

Ich halte die Temperaturbestimmung von Wolfram über den Widerstand für ungeeignet, weil sich der Draht nicht gleichmäßig erwärmt, insbesondere bei Niederspannungslampen. In der Nähe der Aufhängung wird der Draht besser gekühlt, dadurch bleibt er da deutlich kälter und strahlt kaum bis nicht. Gleichzeitig strahlt der heißere Teil besonders stark.
Die resultierende Mischfarbe wird vom heißeren Teil dominiert, der Widerstandsanstieg erscheint aber etwas geringer, weil der Widerstand der aufhängungsnahen Teile nicht so stark steigt.
Beim Glimmenlassen eines H4-Fernlichts (oder einer ähnlichen Stiftsockellampe) kann man das schön sehen.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Mo 22. Feb 2021, 14:44

Fritzler hat geschrieben: ↑Mo 22. Feb 2021, 12:23 Bastelbruder hatte doch schon längst erwähnt, dass da auch Thorium drauf ist.

Huh, Ich dachte er sprach nur von der Röhre und der Heizung.

@Ferdimh

Stimmt, das habe ich nicht bedacht. Ich muss mir also eine andere Quelle besorgen.
Fahradglühlampen haben in der Regel keine Aufhängung, trotzdem wird der Draht dort an den Anschlüssen gekühlt.

Oder ich muss auf Sonnenschein warten

Fritzler · Beitrag von **Fritzler** » Mo 22. Feb 2021, 15:18

Farbe hat geschrieben: ↑Mo 22. Feb 2021, 14:44 Huh, Ich dachte er sprach nur von der Röhre und der Heizung.

Hmm, ich dacht du misst da grade die Rohrenheizung durch?
Aber ja, beim zweiten lese sehe ich das "Glühlampe".
Mein Fehler!

xoexlepox · Beitrag von **xoexlepox** » Mo 22. Feb 2021, 19:27

Ist es möglich das die Glühfäden auch mit Thorium/oder ähnlich beschichtet sind um effizienter zu werden?

Ich vermute eher, daß der Gühfaden nicht nur aus Wolfram besteht, sondern aus einer Legierung bzw. einem Gemisch von verschiedenen Stoffen. Denk' mal an den Namen eines bekannten Glühbirnenherstellers

Bastelbruder · Beitrag von **Bastelbruder** » Mo 22. Feb 2021, 20:47

NAtürlich han ich die Röhrenheizung gemeint, da ist der an den Anschlüssen gekühlte Anteil wirklich zu vernachlässigen. Ziemlich alle direkt geheizten Röhren haben Thorium auf der Kathode, das könnte auch für den weiter oben schon bemerkten 700 nm-peak verantwirtlich sein. Vielleicht mal die Glühfarbe von anderen Senderöhren vergleichen. Manche Leistungsröhren (PL509..) haben zudem einen Glaskolben mit hohem Bleianteil, um die bei bestimmten Betriebszuständen eventuell entstehende Bremsstrahlung zu dämpfen. Wie das bei der GU81 ist und wie die Transmission solcher Gläser ist weiß ich nicht.

Die Anregung mit der Widerstandsmessung habe ich jedenfalls von Charles Wenzel, und irgendwo im Netz könnte auch ein rechnergestütztes Röhrenprüfgerät beschrieben sein, das diese Widerstandsänderung zur automatischen Findung der Heizspannung nutzt.

Daß sich die Wissenschaftler streiten ist völlig normal, es muß doch durch Zufall irgendwann mal wieder was Neues gefunden werden. Die Tabellen hier und dort liegen jedenfalls nicht so weit auseinander, über den ganzen Bereich zumindest keine 50 K.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » So 28. Feb 2021, 19:26

Hallo Leute,

meine LEDs sind angekommen!
Gleich mal auf nen rest PCB gelötet:

Spectrometer Kalibrieren habe ich jetzt anders gemacht: Mein Referenzspektrum war Abendsonne, 5000k.
Damit hab ich das Spectrometer Kalibiert und dann die Kurven der LEDs aufgenommen.

Ihr glaubt garnicht wie blöd die Leute draußen schauen wenn man mit Laptop und Spectrometer im Park sitzt.

Irgendwie passt das aber trotzdem nicht.
1800k Led wird mit 1930k gemessen.
2700k Led mit 3020k
5000k mit 6300k
6500k mit 7900k

Irgendwas ist da unlinear/was auch immer.
Die 6500k led kommt von einem anderem Hersteller und hat definitiv um die 6500k.
Vielleicht bringt das Sonnenspektrum mit seinen Absorptionslinien den Algorithmus durcheinander?
Ich hab mal die Messungen hochgeladen.

i_h hat geschrieben: ↑Mi 10. Feb 2021, 12:43 Ahja hier noch das Skript. Ist etwas unaufgeräumt

Danke dafür, leider hab ichs noch nicht zum laufen gebraucht. Es scheitert am python, irgendwie hab ich 2,7 und 3,6 gleichzeitig drauf und pip läßt sich nicht installieren mhm.

Kannst du mir das mit den aktuellen Spektren nochmal durchlaufen lassen?
PhotoRed + PCamber + 1800k + 5000k wäre super.
Wenn du mir das Ergebnis in 50k steps von 1000k bis 5000k exportierst kann ich daraus eine LUT machen und mein ESP Modul füttern.
Die Helligkeiten würde ich dann in der Hardware anpassen so das noch viel Auflösung übrigbleibt.
Ich bin nur gespannt ob das so überhaupt etwas wird, da die Spektren scheinbar falsch sind...

i_h · Beitrag von **i_h** » So 28. Feb 2021, 20:26

Du hast glaub die Spektren vergessen, oder?

Abendsonne hat vermutlich keine 5000K sondern erheblich weniger. Die geht Richtung Sonnenuntergang locker auf <3000K runter. Das würde auch dazu passen, dass danach alle gemessenen Spektren mit einer höheren Farbtemperatur als real angegeben wurden.

Die Sonne ist imho keine gute Referenz, am besten noch Mittags um 12 wenn die Atmosphäre zwischen Sonne und Spektrometer am dünnsten ist. Und mit einer Art Blende die im Freien den blauen Himmel ausblendet.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » So 28. Feb 2021, 21:14

ja

Ich werd das nochmal probieren. "Abendsonne" war bei mir ca 16:30 direkt Richtung Sonne gemessen.
Aber trotzdem könnte das stimmen, wenns zu niedrig war, könnte das alle folgenden Messungen versauen.

i_h · Beitrag von **i_h** » Mo 1. Mär 2021, 23:46

In der Form ist das gar nicht so einfach, bei 4 Lichtern wird es kompliziert. Für jede Farbe existiert dann halt noch ein zusätzlicher Freiheitsgrad, weil sich die Farbe über mehrere Kombinationen von Farben darstellen lässt.

Muss mal schauen was ich da mache, das steht mir mit einem RGBW Strip auch noch bevor.

Ganz prinzipiell waren die Ergebnisse nicht besonders brauchbar, es fehlt grün. Ausgehend von 6500K geht es mit sinkender Farbtemperatur in den grün/gelben Bereich rein, das lässt sich aber weder mit Amber noch mit der PhotoRed bewerkstelligen. Ich hab das mal auf die Schnelle mit dem colour-science Package in ein CIE Diagram geworfen, einmal für 6500K und einmal für 1800K jeweils mit den beiden farbigen LEDs.

Farbe · Beitrag von **Farbe** » Do 4. Mär 2021, 13:18

Ich denke man sollte lieber die Farborte der LEDs aus dem Datenblatt verwenden, ich vermute stark das das weit genauer ist.
Ich dachte daran zwischen 5000k und 1800k einfach linear zu "schieben". Das da zu wenig grün dabei ist, ist mir bewusst. Ich denke der CRI wird dadurch leiden.
Deswegen sind eigentlich 5 LEDs nötig, 2700k fehlt noch.

Ich werde wahrscheinlich obenrum 5000k -> 1800k linear schieben und untenrum 1800k -> 1000k aus den Rot,Amber und 1800k Leds mischen.

PCBs sind heute gekommen:

Die werde ich heute noch Bestücken, mal sehen wie es aussieht.