Glühendes Metall simulieren (LED Beleuchtung)

[Farbe]

... 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]

@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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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:

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]

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) 858 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) 858 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]

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

[ferdimh]

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]

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]

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]

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]

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]

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.

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]

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]

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]

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]

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.

[i_h]

Wenn ich heut abend dazu komme rechne ich das noch mal durch. Der fehlende Grünanteil tut der Farbwiedergabe wahrscheinlich gar nicht so besonders weh, wenn die Änderung sich gleichmäßig über alle Farben erstreckt wird die bei der CRI Berechnung durch die chromatische Adaption ein wenig gedämpft. Grob gesagt ist eine Verschiebung aller Farbwerte im UV Diagram um den gleichen Vektor nicht tragisch, sofern die Abstände zwischen den Farben identisch bleiben.

Weh tut es nur dem Auge, weil das im Bereich 3000K - 6000K sehr sehr empfindlich auf grün/lila Farbabweichungen reagiert. Vor allem lila ist blöd, grün sind wir von der Natur her noch eher gewohnt. (Z.B. grüne Wiese vor'm Fenster -> alles wird etwas grünlicher)

[Farbe]

PCB ist gelötet:

Das kleine mit den 4 Leds ist für oben auf der Röhre:

Röhrenhalter ist gedruckt und das PCB eingeschraubt:

Es hat sogar Füßchen für den sicheren Stand, die Ausschnitte sind für die Strom Zuführung. Entweder MicroUSB oder ein 5€ Pollin / Vodafone Router Netzteil. Kauft lieber nicht die "B-Ware, kann Gebrauchsspuren enthalten". Das sind mit Sicherheit Rückläufer Netzteile.

Schnell mal angesteckt, die Leds leuchten irgendwie, es ist noch kein Programm auf dem ESP-Modul.

Zuhause dann erstmal Programm drauf und die "Grundfarben" testen. Da ist jetzt jeweils nur eine Farbe an:
Rot:

Amber:

2700k:

1800k:

Mal die ersten Mischfarben probiert. Leider siehts mit der Schmierphone Kamera nicht so toll wie in echt aus. Die Kerze soll ein wenig beim einschätzen der Farbe helfen.

Da kommt man schon seehr nah an "Glühendes Metall" ran.
Gefällt mir echt gut. Die Farbmischung ist auch "ok", könnte besser sein, man sieht das sich der Schatten an der Wand zwischen den einzelnen Farben stark ändert. Ich werde mal eine Milchglas Plexiglas Scheibe Lasern und reinlegen. Ansicht ists aber schon sehrgut.
Ich habe mich jetzt auch für die Weißkombi aus 2700k und 1800k entschieden. Die Leuchte ist eh mehr Effekt als alles andere, 5000k sind da nicht nötig. 2700k sollte auch helfen die Warmen Farbtemperaturen zwischen 2700k und 1800k weit besser abzubilden als wenn man das mit 1800k und 5000k versucht. (wie I_H schon schrieb)

Jetzt muss ich nur noch glück haben das Mittags mal die Sonne scheint, zum Spectrometer Kalibrieren.

[i_h]

Sieht doch gut aus!

Hast du die Datenblatt-XY Werte von den LEDs da? Die waren alle ziemlich verstreut hier irgendwo. Habe grad nur für Amber welche gefunden, und da war es eine bounding box innerhalb derer sich die Lampen alle befinden. Sind die weißen LEDs alle Cree?

Zur Korrektur von gemessenen Spektren hab ich noch eine Funktion geklöppelt die das Spektrum ein wenig zurechtbiegt bis der Ziel-xy Wert erreicht ist. Damit müsste sich das dann eigentlich rechnen lassen.