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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RGB LED kalibrieren


Autor: Paul H. (powl)
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Hi!

Ich bin grade dabei einen kleinen RGB-Fader zu basteln. Die 
Versogungsspannung der LEDs beträgt konstante 3,5V, den Strom kann ich 
individuell mit Trimmern einstellen.

Rot ist mit abstand die schwächste LED und braucht 30mA während Blau und 
Grün zusammen nur um die 5mA brauchen.

Ich möchte nun Blau und Grün so einstellen dass die optimale 
Farbmischung ensteht. Da die Lichtfarbe nicht so optimal ist und ich 
eine diffuse LED verwende, bekomme ich leider nur ein sehr blasses Gelb 
heraus wenn ich Grün und Rot mische.

Es ist schwierig die drei LEDs mit dem bloßen Auge so abzugleichen. Hat 
jemand ne Idee wie man das möglichst gut kalibrieren kann so dass alle 
drei Farben möglichst gleich hell wahrgenommen werden?

lg PoWl

Autor: Paul H. (powl)
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Sry, editieren geht nicht..

Ich werde auch das dumme Gefühl nicht los, dass mir bei einer bestimmten 
Einstellung das das Blaue Licht gegenüber dem Roten aus nächster Nähe 
gesehen dunkler und das Grüne aus nächster Nähe zumindest gleich hell 
wie das Rote erscheint. Wenn ich dann den Raum verdunkle, die LEDs gegen 
eine Wand in 3m Abstand leuchten lasse erscheint diese in ganz schwachem 
Licht wobei aber sowohl das Licht der blauen LED, als auch das der 
Grünen LED deutlich heller als das der Roten LED erscheint.

Autor: Patrick Wieland (wieland)
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Hi!

Wie waere es, wenn du mit einer Digitalkamera ein Foto von den LEDs 
machen wuerdest? Dann koenntest du die Helligkeit am PC mit einem 
Bildbearbeitungsprogramm "messen".

Autor: Paul H. (powl)
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Liege ich richtig in der Annahme, dass eine richtige RGB Farbmischung 
nur möglich ist, wenn das Licht der LEDs eine ganz bestimmte Wellenlänge 
hat? Wenn ich mir an meinem Bildschirm eine grüne Fläche (#00FF00) dann 
erscheint mir diese ziemlich Grasgrün. Die meisten RGB LEDs emittieren 
allerdings eher ein Tannengrün, genauso wie meine. Ich ein sattes Gelb 
wie es eine Ambergelbe LED ausstrahlt kriege ich nichtmal annähernd hin.

lg PoWl

Autor: I_ H. (i_h)
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Eine richtige Farbmischung gibt es nicht. Wenn du 3 diskrete 
Wellenlängen hast, bleiben es immer 3 diskrete Wellenlängen, ganz egal 
was du zusammenmischst.

Was dein Auge daraus zaubert ist eine andere Frage, auch da erreicht 
kein aktueller Monitor alles was das Auge wahrnehmen kann (und 
Röhrenmonitore stecken die meisten LCDs in die Tasche). Stichwort 
Farbraum.

Autor: Paul H. (powl)
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Danke. Eigentlich wollte ich mich jetzt nicht mit jemandem drüber 
streiten welches Vokabular ich verwende.

Wenn ich Farbmischung sage, meine ich den Effekt, z.B. die Überlagerung 
von roten und grünem Licht als Gelb wahrzunehmen ;-) Dieser Effekt ist 
bei PC-Monitoren schon ganz in Ordnung.

Ich hab mich im Internet eben mal umgeschaut. Wieso verbauen soviele 
hersteller in ihren RGB-LEDs diese Tannengrünen Chips? Rote + Grasgrüne 
Chips lassen sich besser zur Erzeugung von gelb erscheinendem Licht 
verwenden. Desweiteren ist es, find ich, etwas doof dass es kaum diffuse 
sondern viel mehr klare RGB-LEDs zu kaufen gibt. Durch die 
unterschiedliche Anordnung der Chips hinter der Linse strahlen die 
einzelnen Farben in jeweils andere Richtungen -> nix zum mischen.

Wollte eventuell ein wenig meine Zimmerbeleuchtung mit RGB Farbspielchen 
aufwerten, die Vorraussetzung ist, dass sich die Farben auch auf kurze 
Distanz gut miteinander vermischen.

lg PoWl

Autor: I_ H. (i_h)
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Ich meinte eher, dass du auch mit der RGB LED nicht den ganzen 
wahrnehmbaren Farbraum abdecken kannst. Bei Beleuchtungsgeschichten 
fällt das viel stärker auf als auf Monitoren.

Hab hier 'ne Batterie CCFLs in rot, grün und blau. Mit denen kann man 
zwar auch gelb machen, aber mehr als Matschgelb ist nicht drinnen. Dabei 
sehen die Farben für sich schon nicht schlecht aus - für richtiges Gelb 
müssen es aber trotzdem gelbe CCFLs sein.
Für Zimmerbeleuchtung sind die aber besser geeignet als RGB LEDs, mit 3 
solchen Doppelsets von Reichelt bekommt man schon 'ne beachtliche 
Helligkeit.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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LEDs sind wegen der schmalen Spektren nicht gut zur Beleuchtung 
geeignet, aber für Effekte sollte es reichen.

Wenn du Glück hast findest du im Datenblatt der LEDs die Angabe der 
Farbkoordinaten (x, y) sowie die Helligkeit in lumen. Damit lässt sich 
recht einfach eine xyz->rgb-Matrix zusammenbasteln, mit der du zumindest 
theoretisch den perfekten Weißpunkts findest und auch feststellen 
kannst, welche Farbtöne überhaupt möglich sind.

Dimmen musst du natürlich per PWM, damit das alles funktioniert.

Das mit der Digicam ist murks - es sei denn der Weißabgleich lässt sich 
kalibrieren. Die Digicam kann man vielleicht noch verwenden um gegen 
eine als weiß empfundene Probe im selben Bild abzugleichen.

Zum PI mal Daumen kalibrieren kannst du einen Monitor auf ein gefühltes 
Weiß einstellen, daneben eine weiße A4-Seite halten und versuchen diese 
mit der LED auf denselben Farbton zu kriegen (Raumbeleuchtung aus). Ist 
aber schwieriger als es sich anhört.

Eine weitere PI mal Daumen-Methode (hat bei uns gut funktioniert) ist 
die Helligkeiten (erfordert die lumen-Angabe) auf folgendes Verhältnis 
einzustellen:
r:g:b = 0,299:0,587:0,114 oder grob 3:6:1
Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Grauwert

>Versogungsspannung der LEDs beträgt konstante 3,5V, den Strom kann ich
>individuell mit Trimmern einstellen.
Ich glaube nicht, dass die Drop-Voltage bei schwankendem Strom konstant 
bleibt ;)

Hier noch was zum Stöbern:
http://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Fpunkt

schöne Grüße
Kai

Autor: Paul H. (powl)
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Danke für die hilfreichen Links! Leider haben die meisten LEDs keine 
Angabe des Lichtstroms in Lumen. Höchstens die Highpower RGB LEDs und 
die sind für Beleuchtungszwecke auf kurze Distanz etwas überteuert weil 
ich viele LEDs brauche damit sich das Licht gleichmäßig verteilt und es 
keine Leuchtpunkte gibt (Indirekte Beleuchtung).

D.h. um richtig kräftige Farben zu bekommen, zumindest Rot Gelb Grün 
Blau, sollte ich für alles eine eigene LED verwenden? Dann muss ich 
allerdings die RGB-Werte irgendwie in so eine Art RGYB-Werte umrechnen.

Die Trimmer verwende ich einfach als Vorwiderstände. Sie können 
hinterher noch ersetzt werden. Allerdings würde es dafür wieder 
Widerstände mit enger Toleranz brauchen weil ich nicht soviel Energie an 
den Widerständen verheizen wollte. Wird ein Fader mit Batteriebetrieb 
;-) Die LED-Spannung wird konstant von einem Schaltregler erzeugt, 
deshalb genügt einmal den Strom für jede LED einstellen.

lg PoWl

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Du kannst bei fehlenden lumen-Werten auch die candela-Werte nehmen, 
sofern die Abstrahlcharakteristik für alle Kanäle identisch ist (was sie 
idealer Weise sein sollte).

Wir benutzen dieser hier (Vorsicht, Common Cathode!). Die streuen recht 
gut (130°) und bei 3x30mA erhält man schon ein recht brauchbares Weiß. 
Hell genug sollten die allemal sein.

http://www.dotlight.de/shop/product_info.php/cPath...

Bei Segor gibt's die günstiger - je nachdem wie viele du brauchst kann 
ich meinen Bestand mal checken.

Bei Ebay gibt's noch die Piranhas - sind günstiger, angeblich heller, 
brauchen weniger Strom, haben eine geringere Drop Voltage und gibt's als 
Common Anode und Cathode. Wir haben die im Vergleich zu der oben 
genannten eingebaut: Die Exemplarstreuung ist ziemlich übel und die 
Farbmischung ist schlechter. Auch ist der Weißpunkt bei 3x20 mA 
Subjektiv nicht so gut. Heller sind sie wahrscheinlich, aber nicht 
nennenswert.

>D.h. um richtig kräftige Farben zu bekommen, zumindest Rot Gelb Grün
>Blau, sollte ich für alles eine eigene LED verwenden?
Prinzipell gilt: je mehr unterschiedliche Farben du verlötest, desto 
mehr Mischfarben kannst du produzieren. Aber die Mischung/Berechnung 
wird entsprechend komplizierter und bringen u.U. keinen nennenswerten 
Gewinn. Gute Datenblätter wären hier unabdingbar. Wenn es einfach nur um 
fröhliche Querbeetfarbwechselei geht, kannst du einbauen, was immer du 
willst - aber danach hörte sich dein Ursprungspost irgendwie nicht an.

Um diffuse LEDs zu erzeugen reicht es angeblich die Oberseite mit 
Schleifpapier abzuflachen - einfach mal testen.

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