Hallo, ich möchte mittels einer 8bit oder 10bit PWM die Helligkeit einer LED in 64 Schritten steuern - soweit kein Problem. Ich möchte aber erreichen, dass die Helligkeit der LED (subjektiv) linear ansteigt. In der Theorie müsste das Ein/Aus-Verhätltnis irgendwie exponentiell ansteigen, was auf einem AVR aber schwierig umzusetzen ist. Ich habe es bereits mit einem Anstieg mit x^3 versucht, aber vielleicht gibt es noch einen besseren einfacheren schnelleren Weg, das gewünschte zu erreichen?
Quadrieren hat bei mir sehr gute Ergebnisse gebracht. 10bit PWM ist dafür aber fast etwas knapp. Viele Grüße, Stefan
Hi, > In der Theorie müsste das Ein/Aus-Verhätltnis > irgendwie exponentiell ansteigen, was auf einem AVR aber schwierig > umzusetzen ist. Aus welchen Gruenden sollte das mit einem AVR nicht gehen? Leg doch einfach eine konstante Tabelle mit den Werten in Flash und rufe diese ab. Mfg Dirk
Danke für die Tipps, ich habe jetzt ersteinmal eine pseudo-quadratische Tabelle gewählt (erstes Viertel linear, danach quadratisch ansteigend) @Alexander: Damit hätte man einen linearen Anstieg der Stromstärke, jedoch keinen linearen Anstieg der aufgenommenen Leistung oder der abgegebenen Lichtleistung, geschweige denn des subjektiven Eindrucks für das menschliche Auge.
Einen linearen Anstieg der Stromstärke hat man bei linearem Anstieg der Pulsbreite, denn die LED zieht einen konstanten Strom, wenn sie eingeschaltet ist. Verdoppelt man die An-Zeit, verdoppelt man also auch den durchschnittlich fließenden Strom. Die Helligkeit der LED ist AFAIK einigermaßen linear zur anliegenden Spannung, nicht zum Strom. Da der Strom bei linearem Spannungs-Anstieg exponentiell zunimmt, muss der Strom logarithmisch steigen um eine lineare Helligkeits-Zunahme zu erreichen... Wenns etwas aufwendiger sein soll, kann man als Alternative zur Tabelle auch einen Spannunsgregler bauen.
> Da der Strom bei linearem Spannungs-Anstieg exponentiell zunimmt, muss > der Strom logarithmisch steigen um eine lineare Helligkeits-Zunahme zu > erreichen... Denkfehler, der Strom muss natürlich auch exponentiell zu nehmen, nicht logarithmisch (steht ja eigentlich soagr schon da :)
Helligkeit ist proportional zum Strom. Ob das subjektiv dann auch so ist??
Naja ich vermute mal das menschliche Auge wird Helligkeit logarithmisch wahrnehmen.
ape: > Einen linearen Anstieg der Stromstärke hat man bei linearem Anstieg > der Pulsbreite Ja klar - Denkfehler von mir. Irgendwie habe ich halbe Ein-Zeit gleich halbe Spannung gesetzt, was hier natürlich Unsinn ist.
Moin... Bei der PWM ist die objektive Helligkeit proportional zur Einschaltdauer! Da steigt und fällt nichts, die LED ist immer AN, mit dem durch den Rv eingestellten Maximalstrom, oder AUS. Ansonsten ist die objektive Helligkeit nichteinmal prop. zur Leistung, die schicken Geraden aus den Datenblättern habe nrmalerweise knackige Randbedingungen. Das viel lustigere Problem ist aber die subjektive Wahrnehmung im Auge. Der Zusammenhang ist VIEL komplexer, logarithmisch ist eine bestenfalls brauchbare Näherung. AFAIK hat das Frauenhofer Institut da mal nette Abstracts rausgebracht, vielleicht findet man die ja noch. -- Sven Johannes
Die Farbempfindlichkeit des Auges ist ebenfalls unterschiedlich, sogar individuell für jeden Menschen anders. Sogesehen kann man wenn überhaupt nur eine perfekte Helligkeitssteuerung für einen einzigsten Menschen bauen. Zu dem war das psycholigische Helligkeitempfinden nicht nur logarithmisch sondern wenn überhaupt nur in einigen Bereichen der Kurven. D.h. ab einer bestimmten Helligkeit, blenden die LED's die Augen und das psychologische Helligkeitsempfinden bekommt einen steilen Anstieg in der Kurve (nicht mehr logarithmisch). Die Begündung dafür ist die biologische Anpassung während unserer Evolution beim Farbsehen. Wir können zb. mehr Grüntöne als Blautöne unterscheiden und intensives Rot empfinden wir als viel Heller=aufdringlicher als ein vergleichbares Grün. Ich hatte mal Datenblätter bei Agilent gesehen in denen Diagramme waren die die Abhängigkeiten pro Farbe und psychologischer Helligkeit zu objektiv gemessener Helligkeit angaben. Leider nicht mehr auffindbar, schade könnte sie nämlich selber wieder brauchen. Gruß Hagen
Hallo. Ich lese den Thread interessiert mit. Für mich stellt sich die Frage, wie kann man denn das psycholigische Helligkeitempfinden feststellen? Wenn ich zwei verschieden helle LEDs betrachte, kann ich doch nicht sagen "die linke ist doppelt so hell wie die rechte", oder? Also ich habe solch ein empfinden für die Helligkeit nicht. Aussagen, wie "doppelt so hell" kann ich doch nur an Zahlenwerten fest machen, die aber dann zwangsläufig auf Messungen beruhen. Gruß Thomas
Hi, Außerdem ist das ganze stark von den Umgebungsbedingungen abhängig. Machst Du das draußen bei bewölktem Himmel, oder drinnen bei dunklem Neonlicht...... Gruß ka-long
Grundsätzlich muss man bei solchen Bertrachtungen immer die energetischen Größen und die visuellen Größen unterscheiden. Die visuellen Größen werden zusätlich mit der (spektralen) Empfindlichkeit des menschlichen Auges gewichtet, die ein Maximum in Grünen, also bei ca. 550nm aufweist. Das bedeutet unter Anderem, dass die empfundene Helligkeit von der Wellenlänge der Strahlungsquelle (LED: feste Wellenlänge) bzw. deren Spektrum abhängt. Daher ist auch die Helligkeit nicht proportional zu der in der LED verbratenen elektrischen Leistung. Bei Glühlampen verhält es sich ähnlich: Hier wird ein großer Teil der elektrischen Leistung in Infrarotstrahlung (=Wärmestrahlung) umgesetzt, für die das Auge nicht empfindlich ist. Beim PWM-Betrieb einer LED würde ich behaupten, dass die Helligkeit dennoch proportional zur Einschaltdauer ist, da während der Ein-Phase immer die gleiche Strom-Spannungs-Beziehung an der LED gilt; das Spektrum der Quelle ändert sich nicht. Gruß, Stefan
Wegen der unterschiedlichen Farbempfindlichkeit des Auges müßte man die LEDs bei Vollaussteuerung (also immer an) mit verschiedenen Vorwiderständen auf gleiche Helligkeit trimmen. Somit wäre dann im PWM bei gleichem Tastverhältnisdie Helligkeit für alle Farben gleich (natürlich auch wieder nur für einen Menschen, wenn man´s auf die Spitze teibt). Wir haben dies mal bei einem Signal für die Modellbahn konzipiert und dieses mit LEDs bestückte Teil realitätsnah den im Original verwendeten Glühlampen nachempfunden, also mit nachglimmen und aufblenden. Dies funktioniert für alle Farben perfekt und ist in den Helligkeitswerten untereinander nicht zu unterscheiden.
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