Blitzschaltung im ys Bereich

Ganz sicher ysec? (yocto)
Ob es so schnelle Halbleiter gibt…?

Ruck zuck ist der Winterschlaf vorbei und es ist schon wieder mal der 1. 
April.

Florian R. schrieb:
> LED im ys Bereich blitzen lassen

https://de.wikipedia.org/wiki/Vors%C3%A4tze_f%C3%BCr_Ma%C3%9Feinheiten#Typografie



Und mit einem ordentlichen Gatetreiber wird das klappen, im µs-Bereich.

<side discussion>
Hier ein interessanter Beitrag zum Thema ‚LED raise time/Latency‘.
Ist aber aus 2013 - hat jemand von Euch aktuelle Zahlen/Datenblatt?
https://electronics.stackexchange.com/questions/86717/what-is-the-latency-of-an-led

//side discussion
Hier ein interessanter Beitrag zum Thema ‚LED raise time/Latency‘.
Ist aber aus 2013 - hat jemand von Euch aktuelle Zahlen/Datenblatt?
https://electronics.stackexchange.com/questions/86717/what-is-the-latency-of-an-led

Hallo Florian

Wie viel weisst du von Elektronik?
Die Blitz bzw. Lichtenergie die du brauchst ist schon beachtlich. Wenn 
die Zeit kleiner wird wird die Leistung dementsprechend grösser und es 
somit komplexer...
Ich rate dir, falls du noch nicht allzu viel Erfahrung mit Elektronik 
hast, eine Ansteuerung für einen normalen Blitzer zu machen.
Die haben (zumindest damals) einen AUX Eingang, welchen man nur 
kurzschliessen muss um einen Blitz auszulösen. Dies konnte man dann auch 
gleich für die Kamera verwenden, die hatte das gleiche interface.
Ich hatte sowas auch schon gemacht, es ist relativ einfach. Zumindest 
bei dem welchen ich damals benutzt habe. Die Ansteuerung habe ich über 
eine IR-LED und IR-Sensor gemacht, die Zeiten (Delay und 
Belichtungszeit) hatte ich damals über ein Arduino gemacht (mit teils 
eigenen Zeitverzögerungsroutinen, da das Arduino zeugs Zu wenig genau 
ist...).
Mit diesem Setup ist es mir gelungen eine Kugel (oder was auch immer das 
ist) von einem Luftgewehr zu Fotografieren. Ein Tropfen sollte da kein 
Problem sein ;)


Falls du mehr Infos willst, einfach melden.

Gruss

Simon

Florian R. schrieb:
> Hallo liebes Mikrocontroller Forum,
>
> Ich benötige eine Schaltung um eine LED im Mikrosekunden Bereich blitzen
> lassen zu können. Dabei soll der Blitz sehr hell sein. Hintergrund ist,
> dass ich ein Tropfen Photographien möchte.


Stichwort Stroboskop, hab ich mal für Dich gegoogelt:
http://www.discovercircuits.com/S/strobe-lite.htm
https://td0g.ca/2020/06/29/e2-a-the-high-speed-led-strobe-mk-2/
http://www.njnoordhoek.com/?p=735
http://repairfaq.cis.upenn.edu/sam/strbfaq.htm

●DesIntegrator ●. schrieb:
> wen man bedenkt, dass man Tropfen schon analog mit
> Spiegel-Klappermechanik abgelichtet hat
> und die Bilder auch scharf und hell genug belichtet wurden wurden...

Ja das jahrzehnte alte wissen über Hochleistungsfotographie ist bei der 
heutigen Raspi-Jugend noch nicht angekommen. Die wissen auch nicht mehr 
was der Buchstabe 'B' am Belichtungszeiteinsteller bedeudet. Oder das 
man die Belichtungszeit überhaupt einstellen kann und wie man ein 
Stroboskop verwendet:
https://de.wikipedia.org/wiki/Verschlusszeit#Bezeichnungen
https://www.camperontour.net/einstieg-in-die-highspeed-fotografie-mit-einfachen-mitteln/

Florian R. schrieb:
> Hat jemand eine Idee wie ich das am besten umsetzte? Wenn möglich soll
> die Geschwindigkeit des Blitzes einstellbar sein

Die passende Ansteuerung wurde ja schon genannt:

H. H. schrieb:
> Und mit einem ordentlichen Gatetreiber wird das klappen, im µs-Bereich.

Zur Strombegrenzung reicht ein Widerstand.
Anstelle eines RPi würde ich Dir eine einfachere Impulserzeugung 
vorschlagen, bei der ein ATtiny2313 entweder per Poti oder RS232 
eingestellt wird.
http://mino-elektronik.de/Generator/takte_impulse.htm#bsp1 ff.

Habe so etwas mal als Stroboskopblitz für eine Art Mikroskopkamera 
gebaut: parallelgeschaltete Kondensatoren (6x33uF Tantal - wegen der 
Impulsströme nicht die ideale Wahl, bewähren sich aber seit Jahren in 
der Serie ohne Ausfälle) als Energiereservoir, dahinter eine Halbbrücke 
aus MOSFETs, die von einem AVR über einen Halbbrückentreiber angesteuert 
werden (Halbbrücke, damit der Blitz auch definiert und schnell beendet 
wird), und als Blitz-LED eine Luxeon STAR - LED. Eine Blitzdauer von 1 
Mikrosekunde oder weniger ist möglich; Blitzstrom rund 18A - weit über 
dem vom LED-Hersteller zugelassenen Wert, aber die Ausfälle halten sich 
bei etwa einem Promille pro Jahr.
Über die Ladespannung der Kondensatoren kann die Helligkeit des Blitzes 
variiert werden; Für den genannten Strom benötigt man hier über 20 Volt.

Ich weiß nicht, wie das zeitliche Verhalten weißer LEDs ist - da gibt es 
möglicherweise Anregungs- und Abklingzeiten, die den Blitz verlängern 
oder "verschmieren"; meine Luxeons sind einfarbig und haben kein 
derartiges Problem.

Florian R. schrieb:
> Als Kamera wird eine Raspi V1.3 Cam verwendet. Anschluss über CSI.
> Bei den aktuellen Aufnahmen sind die Tropfen als Strahl zu sehen.

Vielleicht kommt ja auch ein Strahl aus deinem Wasserhahn, den musste 
natürlich 'tröpfeln' lassen. Und dann mal aus der Länge der Tropfenspur 
zurückrechnen wie lang dein Blitz gerade ist.

F.Gordon schrieb:
> Eine Blitzdauer von 1
> Mikrosekunde oder weniger ist möglich;

Fraglich bleibt aber, ob das überhaupt erforderlich ist. Wenn ich mich 
nicht verrechnet habe, bewegt sich ein Körper mit 100 km/h in 1 µs etwa 
30 µm.

m.n. schrieb:
> F.Gordon schrieb:
>> Eine Blitzdauer von 1
>> Mikrosekunde oder weniger ist möglich;
>
> Fraglich bleibt aber, ob das überhaupt erforderlich ist. Wenn ich mich
> nicht verrechnet habe, bewegt sich ein Körper mit 100 km/h in 1 µs etwa
> 30 µm.

100 km/h sind für einen Tropfen recihlich übertrieben, allerhöchstens 
ein Drittel:
https://www.srf.ch/meteo/meteo-stories/flug-geschwindigkeit-wie-schnell-fallen-regentropfen

Einfach mal google bemühen ...

Florian R. schrieb:
> Hallo liebes Mikrocontroller Forum,
>
> Ich benötige eine Schaltung um eine LED im Mikrosekunden Bereich blitzen
> lassen zu können. Dabei soll der Blitz sehr hell sein. Hintergrund ist,
> dass ich ein Tropfen Photographien möchte.
>
> Komponenten habe ich noch keine, könnte also von 0 Starten.
>
> Hat jemand eine Idee wie ich das am besten umsetzte? Wenn möglich soll
> die Geschwindigkeit des Blitzes einstellbar sein und wenn ich träumen
> darf vom Raspberry gesteuert :)
>
> Viele Grüße
> Florian

Motor mit lochscheibe rotieren lassen und die led voll hell leuchten 
lassen?

Wenn man die «normalen» Fotoblitzer anschaut haben die oft im Bereich 
10-100 Joule Blitzenergie.
Joule = Wattsekunde.
Wenn du somit im Bereich ms bis us unterwegs bis, ist die Leistung 
(nicht Energie) im Bereich mehrere hundert Watt bis Kilowatt.
Dies ist auch beim Beispiel von «F.Gordon (Gast)». 18A x 20V = 360 Watt
Hier noch ein paar Infos zu den Energien bzw. Leistungen etc.
https://fotovideotec.de/leitzahl/
Weiter hat die Raspi CAM einen relativ kleinen Sensor und ist somit 
nicht sonderlich Lichtsensitiv (ISO 100 - 800).


Was ist genau dein Ziel?
Willst du basteln und Elektronik lernen oder willst du möglichst einfach 
dein Tropfen Fotografieren ohne dich für die Elektronik zu 
interessieren?

Je nachdem werden die Antworten anders ausfallen

Fpgakuechle K. schrieb:

> Einfach mal google bemühen ...

Dann findet man auch Artihelserien zum ähnlichen Thema time fountain im 
Archiv.

Beitrag "Time Fountain - Tropfenerkennung"
https://www.youtube.com/watch?v=VGA6nyVZCIo

Fpgakuechle K. schrieb:
> Einfach mal google bemühen ...

Nee. Einfach mal verstehen, was ich geschrieben habe, und es richtig 
interpretieren.

m.n. schrieb:
> Fpgakuechle K. schrieb:
>> Einfach mal google bemühen ...
>
> Nee. Einfach mal verstehen, was ich geschrieben habe, und es richtig
> interpretieren.

Na das ist ja mal richtige Service, utopische Werte nennen, keinerlei 
Erklärungen dazu abgeben und rotzfresch davon ausgehen, das der 
Fragesteller sich schon das passende zusammenklauben wird (auch wenn 
daran nichts passend ist).

Da ist es bei dem sich abzeichnetenn Niveau des TO besser, der googelt 
nach einen 1:1 Beispiel in dem konkrete Zahlen für 
Regentropfenfotografie genannt werden.

https://de.wikipedia.org/wiki/Tropfen-Fotografie

Fpgakuechle K. schrieb:
> rotzfresch davon ausgehen

Drückt man so eine fehlende Abstraktionsfähigkeit aus?

Der TO hatte eingangs von einem Tropfen geredet. Regentropfen sind jetzt 
Deine Erfindung. Daß diese Tropfen sich senkrecht im freien Fall 
befinden, wurde zuvor nicht gesagt. Ich kann mir durchaus eine 
Versuchsanordnung vorstellen, wo sich die besagten "Tropfen" 
entsprechend beschleunigt waagrecht bewegen.

Es gibt Wassertropfen, Öltropfen ...
Wassertropfen gibt es auch in ganz feiner Form: Nebel.

Aber gut, mancheiner braucht eben eine Suchmaschine, um Engstirnigkeit 
zu kompensieren.

Jens G. schrieb:
> Werner H. schrieb:
>> Vergiß eine WEIßE Led, die ist ja eine UV-Led mit Leuchtstoff, und genau
>> der leuchtet nach.
>
> Schonmal ergoogled, wie lange eine weiße LED nachleuchtet? Das kann man
> meist im sub-µm-Bereich beziffern, notfalls auch paar µs, wenn es
> "schlechte" Dinger sind.

Schon etwas älter, passt aber auch für aktuelle Teile:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/354428/ledtau.pdf

Hier ein Link zu einem Paper, das was ähnliches macht:
https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjO15Ha8870AhVNzKQKHW26DsQQFnoECAcQAQ&url=https%3A%2F%2Felib.dlr.de%2F64324%2F1%2Fmst075402_ledpiv_willert_2010.pdf&usg=AOvVaw2Z0QIwl0FE6xRvLVSdaBlW

Grüße,
Jan

Jan schrieb:
> Hier ein Link zu einem Paper, das was ähnliches macht:
> https://elib.dlr.de/64324/1/mst075402_ledpiv_willert_2010.pdf

Ich hab dir den mal entgoogelt.

m.n. schrieb:
> Fpgakuechle K. schrieb:
>> rotzfresch davon ausgehen
>
> Drückt man so eine fehlende Abstraktionsfähigkeit aus?
>
> Der TO hatte eingangs von einem Tropfen geredet.

>
> Es gibt Wassertropfen, Öltropfen ...
> Wassertropfen gibt es auch in ganz feiner Form: Nebel.
>
> Aber gut, mancheiner braucht eben eine Suchmaschine, um Engstirnigkeit
> zu kompensieren.

Naja der eine sagt "Engstirnigkeit"  der andere "Realitätsnahe 
Abschätzung"
Es hat nichts mit 'Engstirnigkeit' in Sinne von 'geistig beschränkt zu 
tun" zu tun, das die Annahmen: 100 km/h und 30µm sind viel zu genau, 
komplett an der realität vorbei sind.

Bei einer scharfen Fotografie auf kurze Distanz sollte man schon von 
einem maximalen delta von Zehntel bis Hunderstel milimeter bestehen und 
die Fallgeschwindigkeit ist zu begin eher bei 10 km/h. Und andere haben
Regentropfen sind jetzt

> Deine Erfindung. Daß diese Tropfen sich senkrecht im freien Fall
> befinden, wurde zuvor nicht gesagt. Ich kann mir durchaus eine
> Versuchsanordnung vorstellen, wo sich die besagten "Tropfen"
> entsprechend beschleunigt waagrecht bewegen.

Kindergartengewäsch, geh einfach davon aus, das wenn profifotographen 
von Blitzdauern im Bereichvom Mikrosekunden für Stroboskopbilder 
sprechen, die auch passend sind. Egal was du dir an "Waagerecht stehend" 
und "eingeölt" vorstellen kannst ;-)

Eine schwarzweiß-Kamera ist eine gute Idee. Die nehmen ein breites 
Spektrum auf. Das ist gut, weil das auch Experimente mit Infrarot-LED 
erlaubt. Farbkameras sehen IR-Licht manchmal gar nicht.

Schnellere LED sind eher rot, nah-IR, manche blaue. Damit hab ich mich 
mal beschäftigt. Gelb, grün, alles mit Farbstoff (weiß, rosa, supergrün 
3V) war langsamer.

Mit entladen der LED-Kapazität wird Licht-aus etwas schärfer, 10-100ns 
ungefähr.

Für eine einzelne LED sieht eine brauchbare Schaltung z.B. so aus.

Florian R. schrieb:
> @F.Gordon
>
> das klingt sehr gut! Hast du zufällig einen Schaltplan?

Den Schaltplan darf ich aus rechtlichen Gründen leider nicht 
veröffentlichen. Der Halbbrückentreiber ist ein HIP4082, die beiden 
MOSFETs dahinter sind IRF7842. Einstellung der Spannung über der 
Kondensatorbank erfolgt mit einem OPV als Regelverstärker plus 
nachgeschaltetem Längstransistor; der Sollwert kommt per PWM aus dem 
Mikrocontroller, der auch das Timing steuert. Die Schaltung selbst ist 
absolut kein Hexenwerk.

> Ein Standard-Blitzgerät besorgen und benutzen. Auslösung über
> potentialfreien Schalter (Relais/Reed/Wasauchimmer).

Am einfachsten ist es wenn man sich bei Ebay fuer 10-20Euro ein altes
SCA300 Blitzgeraet kauft. Die haben unten an der Platine direkt Kontakte
um den Blitz ein und auszuschalten. DA braucht man dann maximal noch 
einen
Transistor und ist am Raspberry angeschlossen. Ausserdem hat man noch 
alle
Moeglichkeiten des Blitzes bezueglich Helligkeitseinstellung.

Die Abbrennzeit haengt von der eingestellen Helligkeit ab. Ich meine
das ging so bis 1/50000s runter.

Olaf

Zum Auslösen ist vielleicht der SmaTrig interessant, auch wenn der für 
normale Kameras und Blitze gedacht ist. Er vereinfacht das treffen des 
richtigen Augenblicks enorm...

http://www.doc-diy.net/photo/smatrig21/

Setzt natürlich ein Auslöser-Eingang voraus.

Oder aber man will es selber machen und baut sich einen 2Ws/2µS Blitz 
selber:
http://www.doc-diy.net/photo/xe2020_highspeed_flash/

Florian R. schrieb:
> Meine aktuelle 50 Watt LED ist, denke ich, zu langsam.

Es gibt durchaus schnelle Power-LEDs, die deutlich unter 1µs Auf- bzw. 
Abblendzeit schaffen, bei manchen steht das sogar im Datenblatt, siehe 
Anhang. Es gibt aber auch welche, die sehr viel langsamer sind. Daher 
muss man normalerweise selbst messen.

Tropfenfotos kann man mit einer ganz normalen Kompaktkamera mit blitz 
machen. Einfach den Raum gut abdunkeln und dann blitz verwenden. Die 
Bilder werden selbst im Makro-Modus gestochen scharf.

Florian R. schrieb:
> Ich benötige eine Schaltung um eine LED im Mikrosekunden Bereich blitzen

Das hört sich schon besser an. Die im Titel genannten Yoktosekunden sind 
einen Faktor 10^18 kürzer und elektrisch nicht zu erreichen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vors%C3%A4tze_f%C3%BCr_Ma%C3%9Feinheiten

Jakob L. schrieb:
> Das kann man sich aus akzeptabler Unschärfe in
> Pixeln, Pixelgröße und Abbildungsmaßstab der Optik ausrechnen oder
> alternativ die akzeptable Unschärfe in Relation zur Tropfengröße
> abschätzen.

Wenn man es genau genau haben will, dann muß man noch unterscheiden, ob 
Farb- oder Grauwertbild. Weil bei Ersteren die Bayermatrix für farbliche 
Unschärfe und damit Farbsäume 'sorgt'. Also bei Farbe lieber mehr Pixel 
(Makro) belichten als wenige.

http://www.optowiki.info/wp-content/uploads/2016/02/cmoschip1.jpg
Beitrag "Bayer-Bildsensor interpolieren"

Die Schaltung mit dem 7667 verwende ich zur Bestimmung der 
Lichtgeschwindigkeit. Anstelle des Lasers kannst du dann ja eine LED 
schalten, ggf. noch mit einem schnellen Transistor/Mosfet dazwischen. 
Die Pulse vom Monoflop 74121 haben eine minimale Länge von ca. 100 ns.

Dann habe ich für meine High-speed-Fotografie auch ein Stroboskop im 
Einsatz. Dessen Blitz dauert rund 20 µsek.

Harald W. schrieb:
> Florian R. schrieb:
>
>> Danke für die Antworten :) ich meine Mikrosekunden 1*10^-6 s
>
> Dann schreib doch bitte µs oder us. :-(

Das ys statt µs hat er aber nicht "selbst erfunden" - sondern
gibt es durchaus an einigen Orten im Web so zu lesen.

(Das mal nur für diejenigen, welche sich über Gebühr darüber
aufregen zu scheinen.)

Lothar M. schrieb:
> Hast du nicht einen in der Nähe, der sich mit sowas auskennt?

Wo wohnst Du, Florian? Es gibt hier gar nicht all zu wenige,
die so etwas (oder sogar viel anspruchsvolleres) längst und/
oder mehrfach gemacht haben. Echt hohe Chancen.

Coroner schrieb:
> durchaus an einigen Orten im Web so zu lesen

Falsch und verwirrend ist es natürlich trotzdem.

Man kann natürlich auch alles gleichmäßig ausleuchten und mit einer 
kurzen Veschlußzeit fotografieren.
Ob das in den 70' zigern mit den Analogkameras und 1/1000sec ging, müßte 
ich nachsehen.
Tropfen konnte man da schon auch mit Hausmitteln knipsen.
Soo schnell sind die nicht.
Moderne Kameras können wesentlich kürzere Zeiten und auch Bilderfolgen.
Ansteuerung über eine Lichtschranke ist auch kein Hexenwerk.

Was hast du überhaupt für eine Kamera?

Harald W. schrieb:
> wird man dafür auch noch gerügt oder sogar beschimpft. :-(

Sorry, mit "über Gebühr" meinte ich nicht Dich. Ich muß mir
mal angewöhnen, genau den/die zu zitieren, die ich meine,
um keine vermeidbaren Mißverständnisse zu provozieren.

Oder die Formulierung anzupassen. Statt des "über Gebühr"
Satzes einfach einleiten mit: "Zu Florians Ehrenrettung
wäre anzumerken, daß er das nicht >>erfunden<< hat. ..."
Hätte auch die relevante Info enthalten.

Gegen solche Korrekturen habe ich im Grunde nichts. Warum
auch? Sie sind ja normalerweise nützlich/hilfreich.