Hallo,
ich habe durch den ganzen Forum geschaut, leider nichts wirklich
brauchbares gesehen.
Ich will eine bestimmte Farbe im Programm vorgeben z.B. RGB (255, 40,
90), der Algorithmus soll mir dann das benötigte PWM-Signal (über
Mikrocontroller) für jeden Farbkanal dementsprechend einstellen, so dass
ich diese Farbe an der RGB-LED wahrnehmen kann.
Hat jemand versucht solch einen Algorithmus zu schreiben? Mit welcher
Genauigkeit kann ich rechnen, dass wenn ich eine bestimmte Farbe
einstelle, die auch bekommen werde?
Danke
Hallo,
Algorithmus wäre dafür ein wenig übertrieben. Entweder dein
Mikrocontroller kann Soft-PWM oder Hard-PWM (AVR PWM), dann
schliesst du noch die RGB richtig an den Controller an und schreibst die
3 RGB-Werte in die 3 PWM-Ausgaberegister.
Gruss
> Mit welcher Genauigkeit kann ich rechnen, dass wenn ich eine bestimmte> Farbe einstelle, die auch bekommen werde?
Du meinst die Farbechtheit? Du kannst nur mit der Genauigkeit rechnen,
die deine LED hergibt. Alles weitere musst du in Software korrigieren.
Deswegen gibt es ja für Monitore entsprechende Einstellungen für
Farbschemata, sog.Farbprofile.
Ralf
Mixer S. schrieb:> Hallo,>> Algorithmus wäre dafür ein wenig übertrieben. Entweder dein> Mikrocontroller kann Soft-PWM oder Hard-PWM (AVR PWM), dann> schliesst du noch die RGB richtig an den Controller an und schreibst die> 3 RGB-Werte in die 3 PWM-Ausgaberegister.>> Gruss
Ich glaube nicht, dass es so einfach geht. Denn wenn ich ein 8-Bit PWM
benutze und für R, G und B-Kanäle irgendeinen Wert einstelle, heißt es
nicht unbedingt, dass es der gewollten RGB Farbe entspricht. Das würde
nur dann der Fall sein, wenn das PWM-Signal bzw. der mittlere Strom
(vorgegeben durch den Duty Cycle) linear mit der Lichtstärke einhergeht,
was ich aber stark bezweifele.
Ralf schrieb:>> Mit welcher Genauigkeit kann ich rechnen, dass wenn ich eine bestimmte>> Farbe einstelle, die auch bekommen werde?> Du meinst die Farbechtheit? Du kannst nur mit der Genauigkeit rechnen,> die deine LED hergibt. Alles weitere musst du in Software korrigieren.> Deswegen gibt es ja für Monitore entsprechende Einstellungen für> Farbschemata, sog.Farbprofile.>> Ralf
Ich meine eher, dass wenn ich die Farbe RGB (234, 23, 9) haben will und
diese durch das PWM-Signal im Programm einstelle, ich diese auch mit dem
Spektrometer messen werde.
> Ich meine eher, dass wenn ich die Farbe RGB (234, 23, 9) haben will und> diese durch das PWM-Signal im Programm einstelle, ich diese auch mit dem> Spektrometer messen werde.
Hm, ich bin kein Opto-Experte, kann mich also täuschen, aber ich glaube
zumindest ohne eine Korrekturtabelle o.ä. wird's nicht gehen, weil man
ja denke ich Streuungen in jeder LED hat.
Ich hab's noch nie probiert ne RGB mit PWMs anzusteuern, aber hier denke
ich ergibt sich das Problem, dass ja dann die einzelnen Farben auch
tatsächlich mal alleine leuchten, in deinem Beispiel oben wird Rot
verglichen mit den anderen Farben sehr lange an sein. Ich könnte mir
vorstellen, dass das dann echt nicht dem gewünschten Effekt entspricht.
Hm... Wäre das hier evtl. die Lösung:
Beitrag "Re: Konstantstrom mit PWM"
Ralf
Richard schrieb:> Ich meine eher, dass wenn ich die Farbe RGB (234, 23, 9) haben will und> diese durch das PWM-Signal im Programm einstelle, ich diese auch mit dem> Spektrometer messen werde.
Das wirst du sowieso nie, egal wie du das machst.
Dazu bräuchtest du eine Lichtquelle, die du in der Frequenz steuern
kannst. Die hast du aber nicht. Du hast nur 3 Lichtquellen, deren
Einzelfrequenzen du zusammenmischen kannst, so dass sich optisch ein
Farbeindruck ergibt. Und der entsteht für dich auch nur dadurch, dass
dein Auge Farbrezeptoren hat, die sich jeweils einzelne Frequenzanteile
heruaspicken und deren Verteilung dann im Gehirn zu einem Farbeindruck
zusammengführt werden.
Ein Spektrometer würde dir aber immer sagen, dass Rot, Grün und Blau
hast. Das ist aber etwas völlig anderes als eine einzelne Frequenzlinie
aus einem kontinuierlichem Spektrum herauszuschneiden.
Farben sind etwas komplizierter als einfach nur: Wir haben da R, G, B
und alles andere interessiert nicht.
Deswegen schrieb er vom Spektrometer, dass die Intensitäten der drei
Teil-Spektren auswerten kann. Danach kann er dann für die r,g und b LEDs
seperat ausmessen.
In Oposition zu einem Spektroskop, dass dass lediglich die Anwesenheit
von Frequenzen anzeigt.
Karl heinz Buchegger schrieb:> Richard schrieb:>> Ich meine eher, dass wenn ich die Farbe RGB (234, 23, 9) haben will und>> diese durch das PWM-Signal im Programm einstelle, ich diese auch mit dem>> Spektrometer messen werde.>> Das wirst du sowieso nie, egal wie du das machst.> Dazu bräuchtest du eine Lichtquelle, die du in der Frequenz steuern> kannst. Die hast du aber nicht. Du hast nur 3 Lichtquellen, deren> Einzelfrequenzen du zusammenmischen kannst, so dass sich optisch ein> Farbeindruck ergibt. Und der entsteht für dich auch nur dadurch, dass> dein Auge Farbrezeptoren hat, die sich jeweils einzelne Frequenzanteile> heruaspicken und deren Verteilung dann im Gehirn zu einem Farbeindruck> zusammengführt werden.> Ein Spektrometer würde dir aber immer sagen, dass Rot, Grün und Blau> hast. Das ist aber etwas völlig anderes als eine einzelne Frequenzlinie> aus einem kontinuierlichem Spektrum herauszuschneiden.>> Farben sind etwas komplizierter als einfach nur: Wir haben da R, G, B> und alles andere interessiert nicht.
Also ein Spektrometer zeigt mir (bei einer Farbmessung) stets den
Farbort (x,y) in einem CIE-Farbraum an:
http://de.wikipedia.org/wiki/CIE-Normvalenzsystem
und dieses repräsentiert die Farbwahrnehmung (also nicht nur
physikalisch) des Menschen.
Ich hatte auch schon die Idee (auch wenn nicht sehr wissenschaftlich)
mir durch Messung solch eine Tabelle zu erstellen:
Farbort (x,y) | i_R | i_G | i_B |
(x1,y1) | 25 | 0 | 0 |
(x1,y2) | 13 | 20 | 56 |
... | ... | ... | ... |
(xn,yn) | 22 | 7 | 0 |
damit würde ich den Zusammenhang zwischen den Strömen (bzw. mittlerem
Strom durch PWM-Ansteuerung)) und dem Farbort herstellen. Allerdings bin
ich mir nicht sicher ob ich diese LookUp-Tabelle auch fitten könnte in
der Form:
(x,y) = (a_0*i_R + b_0*i_G + c_0*i_B, a_1*i_R + b_1*i_G + c1_*i_B) oder
so ähnlich. Allerdings wüsste ich nicht wie man sowas fitten würde...
die umrechnung von x,y nach rgb ist nicht ganz ohne.
zudem musst du die rgb die-s der led einzeln ausmessen und normieren,
mit einem lookup table für jeden farb UND helligkeitsort oder dessen
dynamischer korrektur.
die "gesehene" farbe passt dann, der farbwiedergabeindex ist dennoch für
die füsse.
Klaus.
klaus2 schrieb:> die umrechnung von x,y nach rgb ist nicht ganz ohne.>> zudem musst du die rgb die-s der led einzeln ausmessen und normieren,> mit einem lookup table für jeden farb UND helligkeitsort oder dessen> dynamischer korrektur.>> die "gesehene" farbe passt dann, der farbwiedergabeindex ist dennoch für> die füsse.>> Klaus.
Ich wäre schon froh, wenn ich einen Zusammenhang zwischen dem Farbort
und den Strömen herstellen könnte ...
@... ...: Danke für den Link!
Wir haben so was mal angefangen...
Du brauchst in jedem Fall die Farborte und die Intensitäten der
einzelnen LEDs. Danach dann von xy nach RGB umrechnen. Auf Grund der
Fertigungstoleranzen von LED zu LED aber nicht praktikabel. Während die
Physikfreaks daran geknobelt haben, haben wir Tekkies einfach eine
"idealisierte" Umrechnung genutzt, die imho ausreichend genau ist. Kommt
halt auf Deine Anforderungen an.
Im Bild siehst Du, dass die Werte für R, G und B im Unbuntpunkt
(entsprechend der LEDs) stark abweichen.
robbse
Robert N. schrieb:> Wir haben so was mal angefangen...>> Du brauchst in jedem Fall die Farborte und die Intensitäten der> einzelnen LEDs. Danach dann von xy nach RGB umrechnen. Auf Grund der> Fertigungstoleranzen von LED zu LED aber nicht praktikabel. Während die> Physikfreaks daran geknobelt haben, haben wir Tekkies einfach eine> "idealisierte" Umrechnung genutzt, die imho ausreichend genau ist. Kommt> halt auf Deine Anforderungen an.>> Im Bild siehst Du, dass die Werte für R, G und B im Unbuntpunkt> (entsprechend der LEDs) stark abweichen.>> robbse
Aber wie komme ich nun vom Strom der einzelnen LED-Kanäle für R, G und B
zum Farbort (x,y) ?
Richard schrieb:> Aber wie komme ich nun vom Strom der einzelnen LED-Kanäle für R, G und B> zum Farbort (x,y) ?
Wenn es ganz exakt sein soll hilft nur ausmessen.
Jede LED einzeln
Daher auch die Frage:
Was willst du eigentlich bauen und warum ist es so wichtig, dass der
Farbort 100% exakt stimmt?
Karl heinz Buchegger schrieb:> Richard schrieb:>>> Aber wie komme ich nun vom Strom der einzelnen LED-Kanäle für R, G und B>> zum Farbort (x,y) ?>> Wenn es ganz exakt sein soll hilft nur ausmessen.> Jede LED einzeln>> Daher auch die Frage:> Was willst du eigentlich bauen und warum ist es so wichtig, dass der> Farbort 100% exakt stimmt?
Es geht um eine Diplomarbeit, ich hatte schon mal auch einen Post im
OffTopic-Bereich gepostet, jedoch mit einer etwas anderen Frage, aber
zum gleichen Thema. In der Diplomarbeit geht es um RGB-Backlight für LCD
...
Also mir wäre es viel lieber, wenn ich irgendwie theoretisch von den
Strömen zum Farbort kommen könnte. Aber im worst case muss ich einfach
eine LookUp-Tabelle erstellen mit den Strömen und dem zugehörigen
Farbort.
Nur das Problem mit der LookUp-Tabelle ist die, dass ich sehr sehr viele
Messungen machen muss, um eine einigermaßen mäßige Genauigkeit zu
erreichen. Und wenn ich jeden LED-Strom mit lausigen 3-Bit (!!!)
abstufe, komme ich auf 2^3 * 2^3 * 2^3 = 512 Messungen!
Natürlich wird sich der Farbort von einer LED zur anderen etwas
unterscheiden, aber in diesem Fall ist mir nicht die 100%
Treffsicherheit des Farborts mit den Strömen wichtig, sondern eher die
Theorie dahinter. Und diese Theorie könnte man z.B. eine LED Charge
recht genau beschreiben (denke ich zumindest).
Richard schrieb:> Es geht um eine Diplomarbeit, ich hatte schon mal auch einen Post im> OffTopic-Bereich gepostet, jedoch mit einer etwas anderen Frage, aber> zum gleichen Thema. In der Diplomarbeit geht es um RGB-Backlight für LCD> ...
Vergiss den ganzen Mumpitz.
Besorg dir im Web eine HLS to RGB Umrechnnungsfunktion und verwende die
RGB Werte, die dort rauskommen direkt zur Ansteuerung des Backlights.
H ... Hue Farbort im Farbkreis
L ... Lightness Helligkeitswert der Farbe
S ... Saturation Farbsättigung
Mittels H kann man die Farben im Farbkreis schön durchspielen, so dass
sich beim durchgehen des Wertes von 0 bis 360 eine saubere Abfolge der
Farben von Rot über Gelb über Grün über Cyan über Blau über Magenta
zurück nach Rot ergibt. Sozusagen ein Drehregler, mit dem man die Farbe
einstellt.
Lightness ist die Helligkeit
und Saturation gibt die 'Buntheit' an. An einem Ende steht reines
Schwarz/Weiß in Form von Grauwerten, am anderen Ende der Skala sind die
Farben in ihrer ganzen Pracht.
Alles andere ist massiver Overkill für nichts und wieder nichts.
Kein Mensch setzt sich vor eine Anzeige und misst nach ob das angezeigte
Rot tatsächlich eine Wellenlänge von (keine Ahnung) 440nm hat, oder ob
du um 2 nm daneben bist. Optisch siehst du den Unterschied sowieso
nicht.
Gehen in den Mediamarkt deines Vertrauens und sieh dir die Fernseherwand
an, bei gleichem Bild auf allen Geräten. Keine 2 Geräte werden exakt
dieselbe Farbwiedergabe haben, alle werden sich ganz leicht
unterscheiden. Das macht aber nichts. Ein roter Apfel ist auf allen
Geräten ein roter Apfel, auch wenn jedes rot ein klein wenig anders
aussieht und der Himmel ist auch auf allen Geräten blau, auch wenn es
nicht unbedingt beim genauen hinschauen überall dasselbe Blau ist. Ein
Apfelbaum auf einer Sommerwiese bei blauem Himmel sieht auf allen
Geräten gleich aus, selbst wenn man beim genauen Hinschauen durchaus
Unterschiede in den Farben feststellen kann.
Exakte Farbwidergabe ist eine Wissenschaft für sich. Generationen von
Druckern (die in den Druckereien), Filmherstellern, Monitorhersteller,
Druckerhersteller und sonstige Farbenmischer haben sich damit
beschäftigt. Und was ist dabei herausgekommen? Wenn du eine bestimmte
Wandfarbe haben willst, gehst du in den Baumarkt deines Vertrauens und
wählst dir aus einem Farbfächer eine aus. Für diese spezielle Farbe hat
die Mischmaschine das Rezept parat und mischt die Farbe (aus mehr als
nur 3 Grundfarben!). Und ob die dann an deiner Wand exakt gleich
aussieht wie auf dem Farbfächer, kann dir kein Mensch garantieren.
> Also mir wäre es viel lieber, wenn ich irgendwie theoretisch von den> Strömen zum Farbort kommen könnte. Aber im worst case muss ich einfach> eine LookUp-Tabelle erstellen mit den Strömen und dem zugehörigen> Farbort.> Nur das Problem mit der LookUp-Tabelle ist die, dass ich sehr sehr viele> Messungen machen muss, um eine einigermaßen mäßige Genauigkeit zu> erreichen. Und wenn ich jeden LED-Strom mit lausigen 3-Bit (!!!)> abstufe, komme ich auf 2^3 * 2^3 * 2^3 = 512 Messungen!>> Natürlich wird sich der Farbort von einer LED zur anderen etwas> unterscheiden, aber in diesem Fall ist mir nicht die 100%> Treffsicherheit des Farborts mit den Strömen wichtig, sondern eher die> Theorie dahinter. Und diese Theorie könnte man z.B. eine LED Charge> recht genau beschreiben (denke ich zumindest).
Dann lass die Finger von der Fuscherei, die ich eingeworfen habe!
Nur zur Vollständigkeit: Wir haben aus den RGB-Werten die HSV-Werte
berechnet, und diese dann auf das darstellbare Farbdreieck übertragen;
also beim Farbort von Rot = 0°, Farbort Grün = 120°, Farbort Blau =
240°, Unbuntpunkt = Weisspunkt.
Dann noch die Intensitäten der LEDs zum Unbuntpunkt hin immer mehr mit
einrechnen und schon passt es. Beim Nachmessen eines Farbverlaufs
konnten wir einigermaßen genaue Übereinstimmungen feststellen.
Aber wie gesagt: Das war eine Bastellösung, die in einer Diplomarbeit
nichts verloren hat; es sei denn Du weisst nach warum das so nicht
funktioniert ;)
robbse
So sieht es aus. Wenn die Hersteller jedes einzelne TV exakt
Farbkalibrieren würden, müsste man an den Verkaufspreis wohl noch ein
Paar Nullen dranhängen.
Richard schrieb:> Also mir wäre es viel lieber, wenn ich irgendwie theoretisch von den> Strömen zum Farbort kommen könnte.
Wenn das eine Diplomarbeit wird, dann darf da ruhig Mathematik mit bei
sein...
* LED-Strom gibt Lichttrom in Lumen (siehe LED-Datenblatt)
* Lichtstrom gibt spektrale Energie
* Energieverteilung gibt Farbort
Gruß
Patrick
Qertz schrieb:> So sieht es aus. Wenn die Hersteller jedes einzelne TV exakt> Farbkalibrieren würden, müsste man an den Verkaufspreis wohl noch ein> Paar Nullen dranhängen.
Genauso siehts aus.
Und wehe der Kunde dreht am Helligkeits- oder Kontrastregler!
Solange es nur um den optischen Eindruck geht, ist HSV-RGB bzw. HLS-RGB
gut genug, denn seien wir uns ehrlich: mit RGB einen bestimmten
Farbeindruck zu erzeugen ist, ähm mühsam.
Den Weißpunkt sollte man noch abgleichen, denn speziell beim Weiß und
noch ein wenig beim Gelb fällt ein Farbstich sofort auf. Aber alles
andere ist relativ unkritisch.
Anders sieht die Sache natürlich aus, wenn es sich um ein Messgerät
handelt. Dann ist auch ein hoher Aufwand gerechtfertig, den ein Kunde
selbstverständlich zahlen muss.
Aber wenn du eine Druckerei zum rotieren bringen willst, dann gehst du
mit einem Photo auf CD hin und verlangst davon einen professionellen
Abzug. Aber er muss exakt farbident sein mit dem Ausdruck, den du auf
deinem Tintenpisser produziert hast (Ausdruck liegt bei). Da kannst du
dann mal unerfahrene Drucker so richtig fluchen hören.
Patrick S. schrieb:> Richard schrieb:>>> Also mir wäre es viel lieber, wenn ich irgendwie theoretisch von den>> Strömen zum Farbort kommen könnte.>> Wenn das eine Diplomarbeit wird, dann darf da ruhig Mathematik mit bei> sein...>> * LED-Strom gibt Lichttrom in Lumen (siehe LED-Datenblatt)> * Lichtstrom gibt spektrale Energie> * Energieverteilung gibt Farbort>>> Gruß> Patrick
@Danke an alle für die bereits zahlreichen Antworten, die haben mich auf
die Idee gebracht, wie ich den Zusammenhang zwischen dem Farbort und dem
Strom herstellen könnte (siehe Anhang).
Dabei setze ich voraus, dass das Spektrum jedes R, G bzw. B-Kanals der
LED gaußförmig ist. Die fehlenden Größen lambda(i) und C1(i) kann ich ja
aus dem Datenblatt bzw. aus der Messung relativ leicht bestimmen.
Ich meine es würde so funktionieren, was meint ihr dazu?
Hallo,
noch ein letzter Nachtrag für meine Nachfolger, die auf der Suche nach
dem gleichen Thema waren wie ich ...
Das mit Gauß hat nicht hingehaut, da die Form der spektralen Verteilung
der LED nicht dem Gauß entsprach, der Fehler wäre einfach zu groß. Die
Verteilung der LED ist auch unsymmetrisch, deshalb muss man mindestens
zwei Funktionen Betrachten einmal für die linke Seite bis zu lambda_max
und eine für die rechte Seite.
Als Funktion eignet sich gut die zweite Ableitung der Cauchy
Distribution, mit
f(x) = A / (1 + ((x-x_0)/W)^2)^2
es kann sicherlich eine andere Funktion gefunden werden, die sich besser
eignet, aber der Vorteil dieser ist der, dass sich die Parameter sehr
gut interpretieren lassen.
A = P_max bei lambda_max
x_0 = lambda_max
W = Stromabhängige Breite der Kurve (denn diese wird etwas verzehrt).
A, x_0 und W lassen sich sehr leicht mit ein paar Messungen in Matlab
fitten.
Ich habe vergeblich versucht, die Kurvenschar für verschiedene Ströme
durch Matlab fitten zu lassen um P(lambda, i_R) rauszubekommen. Aber mit
diesem Ergebnis bin auch zufrieden ...
Richard schrieb:> Die Verteilung der LED ist auch unsymmetrisch, deshalb muss man mindestens> zwei Funktionen Betrachten einmal für die linke Seite bis zu lambda_max> und eine für die rechte Seite.
Pardon, aber ich muss doch nochmal nachfragen: Die xy-Farbkoordinaten
von den LEDs stehen doch im Datenblatt und sind hoffentlich unabhänig
von dem Strom. Die Intensität pro Strom ist doch vermutlich auch
bekannt.
Damit ist die resultierende Farbe eine lineare Kombination (mit
positiven Gewichten) aus den drei Farborten, wie man das von den
typischen Dreiecken zu RGB-Farbräumen her kennt. Das kann (und sollte)
man in einer Diplomarbeit natürlich mit den Integralen über die Spektren
rechtfertigen, man sieht da aber sehr direkt, dass sich die Integrale
natürlich additiv verhalten und das direkt auf die Farborte
durchschlägt.
Ohne das jetzt nachgerechnet zu haben wird man letztlich bei sowas hier
landen:
1
x = (Rx * Ir + Gx * Ig + Bx * Ib) / (Ir + Ig + Ib)
wobei Rx, Gx, Bx der x-anteil des Farborts ist und Ir, Ig, Ib die
Intensität des Lichts ist (ggf. muss man also noch Strom nach Intensität
umrechnen). Analog für y.
Ok, eventuell muss man nochmal gucken, wie sehr sich der Farbort der
LEDs mit dem Strom verändert, das Diagramm von dir sieht ja so aus, als
würde sich das mit mehr Strom nach oben verlagern. Aber das ist das
schwierigere Problem gegenüber der Kombination der drei LEDs.
Viele Grüße,
Simon
Richard: Das sieht mir auf den ersten Blick wie eine Weibull-Verteilung
aus.
F(x) = 1 - e^(a * x^beta)
Vielleicht hilft dir das Stichwort weiter um ein genaueres
mathematisches Modell zu finden. Der Weg über die Ableitung der
Cauchy-Verteilung erscheint mir doch recht umständlich.
Danke nochmal für die Anregungen! Ich poste mal auch das Datenblatt ...
@Simon:
Im Datenblatt ist lediglich die relative Lichtstärke (Luminous
intensity) angegeben.
Hmm, ich kann nicht ganz nachvollziehen wie der Zählerterm zustande kam,
denn der Farbort ist über die Tristimuluswerte X,Y,Z folgendermaßen
definiert:
x = X/(X+Y+Z), y = Y/(X+Y+Z) (1)
und
X = int(P(lambda)*x(lambda))d_lambda, analog
Y = int(P(lambda)*y(lambda))d_lambda
wobei x(lambda) und y(lambda) Empfindlichkeitskurven des Auges sind.
Es gilt aber auch für Lichtstärke (Luminous intensity):
I = d_X(lambda)/d_omega, mit omega als Winkel.
Also sind Lichtstärke und spektrale Verteilung über Ableitung des
Integralls miteinander verbunden. Also könntest du die Gleichung nach X
in Abhängigkeit der Lichtstärke auflösen und in (1) einsetzen.
Dann hätte man sowas ähnliches wie in deiner Gleichung ... Es könnte gut
sein, dass es zur groben Einschätzung gut dienen kann. Aber die Profs
sind da sehr pingelig und wollen alles hergeleitet haben.
@Frank Bär:
Die Funktion sieht tatsächlich aus wie meine spektrale Verteilung,
allerdings habe ich Matlab jetzt probiert den Datensatz mit lambdas und
Intensitäten zu geben, damit er mir mit dem Weibull-Ansatz den Datensatz
fittet. Aber der weigerte sich und gab nur eine Flache Linie raus, mit
dem Hinweis, dass es die beste Approximation wäre ... :)
Anscheinend lässt sich die Funktion für Wellenlängen (Bereich ~nm) nicht
annähern und die einzelnen Parameter lassen sich nicht so schön und
nachvollziehbar interpretieren.
Oh fsck, ich habe mir gerade einen schon ziemlich länglichen Text
weggelöscht.
Ich gehe mal gepflegt eine Runde Foren-und-Webbrowser-hassen, sorry.
Viele Grüße,
Simon
vim öffnend
Ok, neuer Versuch...
Ich glaube Du machst Dir ein Problem wo gar keins ist.
Du willst PWM verwenden. Das heißt insbesonders, dass durch
die LED immer der gleiche Strom fließt (solange sie eben
eingeschaltet ist). Insbesonders kannst Du damit das
Diagramm auf Seite 9 oben links gepflegt ignorieren.
Genauso kannst Du die Diagramme auf Seite 10 ignorieren -
der Strom im eingeschalteten Zustand ist immer der gleiche.
Du musst nicht mit dem langfristigen Durchschnittsstrom
rechnen, sondern mit dem Strom, der im eingeschalteten
Zustand durchfließt.
Nehmen wir mal 20mA an, weil das ganze Datenblatt damit
arbeitet.
Bei der Herstellung wurden die LEDs in verschiedene
Farbortgruppen einsortiert, je nachdem, welche Farbe sie bei
20mA haben. Die Einteilung der Gruppen siehst Du auf Seite
5. Es gibt für Rot nur eine Farbortgruppe, die unten links
mit den Eckpunkten eines Vierecks im Chromatizitätsdiagramm
spezifiziert ist. Für Grün und Blau gibt es je 4 Gruppen,
welcher Gruppe Deine LED angehört, kannst Du der
Bauteilbezeichnung entnehmen.
Ich mache mir hier mal das Leben noch ein bischen einfacher,
indem ich statt dem Viereck z.B. den Mittelpunkt nehme. Die
roten LED chips betrachte ich im folgenden also so, als
hätten sie Rx = 0.6938 und Ry = 0.3013 (Mittelwert der
vier Eckpunkte), bei Grün und Blau dann natürlich für die
verschiedenen Gruppen unterschiedlich, aber welcher Gruppe
deine LED angehört, weißt Du ja.
So, jetzt habe ich einen Hänger, wo ich sehr relevante Daten
dem Datenblatt nicht entnehmen kann.
Es geht um die Helligkeit der LEDs zueinander: Wenn ich
jeden LED-Chip mit 20mA kontinuierlich einschalte, bekomme
ich ja einen (ungefähr) weißen Farbeindruck. Das hängt
offensichtlich davon ab, wie das Verhältnis der (absoluten)
Helligkeiten zueinander ist.
Auch hier findet eine Gruppierung der LEDs nach Helligkeit
statt, siehe S. 6. Allerdings kommen mir diese Gruppen sehr
breit vor. Eventuell muss man hier mit der tatsächlichen LED
einmal das 100%-Weiß nachmessen und so rückwärts auf die
relativen Gewichte der verschiedenen Farben zueinander
schließen. Gleich nochmal mehr dazu.
Es ist anhand der CIE-Integrale für X, Y, Z sehr leicht
einzusehen, dass sich die (x,y)-Farben additiv verhalten.
Angenommen, die drei LED-Chips wären "gleich hell" (wir
ignorieren also erstmal das eben angesprochene Problem),
dann könnte man den Farbort der Mischfarben folgendermaßen
bestimmen:
Seien pr, pg, pb die PWM-Prozentwerte für Rot/Grün/Blau und
gelte pr + pg + pb = 100%. Dann gilt:
x = (Rx * pr + Gx * pg + Bx * pb)
y = (Ry * pr + Gy * pg + By * pb)
Das brauchen wir nur minimal anzupassen, wenn wir
pr + pg + pb != 100% zulassen wollen:
x = (Rx * pr + Gx * pg + Bx * pb) / (pr + pg + pb)
y = (Ry * pr + Gy * pg + By * pb) / (pr + pg + pb)
Mit pr = pg = pb = 100% ergibt sich für unser Mischweiß:
Wx = (Rx + Gx + Bx) / 3
Wy = (Ry + Gy + By) / 3
Aber hier kommt jetzt die reale Welt ins Spiel. Wenn wir das
Mischweiß nachmessen, kommen wir vermutlich auf einen
anderen Farbort, nennen wir ihn (Wx', Wy'). Wir müssen jetzt
einen Weißabgleich durchführen. Das kann man - wieder das
gleiche Argument mit der Linearität der Integrale - mit
fixen Korrekturkonstanten kr, kg, kb erreichen, die man mit
folgendem Gleichungssystem bestimmen kann:
Wx' = (Rx * kr + Gx * kg + Bx * kb)
Wy' = (Ry * kr + Gy * kg + By * kb)
kr + kg + kb = 1
Das ist ein Gleichungssystem mit drei Gleichungen und drei
Unbekannten: lösbar. Dafür muss man natürlich Wx' und Wy'
entweder gemessen haben, oder doch noch irgendwie im
Datenblatt gefunden habe...
Kennt man diese Konstanten, kann man die allgemeine
Farbmischung so formulieren:
x = (Rx*kr*pr + Gx*kg*pg + Bx*kb*pb) / (pr + pg + pb)
y = (Ry*kr*pr + Gy*kg*pg + By*kb*pb) / (pr + pg + pb)
Analog zum Weißabgleich kannst Du natürlich umgekehrt ein
Gleichungssystem lösen um von gegebenen (x,y) auf deine
gewünschten Prozentwerte zu kommen.
So. Ich finde das eigentlich vergleichsweise überschaubar,
insbesonders weil hier die ganzen Frequenzspektren nur sehr
indirekt ins Spiel kommen (nämlich um zu rechtfertigen, dass
man so rechnen darf, wie ich es oben getan habe).
Ich hoffe, das hilft Dir weiter.
Viele Grüße,
Simon
Simon Budig schrieb:> Ok, neuer Versuch...
Ok, jetzt verstehe ich Deine Rechnung.
Ja, es kling sehr nachvollziehbar. Auch wenn der Strom verändert wird
kann man sich die Abhängigkeit der Lichtstärke vom Strom (S. 9, oben)
berechnen lassen.
Allerdings hast du recht mit der Angabe über die Streuung der
Lichtstärke von der jeweiligen Charge (S.6), sehr sehr hilfreich wäre
die Angabe im Datenblatt (wie Du es bereits erwähnt hast) die Angabe
über die Lichtstärkeanteile der einzelnen Farben (R,G,B) für z.B. 20mA.
Also ein riesen Danke für den ausführlichen Bericht, der hat mir einen
Denkstoß in die andere Richtung gegeben!
Ich werde auf jeden Fall mit dem Spektrometer Deine Vorschläge
überprüfen!
Und mir nochmal Gedanken über Optische Effizienz [lm/W], Lichtstärke,
etc. machen, vielleicht kann ich diese Größen noch konstruktiv in
Verbindung bringen ...
