Frage an Augenspezialisten

[joerg.b]

@luckylu1

Nee, es ist nicht so, daß ich Deine Vorschläge nicht geprüft hätte, ich habe sie nur nicht besonders aufgeführt. Konkret habe ich die Frequenz stufenlos variiert. Bei mir hat aber keine Frequenz (auch die von Dir erwähnten 200 Hz nicht) dazu geführt, daß sich meine Helligkeitsempfindung geändert hat. Das von Dir favorisierte Tastverhältnis von 33% habe ich nicht dokumentiert, ich bin mir aber durch meine "Spielerei" mit dem Versuchsaufbau sehr sicher, daß dieses Tastverhältnis auch keine Besonderheit bezüglich der Helligkeit verursacht hat. (Wenn ich nicht schon wieder abgebaut hätte, würde ich diese Einstellung nochmal explizit einstellen, aber der Aufbau ist schon wieder weg.)

Für einen echten Effizienzvergleich müßte ich tatsächlich nicht den Strom, sondern die Leistung heranziehen. Hier hast Du zwar Recht, der Bezug auf den Strom war von mir aber bewußt gewählt worden, weil:

1. Mein Versuchsaufbau sich so praktisch schneller einstellen ließ und
2. der gepulste Betrieb bei Berücksichtigung der bei höheren Strömen steigenden LED Durchlaßspannung nochmals in Nachteil gerät. Wenn ich beim Pulsen bei gleichen effektiven LED Strom schon den Eindruck habe, daß der gepulste Betrieb eher einen Tick dunkler wirkt, so muß man sich darüber klar sein, daß der höhere Pulsstrom eine höhere LED Durchlaßspannung zur Folge hat. D.h., die LED wirkte einen Tick dunkler, obwohl die LED beim Pulsbetrieb eine höhere Leistung als im kontinuierlichen Betrieb verbraten hat.

Als Resumee sehe ich eine Modulation zur Effizienzsteigerung als chancenlos an.

[luckylu1]

danke, das ist doch eine aussage mit der ich auch etwas anfangen kann, dann muss ich nicht selbst rumexperimentieren. wäre ja auch zu schön gewesen.......

synvox, du hast wieder mal recht gehabt, aber irgendwann ....... hab ich auch mal recht Lol

[synvox]

Luckylu1, du hast in diesem Forum ja schon oft deine grossen Kenntnisse in der Elektronik und der Schaltungsentwicklung bewiesen, also brauchst du dein Licht nicht unter den Scheffel zu stellen . Und schliesslich gilt auch hier nur das Gesetz der Wahrscheinlichkeit: Wer viel postet, hat auch die grösseren Chancen, mal etwas nicht ganz so korrektes zu schreiben .

Joerg.b, danke dass du dir die Mühe gemacht hast, das mal wirklich objektiv zu testen und deine Ergebnisse auch zu unterbreiten. Diese Behauptung einer physiologisch bedingten Helligkeitssteigerung bei Pulsbetrieb von LEDs habe ich nämlich auch schon öfter in Foren gelesen, das Gerücht hält sich eben hartnäckig und wird durch Halbwissen und Halbwahrheiten (und vielleicht auch Wunschdenken) genährt.

Gruss
Neni

[juk]

Also, das da gar nichts dran ist, kann ich nicht glauben.

Ich habe bei Versuchen festgestellt, das der Mensch, einen Blitz, der nur wenige 10ns dauert sehen kann und diesen als deutlich hell und auch als länger als 10ns einschätzt. Auch die von dem Blitz beleuchtete Umgebung kann man gut erkennen.

(Der Blitz war der Zündvorgang einer Xenon HID-Lampe, den ich während meiner Diplomarbeit untersucht habe. Die Lampe wurde dabei nicht durchgezündet und betrieben, sondern nur der reine Zündvorgang, der ein paar 100ns dauert. Die reine Dauer des Zündblitzes habe ich mit einer Streakkamera auf ca 100ns vermessen.)

[Mirfaelltkeinerein]

Diesen Effekt kann man sich auch als sparsame Kontrolllampe zunutze machen, indem man eine LED nur etwa einmal pro sekunde für sehr kurze Zeit mit hohem Strom betreibt (diffuse rote Standard-LED mit ca. 1A). Der Blitz ist sehr auffällig und die Gesamtschaltung braucht im Mittel nur sehr wenig Strom (z.B. einige Mikroampere). Ob man dabei schon geblendet wird, weiß ich nicht (glaube ich eigentlich nicht), aber es ist auf jeden Fall sehr auffällig.

[synvox]

@juk:
Ich habe nicht behauptet, dass wir kurze Lichtblitze nicht sehen bzw. dass uns ein kurzer Lichtblitz nicht hell genug erscheinen würde. Ich kenne zwar die Eigenschaften dieses Zündvorganges nicht, da bist du sicher eher der Experte darin, aber ich nehme mal an, das die Licht-Intensität während dieser kurzen Zeitspanne recht hoch ist.
Unser Auge (bzw. die Sehzellen) ist ein integrierendes System, ähnlich einem CCD-Chip oder einem Lichtempfindlichen Photopapier, also gewissermassen auch ein Photonenzähler. Wenn nun also genügend Photonen während dieser 10ns ins Auge gelangen, dann sehen wir auch etwas. Die empfundene Dauer des Lichtblitzes entspricht etwa der Dauer einer Sakkade (virtuelle Belichtungszeit des Auges, ca. 20ms), weil das der kürzeste Zeitabschnitt ist, den wir visuell noch auflösen können.
Das was ich sage ist, dass wenn du einen Blitz von ungefähr halber Intensität aber dafür 20ns lang erzeugen würdest und beide Blitze von der Intensität her im linearen bzw logarithmischen Bereich der Licht-Erregungs-Kurve sind, dann wird man bei beiden Blitzen ungefähr die gleiche Helligkeit empfinden.
Voraussetzung ist natürlich auch, dass das Licht auch wirklich im vorgegebenen Zeitrahmen an und wieder ausgeht ohne aufgrund von physikalischer Eigenschaften der Lichterzeugung zum Bsp. länger nachzuleuchten etc.

Gruss
Neni

[juk]

@juk:
Ich habe nicht behauptet, dass wir kurze Lichtblitze nicht sehen bzw. dass uns ein kurzer Lichtblitz nicht hell genug erscheinen würde. Ich kenne zwar die Eigenschaften dieses Zündvorganges nicht, da bist du sicher eher der Experte darin, aber ich nehme mal an, das die Licht-Intensität während dieser kurzen Zeitspanne recht hoch ist.

Ich habe zwar nie absolute Intensitäten vermessen, sondern nur Spektroskopische Messungen von 200nm bis 650nm mit einer Auflösung von 0.04nm gemacht, bei denen ich nur reletive Intensitäten betrachtet habe.

Der gemessene Spitzenstrom von über 100A, der in einer Strecke von 3.8mm im Zündblitz umgesetzt wird, läßt aber brutale Intensitäten vermuten...

Ok, alles klar, ich hatte dich also etwas falsch verstanden.

[Mirfaelltkeinerein]

@juk: Ich hoffe, du hast da nie direkt reingeguckt . Oder wenn, dann nur aus gebührendem Abstand.

[juk]

Schon alleine wegen der diversen extrem starken UV-Linien war ich mit einer direkten Betrachtung vorsichtig.

Ansonsten wirkte der Glaskörper von den Brennern auch ein wenig als Zerstreuungslinse. Ich hatte spezielle Produktionsvorstufen von dem eigentlichen Brenner zur Untersuchung da.

Der mich betreuende Doktorant hat sich allerdings mit den Dingern mal übel die Augen verblitzt! Nach so einer Zündreihe mußten die Dinger immer wieder eingebrannt werden, damit die Elektroden und das eingebrachte Salz wieder in den ursprünglichen Zustand vor der Zündung versetzt wurde. Dabei hat er wohl mal in den Brennstand gesehen, 8x 30W HID-Xenon-Licht ohne UV-Filter... Die entstandene Bindehautentzündung war nicht ohne...

[Mat2k]

Hallo, grundsätzlich verstehe ich die ganzen Versuchsaufbauten nicht wirklich. ^^
Es sind so wie es aussieht auch einige Falschaussagen vorhanden zu dem Thema.
Das menschliche Auge kann lediglich etwa 20 Bilder pro Sekunde erfassen.

Weiterhin wirst du durch ein Pulsen mit 20 oder 200 Hz keinen Unterschied in der Helligkeit feststellen.
Es geht hier um einen Effektivwert der Leuchtzeit. Da du bei herkömmlichen Pulsgeberschaltungen eine Periode mit 50% hell bzw. dunkel hast, ist die effektive Leuchtzeit auch nur 50%. Die Helligkeit mit Puls-Schaltungen kannst du lediglich über das Impuls-Pausen-Verhältnis einstellen.

Es ist das gleiche Prinzip wie der Dimmer im Wohnzimmer. Die Frequenz bleibt gleich, aber das Impuls-Pausen-Verhältnis wird verändert. Dadurch erscheint die Lampe für unser Auge heller bzw. dunkler.

Klar lässt sich durch Pulsweitenmodulation entsprechend Energie einsparen, da dein Leuchtmittel ja nicht dauerhaft bestromt wird. Je kleiner deine Impulszeit, desto geringer die aufgenommene Leistung.

Grüße, Mat.

EDIT: Achja, es gibt Möglichkeiten, diese PWM-Schaltung mit einem herkömmlichen NE555 aufzubauen.

[Mirfaelltkeinerein]

Öhhhmmm, Mat, es ging darum zu klären, ob es möglich ist, aufgrund der menschlichen Wahrnehmungsphysiologie bei gepulst betriebenen LEDs bei gleichem Energiebedarf einen helleren Seheindruck zu erzeugen als bei kontinuierlich leuchtenden LEDs. Das Puls-Pausen-Verhältnis muss dabei natürlich nicht bei 1:1 liegen.
Diese Frage wurde letztlich, m.E. recht ausführlich, mit nein beantwortet.

[Mat2k]

Dürfte angesichts der Glühbirne im Wohnzimmer ja schon seit mittlerweile über 100 Jahren geklärt sein die Frage... ^^
Du beleuchtest mit 50 Hz. Da ich davon ausgegangen bin, dass jeder weiss, dass bei steigender Frequenz die Helligkeit nicht zunimmt (zumindest die, die hier im Forum sind), dachte ich, dass es an einer el. Erklärung fehlt...

Aber hast schon recht ^^

Grüße, Mat.

[Synthy82]

Vielleicht noch ein Wort zu den Leuchtstofflampen... Wenn man die Frequenz erhöht, entfallen die sonst nach jeder Halbwelle auftretenden Wiederzündspitzen. Für den Fall, dass diese zusätzliche Energie benötigen, würde sich der Gesamtwirkungsgrad erhöhen.

[Mirfaelltkeinerein]

Bei Glühlampen hat man kein 50Hz-Flackern, das auch höchstens ein 100Hz-Flackern wäre, weil der Glühdraht thermisch so träge ist, dass er einfach kontinuierlich leuchtet. Das hat mit dem Problem hier also nicht viel zu tun. Bei Leuchtstofflampen sieht das anders aus.

[luckylu1]

mmm, die formulierung ist nicht ganz richtig, es gibt schon eine helligkeitsmodulation bei glühlampen, diese ist sogar bei wesentlich höheren frequenzen noch nachweisbar.

[Synthy82]

Bei manchen Glühlampen ist das sogar noch zu sehen, wenn man mit den Augen rollt. Wenn nicht so, dann immerhin durch einen Türspalt.

[Mirfaelltkeinerein]

Ok, eine gewisse Helligkeitsmodulation gibt es natürlich immernoch (auch wenn ich die nicht sehe). Aber flackern tun Glühlampen eigentlich nicht (außer, sie gehen gleich kaputt und der eigentlich durchgebrannte Glühfaden bekommt noch ab und zu Kontakt).

[Synthy82]

Das ist manchmal auch lustig. Es kommt vor, dass das Licht eingeschaltet ist und die Lampe Helligkeitsmodulationen und Geräusche macht. So als letztes Lebenszeichen im Betrieb. So lange sie eingeschaltet ist, leuchtet sie auch noch, beim nächsten Mal nicht mehr.

[luckylu1]

wir haben früher in unserer werkstatt ab und an mal nen kollegen geärgert indem wir die glühlampe nachbeschleunigt haben, bei eingeschalteter lampe mit einem finger auf den glaskolben tippen, beim richtigen schwung, verdreht sich innen die glühwendel, überschlägt sich und hakt sich fest, da sie ja heiss ist, verschmilzt die berührungsstelle und eine 60W lampe leuchtet dann wie 100W aber nicht so lange. Lol......

ein anderes mal entdeckte ich in einem lebensmittelladen kaliumkarbonat in tüten, war zum backen bestimmt....
da viel mir doch ein, das ich noch etwas schwefel und salpetersäure hatte und holzkohle ist ja nicht wirklich schwer zu beschaffen.... also hab ich etwas gerührt und gemixt und getrocknet und zerrieben und schon hatte ich
etwa 1kg schwarzpulver, der erste test auf einem blech verlief auch sehr erfolgsversprechend. *g*
am nächsten tag erzählte ich das meinem kolegen und wir suchten nach einem elektrozünder, da wir an dem tag länger bleiben mussten, passte es, auserkohren hatten wir dann eine defekte leuchtstofflampe, nur wie aufmachen, ohne das der glühfaden bricht? da nahm mein kolege die leuchtstofflampe, schaltetete den schleifbock ein und...... in dem moment kam unser technischer direktor durch die tür..... dieses dumme gesicht, was der gemacht hat, werde ich mein leben lang nicht vergessen, es war noch monatelang unser liebstes thema, wir haben mehrmals tränen gelacht als wir das anderen erzählten.

ach mist, ist ja alles off-topic