Hallo liebe Mitglieder des Forums,
zur Dokumentation und für Referenzzwecke wollte ich hier gern
drei Fotos einstellen.
Fotografiert habe ich eine Lamelle eines
mighty mini blowers Sunon Ub5u3-10 30x30x3mm 5V UB5U3
mit 9500 RPM im Durchlicht.
Die Bahngeschwindigkeit an der Aussenkante der Lamelle beträgt
etwa 36km/h
Fotografiert habe ich durch ein 5x Objektiv mit einer Panasonic Lumix GH-1
mit Ofenrohradaption, geblitzt durch eine Blitzbox aus dem Hause Stahlschmidt.
36km/h auf dem Objektträger sollten doch bei 5 facher Vergrößerung im
Zwischenbild dann 180km/h geben, richtig?
Bild1: Lüfter aus
Bild2: Lüfter an, 1/4000s Belichtungszeit HS-Blitzen
Bild3: Lüfter an, 1/160s Belichtungszeit, TTL Automatik
Viele liebe Grüße
Timm
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/80364_8998093.jpg) (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6518512657/)
Blitzaufnahme (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6518512657/) by DrSvanHay (http://www.flickr.com/people/68970120@N02/), on Flickr
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/80364_33377499.jpg) (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6518508421/)
Blitzaufnahme (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6518508421/) by DrSvanHay (http://www.flickr.com/people/68970120@N02/), on Flickr
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/80364_26300196.jpg) (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6518509715/)
Blitzaufnahme (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6518509715/) by DrSvanHay (http://www.flickr.com/people/68970120@N02/), on Flickr
Hallo Timm,
Potzblitz!!!
Super Idee - so genial einfach, dass man sich wundert, nicht selbst darauf gekommen zu sein. Woher kennst Du denn die Geschwindigkeit der Lüfterflügelkante? Aus der Drehzahl errechnet?
Herzliche Grüße
Peter
Lieber Timm,
bitte für mich noch zur Klarstellung: ist die 3. Aufnahme geblitzt? Beträgt die Synchronisationszeit der Kamera 1/160s?
Gruß Jürgen
Hallo,
@Peter
der Sunon ist natürlich auch besonders geeignet, weil er nur 3mm hoch ist. Ich grübele
auch schon seit langem, was man nehmen könnte.
Die Bahngeschwindigkeit ergibt sich aus der Drehzahl zu 38km/h und aus der
Stroboskopaufnahme in Bild 2 zu 35km/h ich habe das einfach mal gemittelt.
Könnte man sicher noch genauer messen.
@Jürgen
Die Synchronzeit ist 1/160, die Aufnahme ist geblitzt.
Aus der Unschärfe habe ich eine Blitzdauer von 1/50000s errechnet, was
angesichts systematischer Ungenauigkeiten mit etwas Glück die richtige
Größenordnung wiedergeben könnte.
Viele liebe Grüße
Timm
Hallo
Ich vermute, dass es hier darum geht die Blitzabbrennzeit zu messen.
Messen der Blitzdauer oder Abbrennzeit
Um unverwackelte Aufnahmen in der Makro- und Mikrofotografie zu erhalten ist unter anderem eine sehr kurze Belichtungszeit nötig.
Zur Angabe der Abbrennzeit eines Blitzgerätes verwende ich t0.5, das heisst, dass vom Erreichen des 50%igen Maximums die Zeit gemessen wird, bis der Wert wieder auf 50% absinkt.
Weniger geeignet sind Fototransistoren, da die Anstiegszeit und Abfallzeit bei etwa 5-15 Mikosekunden liegt. Fototransistoren müssen über eine separate Spannungsquelle betrieben werden.
Besser geeignet ist eine Fotodiode deren Anstiegszeit und Abfallzeit bei etwa 5 Nanosekunden liegt. Die Fotodiode kann parallel mit einem 10 Ohm Widerstand an den Mikrofoneingang einer Soundkarte des Computers angeschlossen werden und die Kurve mit einem Audioprogramm (z.B. Audacity ist Freeware) betrachtet und ausgemessen werden.
Zu beachten ist, dass der Blitz nicht zu nahe bei der Photodiode ist, 2-4 Meter Abstand sind nötig. Bei einer zu nahen Distanz wird die Diode übersteuert, die Kurve ist in ihrem Maximum flach und es wird über die Lichtdauer hinweg Spannung gemessen. Der Eingangsregler des Mikrofoneinganges sollte etwa auf 80% stehen, damit auch hier keine Übersteuerung erfolgt. Es ist darauf zu achten, dass die Soundkarte und die Software das analoge Eingangssignal mit einer Samplingfrequenz von 96kHz digitalisieren, sie sind entsprechend einzustellen.
Eine richtig gemessene Kurve bei voller Leistung erkennt man daran, dass die Spannung schnell bis zum Maximum ansteigt und dann im Maximum absolut rund wieder langsam in etwa einer e-Funktion absinkt.
Bei gedrosselter Leistung wird die Kurve nach einer gewissen Zeit plötzlich abfallen.
Bei noch mehr gedrosselter Leistung des Blitzgerätes wird die Kurve abfallen, bevor die maximale Leistung (Spannung oder Helligkeit) erreicht wird.
Diese Methode lässt es zu, Blitzgeräte auszumessen und miteinander zu vergleichen.
Diese Messung der Abbrennzeit des Blitzes ist einfach und preisgünstig. Man muss sich aber bewusst sein, dass diese Messwerte nicht absolut genau sind! Sie dienen lediglich dazu, unter in etwa vergleichbaren Umständen Blitzgeräte miteinander zu vergleichen. Der Zeitmesspunkt von t0.5 (halbe Spannung oder -6db) ist nur annähernd zu finden, da die Kurve (der Fotodiode, der Soundkarte und der Software) in ihrer Amplitude nicht absolut linear ist.
Als Fotodiode verwende ich:
SIEMENS Silizium-PIN-Fotodiode mit sehr kurzer Schaltzeit SFH 203.
Sie ist zum Preis von etwa 1 Euro erhältlich.
Meine Vergleichsmessungen haben ergeben (es sind keine verbindlichen und absolute Zahlen!):
Nikon Speedlight SB-16 (bei Stellung "MD" ist die Blitzdauer etwa t0,5 = 1/10'000 sek.).
Nikon Speedlight SB-800 (bei 1/128 Leistung ist die Blitzdauer etwa t0,5 = 1/33'000 sek.).
SUNPAK Pro-System 622 Super (bei 1/128 Leistung ist die Blitzdauer etwa t0,5 = 1/16'000 sek.).
SUNPAK auto 16R pro, Ringblitz (bei 1/256 Leistung ist die Blitzdauer etwa t0,5 = 1/33'000 sek.).
Studio-Blitzgeräte besitzen eine hohe Leitzahl (z.B. 55) die Abbrennzeit ist aber üblicherweise über alle Leistungsstufen (volle bis 1/32 Leistung) gleich lang. Sie liegt typischerweise bedingt durch die lange Blitzröhre bei etwa 1/200 sek. bis 1/1'000 sek. Abbrennzeit. Eine reduzierte Leistung wird durch eine geringere Helligkeit erreicht. Sie sind somit für
Makro-Fotografie nicht geeignet.
Gut Licht
Kurt
Hallo Kurt,
nein, darum ging es nicht.
Es ging um die Auswirkung der Blitztechnik im Zusammenspiel mit
bekannten und definierten Bewegungsabläufen und die Untersuchung
der beiden unterschiedlichen Blitztechniken High-Speed-Blitzen und
TTL Blitzen auf die Darstellung von Bewegungsabläufen wiederum im
Verhältnis zu deren Geschwindigkeit.
Der Rotor dieses Lüfters passt da schon mal ganz gut:
immerhin, das Intervall 35-38 km/h im Zusammenspiel mit einem
mikroskoptauglichen Objekt von nur 3mm Dicke.
Bezüglich der Unschärfe würde ich anmerken, dass der Rotor sich immerhin
10 000 000 µm in der Sekunde bewegt. Was schon ziemlich schnell ist.
Die stroboskopartige Beleuchtung beim High-Speed blitzen finde ich zum
Beispiel ein sehr interessantes Ergebnis.
Die Abschätzung der Blitzdauer über die Unschärfe war eine bloße Spielerei. Ein
Prof. für Experimentalphysik liebte solche aus der Hüfte Rechnereien und hat
mich damit infiziert. Immerhin, meine Annahme, dass die Blitzzeit aufgrund der
Unschärfe kürzer als 1/9000 war, deckt sich ja ganz gut mit Deinen Aufzeichnungen.
Viele liebe Grüße
Timm
Hallo Kurt,
eines noch: die Anordnung mit der Soundkarte habe ich schon letztes Mal sehr bewundert! Und natürlich würde so eine Messung mein kleines Experiment noch sehr abrunden. Ich hoffe die Diode morgen in der Post zu finden und bin sehr gespannt, wie lang der Blitz wirklich war! Alles unter 1/10000 würde ich als Erfolg feiern!
Viele liebe Grüße
Timm
@Kurt
Du hängst also die Fotodiode an einen kleinen Schaltkreis und den dann per 3.5mm-Klinke an die Soundkarte, um die Abbrennzeit zu messen?
Das ist ja so was von geil. Was braucht es sonst noch dazu? Ich will das auch bauen :-]
@alle
Da wahrscheinlich nicht allen klar ist, was der Unterschied zwischen dem 2. und dem 3. Bild ist (oder sind auch alle Blitzfreaks hier? ;)) –
Bild 2 ist mit HSS (High-Speed Sync) bzw. bei Nikon FP-Sync aufgenommen. Bei einer Verschlusszeit von 1/4000 s ist bei einer Spiegelreflex der Verschlussvorhang immer nur einen kleinen Spalt weit offen, der ganze Belichtungsvorgang dauert aber meist 1/160 s. Bei teureren Kameras etwas weniger. Durch den kleinen Schlitz wird trotzdem jeder Pixel nur 1/4000 s belichtet. Wenn man da mit 1/33 000 s reinblitzt, hat man einen kleinen weissen Streifen drauf und nichts mehr. Darum hat man FP-Sync bzw. HSS, der Blitz blitzt mit afair 50 kHz während 1/160 s, mit kleinerer Leistung halt.
Deshalb die Unschärfe. In den 1/160 s hat sich der Lüfter ausserdem schon ein gutes Stück weit bewegt, deshalb die verbogenen Linien.
Bild 3 ist ohne HSS: Hier geht der Verschlussvorhang ganz auf, dann kommt der Blitz (1/33 000 s), und der Vorhang geht wieder zu.
Simon
Hallo Simon,
Zitat von: Granjow in Dezember 17, 2011, 21:06:52 NACHMITTAGS
der Blitz blitzt mit afair 50 kHz während 1/160 s, mit kleinerer Leistung halt.
Bin gar nicht auf die Idee gekommen, die Frequenz auszurechnen.
Die Abstände zwischen den Abbildern des Rotorblattes bestätigen die ~50kHz.
Viele Grüße
Timm
Hallo,
ich habe jetzt die Messung, wie von Kurt beschrieben, durchgeführt und möchte der Vollständigkeit halber hier noch die
Ergebnisse mitteilen. Klar ist, dass eine Soundkarte eigentlich kein Messgerät ist, während die Fotodiode eigentlich ziemlich
linear sein sollte. Wie auch immer, hier die Ergebnisse (Ach ja, ich vergaß, bei dem Blitz handelt es sich um einen Metz 48 AF-1 O):
1. Messung: Volle Blitzenergie
geschätzte t1/2 sind 1/817 s
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/80698_12404471.jpg) (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6540577281/)
2. Messung: korrekte Belichtung des Lüfters:
geschätzte t1/2 sind 1/81000 s wobei man da ja eigentlich auch die Verzögerung in der ansteigenden Flanke berücksichtigen muss und überhaupt.
Jedenfalls schnell. Immerhin passt die Abschätzung aus dem Lüfterfoto ganz gut zu diesem Timing.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/80698_38821300.jpg) (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6540577169/)
und hier noch die Messungen 1 und 2 zusammen in einem Diagramm:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/80698_48169435.jpg) (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6540823745/)
3. Messung HSS-Blitzen,
nur der Vollständigkeit halber.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/80698_28789781.jpg) (http://www.flickr.com/photos/68970120@N02/6540577421/)
man könnte hier in dem geraden Stück ein 50Hz flackern sehen, wenn man reinzoomen würde.
Viele liebe Grüße
Timm
Hallo Timm
Eine Soundkarte ist kein Messgerät!?
Die Ansprüche an eine Soundkarte sind sehr hoch, nicht nur Messtechniker haben ein unbestechliches Auge,
auch Musiker verfügen über ein Gehör, das einem Messgerät gleich kommt.
Im Bereich der hörbaren Töne, ist es heute auch keine Kunst mehr, einen linearen Verstärker her zu stellen.
Diese simple Mess-Anordnung hat keine Unbekannte.
Somit ist diese Messanordnung, für unsere Zwecke genügend genau!
Schöne Festtage
Kurt