Sehenswerter Vergleich anhand der Geißel von Cryptomonas obovoidea

Begonnen von Johannes Kropiunig, April 19, 2014, 20:02:09 NACHMITTAGS

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Johannes Kropiunig

Hallo,

wenn es meine Zeit erlaubt, arbeite ich an der Verbesserung meiner Videoblitzerei, und dazu war der Fund eines 30Volt Netzteil eines alten Druckers natürlich sehr willkommen. Durch dieses Netzteil, statt des Labornetzgerätes mit max. 16 Volt, konnte die Helligkeit der LED im Pulsbetrieb gesteigert werden, sodass das Rauschen in den Videos vermindert werden konnte. Außerdem wurde noch ein kleiner Umschalter gebaut, welcher das unterbrechungsfreie Umschalten auf das Labornetzgerät und damit der Betriebsarten während der Videoaufnahmen erlaubt.  Die Unterschiede zur herkömmlichen Beleuchtung werden damit noch deutlicher hervorgehoben. Starten tut das Video mit der normalen Beleuchtung, und es wird des öfteren Umgeschaltet. Was wann ist, erkennt hoffentlich jeder von euch auf den ersten Blick.

https://www.youtube.com/watch?v=_jzbRywao_0

Zeitweise scheint die Geißel richtiggehend still zustehen, der Grund liegt im sogenannten Wagenradeffekt, da die Frequenz der Geißel, Framerate der Kamera und der der LED annähernd synchron sind, scheint sie an der Stelle zu verharren. Sollte ich damit richtig liegen, schlägt die Geißel also während dieser Phasen also mit ~30Hz, die Experten mögen mich da bitte korrigierten falls ich damit falsch liege.

Für alle Videoverweigerer und Unentschlossenen dieses Video anzusehen, habe ich 2 Frames aus dem original Video herausgepickt um den Unterschied zu zeigen.

Einzelframe aus dem Video mit normaler LED-Beleuchtung:


Einzelframe aus dem Video mit gepulster LED-Beleuchtung:

 
Das Video dauert nur rund eine Minute, und ist meiner Meinung nach sehenswert.

Viele Grüße,
Johannes


Biologische Mikroskop: Zeiss Standard 16
Stereomikroskop: Lomo MBS 10
Kameras:  EOS 1100D, EOS 1000D, EOS 1000Da, und EOS 350Da Peltier gekühlt

Sag es mir - und ich werde es vergessen. Zeige es mir - und ich werde mich daran erinnern. Beteilige mich - und ich werde es verstehen.
Laotse

wilfried48

#1
Hallo Johannes,

sehr schön ! Und ich habe natürlich viele Fragen.

Ist das 40x Ph2 ? Wie hast du den Körper der Cryptomonas festgehalten, damit sie sich trotz Geißelschlag nicht bewegt ?
Welche LED wie eingekoppelt und wie lang sind die 30 V Pulse an der LED ?
Die scheinen im Pulsbetrieb offensichtlich mehr auszuhalten als man so in den Datenblättern liest. Der Ersatz der Blitzröhre durch
eine gepulste LED beim Mikroblitz scheint also immer näher zu rücken.

viele Grüsse
Wilfried

vorzugsweise per Du

Hobbymikroskope:
Zeiss Axiophot,  AL/DL/Ph/DIC/Epi-Fl
Zeiss Axiovert 35, DL/Ph/DIC/Epi-Fl
Zeiss Universal Pol,  AL/DL
Zeiss Stemi 2000 C
Nikon Labo-/Optiphot mit CF ELWD Objektiven

Sammlung Zeiss Mikroskope
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=107.0

Johannes Kropiunig

Hallo Wilfried,

das verwendete Objektiv war ein Zeiss Achromat Ph2 40/0.65, Okular KPL 8x und zum Schluss kommt ein Tessar=45mm/F:2.8 als Relaisoptik an dem dann meine EOS 1100D hängt. Das Video selbst wurde mit der Software "EOS Camera Movie Record" im 5x Zoommodus aufgenommen. Die LED ist eine Philips Luxeon Altilon DS66, hat zwar 4 Einzelemitter und daher nicht ideal, aber darüber hilft ein wenig der mattierte Kollektor meiner Standards 16 hinweg. Normalerweise findet man sie auch eher in Autoscheinwerfern deutscher Autobauer, als in Mikroskopen.  ;)

Die Pulsdauer war 100µs, kürzer geht aber auch, nur habe ich es der Videoqualität zuliebe sein lassen.

ZitatWie hast du den Körper der Crytomonas festgehalten, damit sie sich trotz Geißelschlag nicht bewegt ?
Das war das Einfachste, gar nicht, die hat sich selbst irgendwie festgehalten.

Viele Grüße,
Johannes
Biologische Mikroskop: Zeiss Standard 16
Stereomikroskop: Lomo MBS 10
Kameras:  EOS 1100D, EOS 1000D, EOS 1000Da, und EOS 350Da Peltier gekühlt

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Laotse

Paul_W

#3
Deine Technik wird ja immer besser! Ich habe meinen Arduino auch mal gesattelt um dann mit einer 5mm-LED zu blitzen. Das Ergebnis ist nicht sehr schlecht aber mich nervt das "pulsen" in der Helligkeit wenn die LED ihren elektrischen Impuls bekommt: Hier mal ein Video: https://www.youtube.com/watch?v=LoGSPSJX2QQ es wurde eine handadaptierte Pentax am Okular eingesetzt und die LED hatte einen 68 Ohm Vorwiderstand...

Viele Grüße
Paul

Johannes Kropiunig

Hallo Paul,

dieses Phänomen gibt es bei mir zusätzlich mit dem Powershield von Velleman zwar auch, aber bei weitem nicht in diesen Ausmaß. Bis jetzt hatte ich dies immer mit VirtualDub und einen Filter namens "deflicker 1.3" sehr gut in den Griff bekommen. Ob dies bei deinen auch noch helfen kann, kann ich dir aber nicht sagen, da macht nur Versuch klug. Sehr gute Ergebnisse brachte scheinbar diese Schaltung, allerdings mit einen Buz11 Mosfet vom Conrad.
http://bildr.org/2012/03/rfp30n06le-arduino/
Leider nur sehr kurz, dann musste ich leider erkennen, dass es dem Arduino nicht besonders gut tut, wenn man Shield und diese Schaltung gemeinsam benutzt, vor allem dann nicht, wenn die beiden den selben Ausgang benutzen. Jetzt warte ich auf ein Ersatzgerät, dass mir netterweise gesponsert wird, wofür ich wirklich sehr dankbar bin. Sobald er da ist, kann ich dir dann auch sagen, ob das Problem damit auch wirklich beseitigt ist.

Wie lange sind deine Pulszeiten bei dem Video gewesen ?

Viele Grüße,
Johannes
Biologische Mikroskop: Zeiss Standard 16
Stereomikroskop: Lomo MBS 10
Kameras:  EOS 1100D, EOS 1000D, EOS 1000Da, und EOS 350Da Peltier gekühlt

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Laotse

Paul_W

Danke für Deine antwort Johannes,

Den Filter werde ich bei mir mal probieren...vielen Dank für den Link mit der Schaltung, einen einfachen N-Channel MOS müsste ich noch haben, es muss ja keiner sein der 200V und 55A duldet.

Ja der Arduino macht nur 12V mit(auch nicht sehr gerne) bei mehr muss man den Stromjumper auf dem Shield entfernen(der Strom vom Shield geht ansonsten mit ins Board und der dortige Spannungswandler verträgt max. 12V eher nur 9V). Ich wette Du hast mit den 15V gepulst, das mag der Arduino nicht gerne. Derzeit habe ich auch ein kleines projekt am Wickel(PCR als DIY variante) das verwendete Peltier-Element schlingt auch 6A und 15V...dafür musste ich mir, weil ich es für Kühlung und Heizung umpolen können muss, eine gesamte Power-H-Brücke basteln...

Meine Pulszeiten waren 32,45ms(30fps-Video).

Viele Grüße
Paul

Johannes Kropiunig

Hallo Paul,

dummerweise waren es gleich 30 Volt die durch den Arduino gefahren sind. Mit den Pulszeiten hast du mich wohl Missverstanden, ich wollte wissen wie lange bei dir die LED-Leuchtdauer ist, also der Blitz. Ich wunder mich nämlich ein wenig über die Helligkeit deines Videos, vor allem da du eine normale 5mm LED plus Vorwiederstand bei 5Volt verwendest, oder ist das gar kein Missverständnis, und deine Blitze dauern tatsächlich 32,45ms? Könnte dein Problem vielleicht dann daher rühren, das diese Zeit zu lange ist, und sie sich mit der Belichtungszeit der Kamera bereits überschneidet, sodass manche Frames bereits doppelt belichtet werden? 

Probiere doch mal diesen Sketch aus:
Zitat
// Pin 9 für die LED
int led = 9;

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {               
  // initialize the digital pin as an output.
  pinMode(led, OUTPUT);     
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);   // schaltet die LED ein
  delayMicroseconds(500);    // wartet 500µs
  digitalWrite(led, LOW);    // schaltet die LED aus
  delay(33);   // wartet 33ms
  delayMicroseconds(697);  // wartet  nochmals 697µs für die Feinsynchronisierung mit dem Video, damit kein schwarzer Balken durch das Video wandert (Jalousie-Effekt)

}

Mit diesen einfachen Sketch wären die Pulszeiten 500µs, nicht ms! Die 697µs müsstest du an deine Kamera noch anpassen, damit es auch bei dir synchron ist.

Viele Grüße,
Johannes 
Biologische Mikroskop: Zeiss Standard 16
Stereomikroskop: Lomo MBS 10
Kameras:  EOS 1100D, EOS 1000D, EOS 1000Da, und EOS 350Da Peltier gekühlt

Sag es mir - und ich werde es vergessen. Zeige es mir - und ich werde mich daran erinnern. Beteilige mich - und ich werde es verstehen.
Laotse

Kambiz

Hallo Johannes,

ich hatte vor einiger Zeit den Ventilator eines alten Computers zweckentfremdet: schwarze Plastikscheiben mit unterschiedlich großen Aussparungen aufgeklebt und im Strahlengang positioniert. Die Schaufeln wurden natürlich entfernt.
Mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Auslösezeiten ein bischen gespielt. Einige Bilder zeigten tatsächlich schärfere Konturen der Wimpern. Ich habe nach ein paar Tagen aufgehört, da man vermutlich besser kontrollierte Bedingunden braucht und weitere Variationen austesten muß.
Vor einigen Tagen ist mir dann dieser Artikel aufgefallen. Vielleicht lohnt sich ja dieser Ansatz?

http://www.landesmuseum.at/pdf_frei_remote/OEZ_02_0568-0584.pdf

Herzlichen Gruß
Kambiz