wie "schnell" ist ein LCD?

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25.02.2007, 23:11
Frank_R

wie "schnell" ist ein LCD?

hallo,

ich möchte eine Hochgeschwindigkeits-Uhr bauen.
Ich möchte mit einer Lichtschranke oder einem anderen Ereignis die Uhr zum Laufen und gleichzeitig eine Kamera über seperate Elektronik zum auslösen bringen.
Die Kamera macht dann ein Foto vom LCD Display. So kann ich ablesen, wie lange die Verzögerungszeit der Kamera plus der der Auslöseelektronik ist.

Das ganze soll in mindestens 1ms Schritten ablesbar sein, besser noch in 0,5ms Schritten.

Dabei dachte ich an eine Art Bargraph-Anzeige mit schwarzen Block-Symbolen oder sogar Zahlen die fortlaufend um eins erhöht werden (der Bargraph, also immer um ein Zeichen länger wird). Nach 10 Zeichen erscheint in der zweiten Zeile ein Block, der dann 10ms (oder bei 0,5ms-Steps dann 5ms) darstellt.

Max 50ms müssen gemessen werden können.

Jetzt die Frage:
- ist ein LCD Display nebst Controller-IC überhaupt so schnell, dass es jede "ms" ein neues Zeichen darstellen kann?
(das Zeichen soll nicht wechseln, sondern nur angezeigt werden)
- selbst wenn, wie lange ist eine Verzögerung, vom Befehl des µC zur LCD Ausgabe, bis zur wirklichen Anzeige?
(da ist doch noch so ein Steuer IC davor, der auch noch irgendwas tun muss?)

Meint Ihr das würde funktionieren?

ciao
Frank

PS: ein Bargraph aus Leuchtdioden ist leider keine Alternative, weil ich auch bei Offenen Verschluss mit Blitz fotografiere und diese Zeit auch messen können will? Die Leuchtenden LED würden dann auf dem Foto nicht mehr unterscheidbar sein.
25.02.2007, 23:22
Foooob

Meines Wissens reicht dafür ein normales LCD nicht, die sind deutlich langsamer. Der genaue Latenzwert ist natürlich von LCD zu LCD unterschiedlich aber er dürfte weit über 1ms liegen, geschweige denn 0,5ms.

Da dürfte auch die Tatsache, dass du nur "neue Zeichen" darstellen willst nichts ändern.
Das LCD braucht schonmal eine gewisse Zeit um das Zeichen auf dem Display zu projezieren. Und dann wie du sagst braucht die Steuerelektronik selbst noch etwas Zeit. Das ist aber vernachlässigbar im Vergleich zur Latenzzeit des Displays selbst.

Wenn du das Display da hast kannst du es ja mal testen indem du mit einem Timer jede Millisekunde ein Zeichen raushaust. Wenn ich das mache (jedoch mit Überschreiben des vorherigen Zeichens) sehe ich da nur noch "unscharfen Zeichensalat".
25.02.2007, 23:35
PICture

Hallo Frank_R!

Ein LCD arbeitet meistens mit ca. 100Hz, also so wie der Foooob schon geschrieben hat unter 10 ms wird es nicht funktionieren.

Du musst wahrscheinlich über sehr hellen LED´s hinter dunkler durchsichtiger Platte nachdenken.

MfG
25.02.2007, 23:57
Lenox

Hmm wie soll das Funktionieren?
Die Kamera hat doch eine "Belichtungszeit".. das Bild wäre doch dann verschwommen (am Bildteil des imaginär schnellem LCD Display).
26.02.2007, 05:22
Benedikt.Seidl

kleine blende + hell -> kurze belichtungszeit

SEIDL.
26.02.2007, 07:21
Lenox

Ja gut, aber es kommt bei mir so rüber als wolle er damit verschiedene Kameras prüfen.
Und ich glaub kaum das man mit mehr Licht und einer kleineren Blende eine Belichtungszeit von einer ms schafft.
26.02.2007, 11:32
Benedikt.Seidl

*alte spigelreflex meines vaters suchen* die schafft 1/4000 sec -> 0,25msec
mittelmäsige digitalkamer: 1/1600 sec -> 0,62msec

SEIDL.
26.02.2007, 12:04
Vitis

ja, aber löst die Kamera auch genau auf Knopfdruck aus oder
wird da auch entprellt mit 25ms oder größer?
Bei mechanischer Kamera klar nicht, aber bei Digicam?
26.02.2007, 13:36
Lenox

@Benedikt.Seidl
Bist du dir da sicher? Ich hab mir grad mal die neusten (digitalen) Spiegelreflexkameras angeguckt, die schaffen das grad mal Teilweise.

@Vitis
Kla du hast immer den "Weg bis zur eig. Betätigung" dass müsste man dann wohl mitrechen ;)
26.02.2007, 14:21
Benedikt.Seidl

Zitat:

Zitat von Lenox

@Benedikt.Seidl
Bist du dir da sicher? Ich hab mir grad mal die neusten (digitalen) Spiegelreflexkameras angeguckt, die schaffen das grad mal Teilweise.

ganz sicher. mit den zahlen auf jeden fall.

die nicht so gute digitalkamera kann schon bisschen besser sein, ist aber keine spiegelreflex. die alte spiegelreflex ist eine nikon fm2.

SEIDL.
26.02.2007, 16:32
Nr. 5

Wie wäre es mit z.b. 100 LEDS, zu beginn sind alle an und beim Auslösen wird z.b. in 10ms - Schritten eine nach der anderen ausgeschaltet.
Um das Problem mit der Belichtungszeit zu umgehen könnte man ja einfach die LEDs, die am längsten leuchten einfach schwächer leuchten lassen.
Ich glaube das Photo Magazin macht das auch so, stand zumindest mal in deren Heft.
26.02.2007, 16:37
Benedikt.Seidl

wie schon oben erwähnt, will er auch blitzen, und er hat angst, dass durch den blitz nicht mehr erkennbar ist, ob die leds an oder aus waren.

ich würde es auch mit leds machen. aber nicht mit 100 stück, sondern mit 10 oder so, und dann einfach die anzahl der vergangenen millisekunden als binärzahl darstellen.

ich werde das morgen mal testen, ob da der blitz dagegen ankommt.

SEIDL.
26.02.2007, 17:08
Nr. 5

Zitat:

Zitat von Benedikt.Seidl

wie schon oben erwähnt, will er auch blitzen, und er hat angst, dass durch den blitz nicht mehr erkennbar ist, ob die leds an oder aus waren.

ich würde es auch mit leds machen. aber nicht mit 100 stück, sondern mit 10 oder so, und dann einfach die anzahl der vergangenen millisekunden als binärzahl darstellen.

ich werde das morgen mal testen, ob da der blitz dagegen ankommt.

SEIDL.

Mann muss den Blitz ja nicht auf volle Leistung stellen, und dann hängt die Wirksamkeit ja noch von der Blende und der ISO EInstellung ab.
Warum eigtl Blitzen? Der Blitz ist so kurz, der verzögert die Auslösung nicht messbar.
27.02.2007, 00:30
Frank_R

hallo,

schön dass ich hier so einen angeregten Thread losgetreten habe! :-)

Zitat:

Zitat von Benedikt.Seidl

wie schon oben erwähnt, will er auch blitzen, und er hat angst, dass durch den blitz nicht mehr erkennbar ist, ob die leds an oder aus waren.
ich würde es auch mit leds machen. aber nicht mit 100 stück, sondern mit 10 oder so, und dann einfach die anzahl der vergangenen millisekunden als binärzahl darstellen.
ich werde das morgen mal testen, ob da der blitz dagegen ankommt.
SEIDL.

sehr nett wenn du da machen willst. Sag bitte bescheidt ob es funktioniert hat.

Zitat:

Zitat von Nr. 5

Mann muss den Blitz ja nicht auf volle Leistung stellen, und dann hängt die Wirksamkeit ja noch von der Blende und der ISO EInstellung ab.
Warum eigtl Blitzen? Der Blitz ist so kurz, der verzögert die Auslösung nicht messbar.

Blitzen desshalb, weil ich für Hochgeschwindigkeits-Projekt sehr kurze Belichtungszeiten benötige. Der Blitz ist dabei auf kleinster Leistung, so um die 1/30000s Belichtungszeit. Kürzer würde auch gehen, aber man will ja noch ein bisschen Licht haben :)
Es gilt die Verzögerung vom Auslösen bis zum eigentlichen Blitz zu ermitteln.

Normalerweise macht man solche Aufnahmen bei offenen Verschluss, dann kann man den Blitz praktisch unverzögert auslösen (über Lichtschranke), vielleicht sogar weit unter 1ms. Da aber bei Umgebungslicht fotografiert werden soll, muss erst noch der Verschluss öffnen, und zwar komplett, damit "hineingeblitzt" werden kann. Die AuslöseElektronik und auch die moderner DSLR Kameras und vorallem der mechanische Verschluss brauchen eine gewisse Zeit.
Da der Kameraverschluss meiner DSLR ca. 30ms verzögerung hat, möchte ich einen "Externen" Verschluss oder gar eine Eigenkonstruktion einsetzen, damit die Verzögerung nur noch ein paar ms benötigt. Jetzt muss ich mich aber auch um alles kümmern was normalerweise die Kameraelektronik macht, also Verschlussvorhang öffnen, Blitz auslösen und Verschluss wieder schliessen. Dazu brauche ich aber ein "relativ verlässliches" Messwerkzeug.

Eine erste Idee war, ein LCD abzufotografieren. Eine Sportstoppuhr ging wunderbar, aber die hat nur 1/100s. Aber warscheinlich ist das LCD es zu langsam für 1/1000s.

LED taugen nur für normale Auslösungen, aber nicht für Blitz, vorallem eben weil der Verschluss dabei länger offen ist und es kein scharfes Bild mehr gibt.

Alternativ habe ich mir überlegt einfach anstatt das LCD abzufotografieren (und das Ergebnis gleich sichtbar zu bekommen), einfach eine Messonde zu bauen (Fotosensor) die den BLitz erkennt. So bekomme ich den Zeitpunkt der Bildaufnahme und mit einen Trigger auf das Auslösen errechne ich die Dauer.

Aber die Idee mit dem LCD wäre einfacher gewesen.

ciao
Frank
27.02.2007, 00:32
Frank_R

Zitat:

Zitat von Benedikt.Seidl

*alte spigelreflex meines vaters suchen* die schafft 1/4000 sec -> 0,25msec
mittelmäsige digitalkamer: 1/1600 sec -> 0,62msec

SEIDL.

mittelmässige Digitale Spiegelreflex 1/4000 - 1/8000 :)
27.02.2007, 01:06
Frank_R

Zitat:

Zitat von Lenox

@Benedikt.Seidl
Bist du dir da sicher? Ich hab mir grad mal die neusten (digitalen) Spiegelreflexkameras angeguckt, die schaffen das grad mal Teilweise.

@Vitis
Kla du hast immer den "Weg bis zur eig. Betätigung" dass müsste man dann wohl mitrechen ;)

Digitale Kompaktkameras haben meist gar keinen Verschluss, da wird nur der Chip für die Verschlusszeit angeschaltet. Theoretisch könnte man da extrem kurze Verzögerungen haben, aber bei den "Kleinen" ist die elektronik meist so langsam, dass sie sehr lange brauchen (man muss ja erst von Live-Bild am LCD-Schirm auf Aufnahme umschalten, Beli und wiessabgleich messen etc.)

Digitale Spielgereflex, haben alle einen mechanischen Verschluss vor dem chip. Der Chip wird nur kurzzeitig eingeschaltet, aber der Verschluss regelt die Belichtungszeit. Die Mechanik muss aber erst mal in die Gänge kommen, die Beli und AF kann man abstellen.
Die Auslöseverzögerungen liegen nicht unter 12ms (die alte Canon RS mit feststehenden Spiegel schafft das, ist aber nicht digital), i.d.R. aber eher bei 20-30ms Auslöseverzögerung, selbst bei den Profi-Topmodellen und das unabhängig von der verwendeten Belichtungszeit. Braucht man ja eigentlich auch nicht.

Fürs Blitzen bleibt noch zu sagen, dass man dabei keine Verschlusszeiten von unter der X-Sync Zeit verwenden kann, 1/500s (aber i.d.R. 1/250s oder 1/200s) weil nur da der Verschluss ganz offen ist. Das ist die Zeit die der Verschluss zum "kompletten" öffnen benötigt. (Blitzen bei kürzeren Verschlusszeiten ist was anderes). Also 1/4000s bringen hier nix.

Beispiel: Bei einer X-Sync Zeit von 1/250s braucht der Verschluss also 4ms zum öffnen, der Rest von den 30ms Verzögert die Elektronik.

ciao
Frank
27.02.2007, 05:44
Benedikt.Seidl

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das hätte ich ehrlich gesagt auch nicht erwartet,.. scheint schon zu funktionieren. die 2. von links und die 3. von links leuchten jeweils. die beiden linken led sind ganz normale rote, diffuse leds, die rechten beiden klare rote leds. war jetzt ganz auf die schnelle gemacht. zu verschlusszeiten kann ich jetzt nix sagen. blitzleistung wird jetzt auch nicht sooo riesig gewesen sein, ist nur eine billige digitalkamera.

ich würde vorschlagen:
8 leds für die hundertstel in binäranzeige. d.h. du kommst bis 2^8*1/100 = 2,55 sec und dann noch 10 leds für die tausendstel aber die dann so, dass der leuchtpunkt nach 1/1000 sec ein leuchtpunkt weiter nach rechts rutscht. dann kann man das mit dem zu langsamen blitz doch evtl. noch wenigstens bisschen ablesen. und zwar von wann bis wann offen war. oder man macht sich gleich 4 reihen zu je 10 leds (jeweils für zehntel, hundertstel, tausendstel,.. oder dann halt nur 3 ;-). dann wird es aber wieder bisschen kompliziert mit dem ansteuern der leds. (wie ich das beurteilen kann)

SEIDL.
27.02.2007, 19:26
Frank_R

hallo Seidl,

WOW das ist ja Super! vielen Dank für Deine Mühe! :-) :-)
Sogar mit Stativ fotografiert? ;-)

Zitat:

Zitat von Benedikt.Seidl

das hätte ich ehrlich gesagt auch nicht erwartet,..

ich auch nicht. Sieht gut aus! Das werde ich mal probieren.

Zitat:

zu verschlusszeiten kann ich jetzt nix sagen. blitzleistung wird jetzt auch nicht sooo riesig gewesen sein, ist nur eine billige digitalkamera.

Blitz ist Blitz ;-)

Die Verschlusszeit kannst du (unter WinXP) evtl. mit Rechter Maustaste unter Eigenschaften nachschlagen. Dateiinfos/Erweitert oder wie das heisst. Wenn die Kamera allerdings gaaaanz billig ist, dann speichert sie diese Werte nicht in den EXIF Daten im JPG. Aber ist egal!

Bei Blitz sind es bei den "Automatik-Knipsen" meistens 1/60s, vielleicht auch 1/90s, das ist für ne Belichtungszeit schon verdammt lang. Der Blitz auf so kurze Distanz warscheinlich auf kleinste Leistung, d.h. auch sehr kurze Leuchtzeit.

Habe hier noch eine Menge Bargraph LED-Leisten rumliegen. Die haben sogar 10 LEDs. Farbe unbekannt, muss ich mal testen, wenn ich endlich mein Board und den µC bekomme.
Das mit der Binäranzeige ist mir etwas suspekt, ich würd gerne die ms direkt ablesen. Werde also 2x 10er Reihe aufbauen.
Oder sogar eine Matrix Anzeige? Wie Steuert man sowas an, wenn man nur 3x8 Ausgänge am µC hat? Da war doch irgendwas mit zwei Ausgängen und dann leuchtet ein bestimmte DOT auf der Punkt-Matrix? Aber das werd ich mir dann ansehen....

vielen Dank für den kleinen Test, das hilft mir bei der Konzeption schon viel weiter.

ciao
Frank
28.02.2007, 05:09
Benedikt.Seidl

kein problem.

bei der matrix ist halt das problem, dass die leds nicht die ganze zeit leuchten, sondern auch immer wieder an und ausgemacht werden, und weil das auge nicht ganz so schnell ist, denkt es, dass es an wäre. kann jetzt aber leider nicht meine matrix messen, da ich keinen programmer mehr habe :-/ kann aber durchaus sein, dass sie, wenn man es richtig macht, so schnell an und ausgehen, dass es die kamera auch nicht merkt.

SEIDL.