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Donnerstag, 7. Februar 2013

Was macht dein Blitz? 1. Sigma EF-500 DG Super


Blitzlicht ist ein Segen für den kreativen Fotografen. Bei Dunkelheit, im Gegenlicht als zusätzliche oder exklusive Lichtquelle, mit Lichtformern und Fernauslöser. Es eröffnen sich einfach unzählige Möglichkeiten. Sofern man nichts spektakuläres damit vor hat, kümmert man sich als Fotograf meist nur um die Quantität des abgegebenen Lichtes. Die Dauer des Blitzes ist bekanntermaßen "kurz" und deshalb existieren pauschale Aussagen wie: "Mit einem Blitz lassen sich Bewegungen einfrieren." Wie üblich bei Verallgemeinerungen ist das nur ein Bruchteil der Wahrheit. In der Realität muss die pauschal kurze Blitzdauer möglichst gut mit der einzufrierenden Bewegung harmonieren. Das ist je nach vorhandener Lichtsituation nicht immer einfach. Eine genauere Kenntnis der tatsächlichen Dauer des Lichtimpulses ist deshalb von Vorteil. Ich mache mich auf, meinen alten Sigma EF-500 DG Super zu erforschen.
Mich Interessiert vor allem der manuelle Modus, da ich überwiegend mit fest eingestellter Blitzleistung arbeite. Eine vielfach benutzte Methode den eigenen Blitzgeräten auf die Spur zu kommen ist das Messen mit einem Lichtsensor am Mikrofoneneingang des Computers. Von den drei gebräuchlichen lichtempfindliche elektronischen Bauteilen (Fotowiderstand, Fototransistor, Fotodiode), habe ich mich für eine Fotodiode entschieden. Aufgrund ihres schnellen Schaltverhaltens und des geringen Schaltungsaufwandes scheint sie ideal. Warum viele Anleitungen im Internet einen Fototransistor empfehlen, kann ich bisher nicht nachvollziehen. Eine Dode vom Typ SFH 203 lag noch in der Teilekiste, so konnte das Experiment beginnen.
Die Schaltung Photodiode mit Vorspannung:
So sieht es dann provisorisch zusammengesteckt aus: Teileliste:
-Stromversorgung 5,6V
-Fotodiode SFH 203
-Widerstand 20KOhm (hier 2x10K)
-Klinkenstecker 3,5mm Mono
-zweiadriges Kabel
-Steckbrett

Noch einfacher, eine passive Schaltung:

Diese Variante ist noch schneller aufzubauen und brachte bis 1/32 Leistung die gleichen Ergebnisse, wie die Schaltung mit Vorspannung. Im Bereich der niedrigen Leistungen war die aufwändigere Methode jedoch etwas konstanter.
Der Aufbau Eine der beiden Schaltungen wird mittels Mono Klinkenstecker an den Mic-Eingang des Computers angeschlossen. Der zu messende Blitz befindet sich in einer gewissen Entfernung zur Photodiode. Die genaue Position muss in ein paar Tests ermittelt werden. Bei mir war es etwa 1m Abstand mit indirekter Blitzrichtung 90° zur Mittelachse der Photodiode. Direktes Blitzen ergab keine brauchbaren Ergebnisse. Soundkarte und Diode wurden dabei übersteuert! Das erzeugt nur scheinbar gute Signale, die aber immer deutlich länger waren als das aufgezeichnete Ereignis:

Die Software Zum Visualisieren benutze ich die freie Recording Software Audacity. Zunächst muss der Mikrofoneingang als Aufnahmequelle definiert werden. Dann stelle ich die Samplerate auf den höchsten Wert den die Soundkarte zulässt. Bei mir sind es 96khz. Bei den kurzen Blitzzeiten die teilweise auftreten ist das auch notwendig und bringt gerade noch auswertbare Messungen. Im Betriebssystem muss der Mikrofonpegel meist noch eingestellt werden. Hier funktionierte es ohne zusätzliche Verstärkung:

Die Blitze werden nun mit der Photodiode aufgezeichnet. Die kurzen Impulse kann man bei korrekter Einstellung sehr gut als Signalspitzen sehen. Das unnötige Soundmaterial schneidet man weg und erhält ganz anschauliche kleine Kurven zum "Messen".

Messergebnisse Ein komplette Entladung des Bitzkondensators gibt es bei den meisten Kompaktblitzen nur bei voller Leistung.

Das Signal steigt schnell an und verläuft in einer flacher werdenden Kurve bis zum Ausgangspegel. Für vergleichende Bewertung ist allgemein die Zeit aussagekräftig, in der 90% der Lichtmenge abgegeben wird. Das kann man bei einem Profi-Oszilloskop gut einstellen und ablesen. Bei dieser Hilfslösung muss man leider etwas schätzen. Der relevante Teil des Signals wird zunächst mit dem Auswahlwerkzeug markiert. Dann wird im Infobereich die Länge abgelesen. Am genauesten wird es, wenn man die Samples zählt und später mit Hilfe der Samplefrequenz die Signaldauer selbst ausrechnet. [Zeit in Sekunden = Anzahl der Samples / Samplefrequenz in Hz] Die direkte Zeitanzeige von Audacity ist für sehr kurze Signale zu ungenau.
Wird die Leistung am Blitzgerät reduziert, wird der Blitz nach einer gewissen Zeit schlagartig abgeschaltet. Dieses Verhalten ist bei den Leistungsstufen 1/2 bis 1/16 gut zu erkennen. Das Signal fällt am Ende steil ab.

Bei den besonders kleinen Blitzleistungen von 1/32 bis 1/128 gibt der Blitz die Leistung nicht mehr gleichförmig ab. Das Signal besteht nur noch aus steigender und fallender Flanke.

1/1 ~400 Samples ~ 4,2ms ~ 1/240s
1/2 ~85 Samples ~ 0,89ms ~ 1/1200s
1/4 ~41 Samples ~ 0,43ms ~ 1/2300s
1/8 ~22 Samples ~ 0,23ms ~ 1/4400s
1/16 ~16 Samples ~ 0,17ms ~ 1/6000s
1/32 ~13 Samples ~ 0,14ms ~ 1/7400s
1/64 ~10 Samples ~ 0,10ms ~ 1/9600s
1/128 ~7 Samples ~ 0,07ms ~ 1/13500s

Auswertung Bei den sehr kurzen Blitzzeiten kommt offensichtlich diese hoch wissenschaftliche Methode an ihre Grenzen. Selbst klar aufgezeichnete Signale sind nur noch wenige Samples lang. Die Kurven verlaufen gleichmäßig. So hat man schon Probleme die Blitzdauer sauber zu bewerten. Ein Raster oder andere Tools zur präzisen Erfassung der wirksamen Blitzdauer gibt es nicht. Die kürzesten Blitze des Sigma Gerätes bei 1/128 Leistung waren etwa 7 Samples lang. Verzählt man sich nur um ein Sample, hat man schon Fehler von über 16%.
Für die praktische Arbeit mit dem Blitzen erhält man trotzdem einige sinnvolle Informationen:
- Volle Blitzleistung eignet sich nicht zum "Einfrieren" von Bewegungen.
- Mit 1/2 Leistung kann man Bewegungsunschärfe bei mäßig schnellen Ereignissen mit dem Blitz vermeiden
- Für Highspeed-Fotografie wird der Bereich ab 1/32 Power interessant.
- Für schnelle Motive, besser mehrere Blitze mit niedriger Leistung benutzen.

An Blitzen habe ich alles gemessen, was gerade so in Reichweite war: Sigma EF-500 DG Super, ein unbekanntes Blitzmodul aus einer Einwegkamera, ein VEB Elgawa Plauen Elektronenblitzgerät SL3 und den integrierten Blitz einer EOS 350D. Meine Richter Studioblitze Star 500 und 250 stehen noch auf dem Plan. Ergebnisse demnächst!

Kommentare:

Maximilian hat gesagt…

Excellent - genau diese Blitzdauer-Zahlen und Kurven habe ich gesucht! Danke!

glj hat gesagt…

Es freut mich, dass die "Forschung" hilfreich ist. Im Moment schreibe ich an Texten für einige weitere Blitze mit recht interessanten Ergebnissen...