LED verlichting


Fotografie » TechTalk » Flitsers » Electronica »
zelfgemaakte LED flitser

Bij macro-fotografie heb je vaak wat extra licht nodig, al was het maar om de diafragma wat meer te kunnen sluiten en een werkbare scherptediepte te bekomen. Een normale flitser is te zwaar en het licht gaat de verkeerde kant uit. Wat we zoeken is een kleine ringflitser dat we rond de macro-lens zullen plaatsen.

LEDs zijn speciale lichtbronnen waarbij licht gemaakt wordt door de stroom die in een diode vloeit. Alle diodes produceren licht, maar dit licht is niet zichtbaar omdat de diodes in een plastiken of metalen behuizing zitten. Deze diodes stralen in het verre infra-rood gebied.

Vroeger bestonden enkel monochromatische leds: eerst infrarood (afstandsbediening), roodkleurig, wat later geel, groen, en pas recentelijk blauw en zelfs ultraviolet. Hoe hoger de golflengte van het licht, hoe hoger de spanningsval: 1.6V voor rode leds, gaande tot 3V bij leds die in het UV-gebied stralen.

Leds worden niet aangestuurd door een spanning zoals een gloeilamp, maar door een stroom. Er moet dus een weerstand zijn die de stroom tot een veilige waarde beperkt (in kleine taslampjes is de weerstand de inwendige weerstand van de batterij). LEDS zijn altijd gespecifieerd voor een bepaalde stroom, bijvoorbeeld 20mA voor normale leds voor signalisatie)

De eerste zogenaamde witte leds werden gemaakt door 3 leds (rood, groen en blauw) in een behuizing te integreren. De leds waren op elkaar afgestemd om ongeveer wit licht te geven.

Met de komst van leds die in het ultra-violet stralen kon men het principe van de TL-lamp toepassen: een coating die de UV-straling omzet in wit licht. De bekomen kleur was beter maar het rendement was redelijk laag. Daarenboven tast de sterke UV straling de behuizing aan.

De laatste generatie leds worden gemaakt door een blauwe led en fluorescent materiaal dat geel uitstraalt (zie curve links). Het resulterend licht (blauw + geel) is wit, maar de curve is niet goed (laag Color Rendering Index: de kleuren worden verkeerd weergegeven).

Tegenwoordig kan je heel gemakkelijk krachtige leds bekomen (Lumileds, Luxeon,...). Deze leds van 1 watt of meer worden in lichtarmaturen gebruikt. Omdat de leds niet warm mogen worden bezitten ze een grote koelplaat. De koelplaat kan je eventueel wegsnijden want koeling zal niet nodig zijn in een flitser. Deze leds werken normaal met een continu stroom van 300mA en kunnen probleemloos een korte piek van 1A verdragen. Kleinere exemplaren worden gebruikt in led-taslampen waar ze de gewone gloeilampen vervangen. Dit is één mogelijkheid.

flash leds
Leds voor fototoestel flitser
Een andere mogelijkheid zijn de speciale flits-leds die de xenon flitser vervangen in recente compact fototoestellen. Deze leds zijn gemaakt om de hoge stroom te verdragen (maximum 2A), maar ze kunnen ook constant aangestuurd worden (maximum 100mA). Ze zijn te koop op ebay (photoflash led) en bij online onderdelenleveranciers zoals Conrad. Dit zijn SMD componenten die de koperoppervlakte gebruiken als koeling.

En uiteindelijk kan je een heleboel normale witte leds gebruiken. Deze leds soldeer je dan op een printplaat dat eerst uitgesneden is om rond de lens gemonteerd te kunnen worden. Deze leds zijn normaal gemaakt voor continu gebruik als een gewone led (stroom: 20mA), maar kunnen kortstondig een 10-voudige strooom verwerken. Voldoende lichtintensiteit kan men enkel bekomen als er voldoende leds gebruikt worden, want deze leds zijn niet gemaakt om te flitsen. 30 leds is een goede waarde.

Alle leds hebben een spanning van minstens 3V nodig als ze in geleiding zijn. De spanning moet hoger zijn als ze in flits-modus aangestuurd worden. Met een voedingsspanning van 12V kan je maximaal 3 leds in serie aansturen, en met 18V zijn dat er 5.

Eerste ontwerpen met standaard witte leds

Mijn eerste proefversie was een printplaat met een aantal gewone witte LEDS. De voedingsspanning was 12V en er werd gewerkt met 8 reeksen van 3 leds. Bij een tweede ontwerp werden de leds gemonteerd op een cirkelvormig uitgeboorde printplaat, juist groot genoeg om rond het objectief geplaatst te worden. De voedingsspanning is 18V (twee 9V-batterijen in serie) met 4 reeksen van 5 leds (20 leds in totaal). De printplaat bevat naast de leds ook de vermogenselectronika en een paar bufferelko's (zie schema). De stuurelectronika en twee oplaadbare 9V batterijen zitten in een defekte flitser die ik vooral gebruik vanwege zijn hot-shoe: de connector naar het fototoestel.

Dit was geen succes: het licht was eigenlijk te zwak en vooral: de kleuren waren verschrikkelijk: ik kon geen mooie rode bloemen meer fotograferen! Witte leds worden in pakken verkocht en er zijn kleur- en helderheidsverschillen tussen verschillende batches. Ik heb de stroom wat opgevoerd tot 40mA, maar de helderheid van de LEDS is dan teruggevallen tot een onbruikbaar niveau.

Tweede ontwerp met Luxeon LEDS 1 Watt

Ik heb geen experimenten uitgevoerd met een speciale flitsled, maar ik vermoed dat één enkele led geen evenwichtig licht zal geven voor macrofotografie (teveel schaduwen). Ik heb wel experimenten uitgevoerd met de luxeon powerled. Met drie stuks kom je niet toe om een ringflits te bouwen: je hebt er minstens 5 nodig om het licht evenwichtig te verdelen zoals bij een echte ringflitser.

De lichtverdeling heb ik uitgetest met 1 watt Luxeon leds. Ik liet ze op een relatief laag vermogen continu werken (ongeveer 100mA) en gebruikte een piekstroom van ongeveer 900mA bij het flitsen. Om een evenwichtige lichtverdeling te bekomen heb je 5 leds nodig. Koop ze in één keer, want er zijn kleurverschillen tussen de produktieruns (minder dan bij de witte leds). Het laagvermogen continu licht is ideaal voor het scherpstellen en geeft aan hoe de foto uiteindelijk belicht zal worden. Eigenlijk is het een ringflitser met modeleerlamp!

Een bijkomend voordeel is dat je de belichting kan instellen door de sluitertijd te veranderen (binnen bepaalde grenzen). De leds blijven namelijk branden zolang de sluiter open is, maar dit hangt af van het gebruikte fototoestel (er zijn geen normen hoe lang de electrische puls moet duren), en ook van de instelling front curtain of rear curtain. De beste resultaten heb ik bekomen met front curtain. Je zal echt proefondervindelijk moeten werken (manuele belichting). Enkel het veranderen van de opening (diafragma) geeft het verwachte resultaat.

In de handel kan je ook continu-lichten vinden voor macro-fotografie (zelfs Sony heeft er: Sony HVL-RL1). In het algemeen zijn de gebruikers ervan niet tevreden: deze continu-lampen kosten het tienvoudige van wat je op eBay kan vinden en de lichtintensiteit is eigenlijk onvoldoende voor echte macro-fotografie (of je moet lange sluitertijden gebruiken).



Led array


Led 1 watt luxeon

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren