Diese Seite soll einen kleinen Einblick auf die verwendeten Begriffe geben. Die Erklärungen sind extra kurz gehalten und auf das wesentliche beschränkt. Auf weitere Details wird hier bewusst nicht eingegangen, da dies hierfür irrelavant ist. Zu den Begriffen gehören u.a. DMX Spezifikationen, IC-Beschreibungen, Anleitungen für Mikroprozessoren, und, und, und .... Im Moment kann ich noch nicht alles zur Verfügung stellen, aber diese Seite wird kontinuierlich ausgebaut.

---

|Scanner|

|Schrittmotoren|

|DMX|

|Halogen/Entladungslampen|

|Microcontroller|

|Farbmischung|

---

 

Am besten ich beginne auf auf dieser Seite mit dem Scanner. Denn ich schätze, wenn ich von einem Scanner rede, dann denken die meisten an einen Scanner für den PC für Bilder, usw... . Doch wie ihr sehen könnt gilt der Begriff Scanner auch für andere Geräte. Diese Scanner sind mittlerweile in der Lichttechnik weit verbreitet und lassen sich für jeden Anlass einsetzen. Durch ihre hohe Flexibilität und variable Montage ergeben sich viele interessante Effekte.

Das Prinzip eines Scanners ist eigentlich ziemlich einfach: Auf der einen Seite befindet sich eine Lampe, meist mit hoher Farbtemperatur um die 5000 - 6000K, die ein sehr weißes und natürliches Licht erzeugen soll. Durch einen Reflektor wird ein paralleles Lichtbündel erzeugt, welches durch verschiedene Farb-, Effekt- und Goboräder auf einen Ablenkspiegel gebracht wird.Das Bild zeigt den Aufbau eines Scanners von innen. Man kann erkennen, dass in so einem Gerät ziemlich viel Technik steckt. Deshalb muss man sich auch mit sehr vielen Faktoren bei dem Bau auseinander setzen. Bei diesem Scanner wird zum Beispiel eine Entladungslampe verwendet, was zur Folge hat, dass man zusätzlich eine Zündungspule und eine Drosselspule braucht. Gut zu erkennen auf der rechten Seite des Bildes. Um eine effektive Abbildung eines Gobos zu erhalten, muss mit Linsen gearbeitet werden. Bei allen neueren Geräten werden 3 Stück verwendet. Die erste befindet sich direkt nach der Lampe (Kondensorlinse), die zweite und dritte befindet sich unmittelbar vor dem Ablenkspiegel. Damit wird eine fokussierbare Optik erreicht. Für die Farbeffekte werden dichtroitische Farbfilter verwendet. Die Gobos (runde Scheibe mit einem Muster) werden meistens aus Metall hergestellt, aber neuerdings werden auch bunte Glasgobos angeboten, was sich natürlich für eindrucksvolle Firmenlogos anbietet. Falls es noch jemanden interessiert, ein Scanner kann bis zu 40 Kilo wiegen!!

Hier noch ein paar Bilder und Videos:

|Video 1| |Video 2| |Video 3|

 

Schrittmotoren sind im Vergleich zu normalen Motoren nicht auf hohe Drehzahlen ausgelegt, sondern sind darauf spezialisiert, bei einen bestimmten Winkel zu halten. Wie bei allen Motoren gibt es auch hier verschiedene Varianten. Die zur Zeit gängiste Variante ist der 2-Phasen-Hybrid-Schrittmotor. Das allgemeine Prinzip des Schrittmotors besteht darin, dass man über Impulse immer einen Schritt weiter geht. Die Schrittweite bezeichnet welcher Drehwinkel mit einem Motor ohne elektronische Zusatzmaßnahmen aufzulösen ist. Die Angabe der Schrittzahl pro Umdrehung besagt sinngemäß dasselbe. Datenblattwerte beziehen sich auf Voll- oder Halbschritt. Bei der Ansteuerung eines Motors gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bei den folgenden Beispielen wird auf einen 2-Phasenschrittmotor eingegangen. Man kann nur eine Phase (one Phase oder Wave Drive) oder zwei gleichzeitig (two Phase oder Normal Drive) ansteuern. Die Kombination aus beiden Möglichkeiten wird als Halbschritt bezeichnet.

Schrittmotoren finden fast überall ihre Anwendung. Man kann sagen überall, wo gesteuert und geregelt werden muss. Ein paar Beispiele dafür sind: Hydrauliksysteme, Festplatten, Diskettenlaufwerke, Überwachungkameras, .....

 

DMX-512 (Digital Multiplex für 512 Kreise) ist die neue Art der Steuersignalübertragung in der Lichttechnik. Eine solche Übertragung findet beispielsweise von einem Lichtmischpult zu einem Dimmer statt. Früher wurde jedes Steuersignal eine Ader benötigt, die die Daten mit eine proportionalen Gleichspannung von 0-10V übertragen wurde. Durch den vermehrten Einsatz von Multifunktionsscheinwerfern (Scannern) benötigte man immer mehr Steuersignale für den Betrieb, und so musste man eine Lösung finden. Das USITT (United States Institute for Theatre Technology) entwickelte die Norm DMX-512. Der größte Unterschied liegt darin, dass die Datenübertragung nicht mehr analog sondern digital geschieht. Die Signale werden als Datenworte übertragen. Ein Datenwort hat 256 Bits was einer Auflösung von 0,4 % entspricht. Die Gesamtdaten werden asynchron seriell übertragen. Die einzelnen Pegelwerte werden sequentiell übertragen. D.h. in der Praxis beginnt die Übertragung mit dem Wert von Kanal 1, dann Kanal 2, Kanal 3, ..... Die Datenübertragungsrate beträgt 250 kBit/s. Daraus ergibt sich eine Bitzeit von 4 us, entsprechend 44 us pro Datenwort. Die Gesamtübertragungsdauer für 512 Kanäle ergibt sich im besten Falle zu (88+8+44+512*44) = 22668 us. Daraus ergibt sich eine maximale Refresh-Rate von 44,1 Hz. Die Verwendung der DMX-512-Übertragung ermöglicht eine besonders einfache Verkabelung, da alle Empfänger an nur eine einzige Leitung angeschlossen werden. Von Vorteil ist auch die freie Adressierbarkeit der Empfänger.

 

Um so heller eine Lampe ist, desto mehr wärme erzeugt sie. Warum dieser Sachverhalt so ist, wollen wir in den nächsten Zeilen kurz erläutern. Bei einer normalen Glühlampe ist das lichterzeugende Element Wolfram, dass sehr hitzebeständig ist. Je heißer der Draht, desto besser ist die Lichtausbeute quantitäts- und qualitätsmäßig. Bei zunehmender Temperatur werden aus der Glühwendel nicht nur Photonen herausgeschleudert, sondern auch Atome aus dem Metallgitter des Wolframdrahtes. Dies hat zur Folge, das der Draht dünner wird und sich die Atome als dunkle Schicht an der Innenwand des Glaskolbens niederlassen. Dies wiederum vermindert die Lichtdurchlässigkeit der Lampe und die Lichtausbeute sinkt. Wenn man nun den Kolben mit Halogengas füllt, so tritt das aus dem Glühfaden austretende Wolfram in den sog. Halogenprozeß ein. Es reagiert chemisch und bei ausreichender Sättigung wieder in die Glühwendel zurückgedrängt. Somit kann die Abnutzung der Glühwendel um ein vielfaches reduziert werden und die Schwärzung des Kolbens bleibt aus. Aufgrund dieser Tatsache kann der Glühfaden mit einer höheren Temperatur betrieben werden. Die Glühfadentemperatur liegt bei einer Halogenlampe um die 3000 Kelvin. Man spricht auch von der Farbtemperatur. Bei Gasentladungslampen wird der Kolben z.B. mit Quecksilberdampf gefüllt. Dadurch wird eine noch höhere Farbtemperatur (5600K) erreicht und es wird ein bläuliches Licht erzeugt was dem Tageslicht am nächsten kommt. Halogenlampen haben dagegen ein leicht gelbliches Licht. Mit steigender Temperatur verschiebt sich das Maximum der Zahl an emittierten Photonen in Richtung zu kürzeren Wellenlängen. Die Gesamtintensität der Strahlung steigt, d.h. das austretende Licht enthält mehr an blauen, roten und gelben Farbanteilen und dadurch wird das Licht immer 'weißer'.

Gerade in der Lichttechnik werden Lampen mit höher Farbtemperatur verwendet um Farben eindrucksvoller darstellen zu können.

 

Microcontroller sind kleine Computer, die in einem einzigen Baustein alle nötigen Funktionen für eine Datenverarbeitung beinhalten. Dies wurde erst möglich als die Halbleiterindustrie komplette Chipsätze auf ein Minimum reduzieren konnten und diese auf einen einzigen Baustein zusammenbringen konnten. Diese Microcontroller finden heute eine weite Verbreitung in allen möglichen Bereichen. Nehmen wir zum Beispiel den Bordcomputer eines Autos. Unser Controller bekommt Informationen über seine Eingänge von einem Sensor geliefert. Dabei handelt es sich um einen Temperaturfühler. Der Controller hat einen eingebauten Analog/Digital-Wandler und macht aus der Spannung einen digitalen Wert. Mit diesem Wert kann er nun arbeiten und vergleicht ihm z.B. ob er unter 0° ist. Wenn ja, so gibt er eine Warnmeldung über seine Ausgänge aus. Diese kann dann aus einem Display angezeigt werden. Ein Controller wird mit der Assemblersprache programmiert. Die Assemblersprache ist die Programmiersprache, die der Maschine und ihrer Maschinensprache am nächsten steht. Daher sind auch nur Operationen möglich, die der Prozessor direkt ausführen kann. In unserem Falle heißt das, daß also 8-Bit-Variablen direkt in Rechnungen eingesetzt werden können und Berechnungen nicht mit Hochsprachenkonstrukten wie a=(127+34)*2 durchgeführt werden, sondern mit den low-Level-Befehlen des Prozessors:

MOV A,#127
ADD A,#34
MOV B,#2
MUL AB

Zur Erklärung: zunächst wird in das Accumulator-Register (eine Art Variable, die für Berechnungen und Vergleiche jeder Art eingestetzt wird) die Konstente 127 geladen. Dann wird auf das A-Register die Konstante 34 addiert. Das Ergebnis befindet sich dann ebenfalls in A. Weiterhin wird die Konstante 2 in das B-Register geladen (Multiplikationen sind nur mit den A- und B-Registern möglich, nicht mit direkt amgegebenen Konstanten) und multipliziert. Das sieht zunächst umständlich aus, ist aber nach einer kleinen Eingewöhnungsphase leicht nachzuvollziehen.

 

Ein wichtiger und grundlegender Effekt in der Lichttechnik ist die Farbmischung. Es gibt zewi unterschiedliche Verhaltensweisen, die nachfolgend erläutert werden.

Additive Farbmischung:

Mischt man rotes und grünes Licht so ergibt sich die Farbe gelb. Dies beruht am dem Prinzip der additiven Farbmischung, d.h. die Farben werden addiert. Die Farben die bei der Überlagerung von 2 Primärfarben [Blau (LEE 132), Rot (LEE 164) und Grün (LEE 124)] entstehen heißen logischerweise Sekundärfarben. Dazu gehören Cyanblau (LEE 115), Gelb (LEE 101) und Magentarot (LEE 113). Bei der Überlagerung der drei Primärfarben ergibt sich weißes Licht, da sich alle Spektralanteile des weißes Lichts vertreten sind, d.h. das Gemisch aller elektro-magnetischen Wellen im Bereich von 400nm (ultraviolett) bis 800nm (rot-infrarot) werden vom menschlichen Auge als weißes Licht empfunden.

Mögliche Einsatzbereiche dieser RGB-Farbmischung: Monitore, Videoprojektionen, ...

 

Subtraktive Farbmischung:

Bei dieser Methode der Farbmischung wird einem (weißen) Strahlengang mit einem Filter bestimmte Farbanteile (Wellenlängen) entzogen. Wird zum Beispiel ein cyanblauer Filter in weißes Licht gebracht, so wird ihm der Rotanteil entzogen. Magentarot entzieht dem weißen Spektrum den Grünanteil und Gelb den Blauanteil. In den Bereichen, in denen sich zwei nur Filter überlagern, bleibt nur noch eine Primärfarbe übrig. Nehmen wir Cyanblau und Gelb als Filter, so bleibt nur noch die Farbe Grün übrig, da alle Rot- und Blauanteile entzogen wurden. Wenn sich alle 3 Filter überlagern, dann werden alle Farbanteile entzogen und somit entsteht Schwarz, da keine Lichtanteile mehr den Filter passieren können.

Mögliche Einsatzbereich dieser CMY-Farbmischung: Drucker, Multicolorscheinwerfer, ...