Farbausmessung?

[Neuling]

Guten Tag!

Ich bin ein völliger Anfänger auf dem Gebiet hier und ich kenne mich mit der Materie überhaupt nicht aus, aber was ich suche, dass wäre für mein Hobby mit Briefmarken, die möglichst günstige (objektive) Möglichkeit um die Druck-FARBEN zu identifizieren/unterscheiden.
Was könnte ich für mein Projekt brauchen, um das halbwegs zu verwirklichen?
Zunächst ein Buch für die Grundlagen?  Welches (für mein Zweck geeignet, ohne gleich groß die gesamte Programmiersprachen etc lernen zu müssen, die ich dann vielleicht für mein Zweck nicht brauchen würde)?
Oder ist ausreichende Information bei den Kit schon vorhanden (siehe unten - wobei English kann ich nicht).

Ich weiß, dass die Fachleute verwenden dazu sehr teure Spektralphotometer, um auf kleiner Fläche die genauen Messwerte der Farbe/Tönung zu analysieren.

Zuerst (wie ich meine), brauche ich die Basisausrüstung: 48811 SparkFun Inventor's Kit für Arduino mit Tragebox  = CHF 98,70.
Dann möchte ich für meinen Zweck auch den 47001 Color Light Sensor Module = CHF  34,45 dafür mir besorgen.
Wegen Beweglichkeit dann auch mit einem Kabelset (46214) ?
Was brauche ich noch konkret dazu, um damit frei hantierend das an bestimmten Stellen diese RGB-Werte auszulesen, und wo darzustellen?
Außer Laptop noch eine spezielle Software?

Wie das dann obiges funktioniert (Entfernung zum Prüfstück, Flächengröße etc.), das weiß ich auch noch nicht, wie das obige zu handhaben ist. …

Auf hilfreiche Antworten und Ideen würde ich mich sehr freuen.

Beste Grüße!
Neuling

[MathiasW]

Salut Neuling,

wenn ich das richtig verstehe, geht es darum, die Farbe einer Briefmarke zu beurteilen. Da kommt mir spontan eine einfache Lösung in den Sinn: Man verwendet ein USB Mikroskop, wie es derzeit für 20-30 Euro angeboten wird. Mit dem Bild dieses Mikroskops kann man dann jeden Farbpunkt der Briefmarke bearbeiten. sowie Farbsummen über die gesamte Briefmarke machen.

Ciao, Mathias

[Neuling]

Guten Morgen Mathias!

Ich habe schon die Hoffnung aufgegeben, dass mir noch wer antworten wird… (daher habe ich dann nicht mehr täglich nachgeschaut, ob wer auf meine Frage eingeht).

Danke für deine Idee, die ich auch schon hatte - nur mangelt(e) es mir am Computerwissen die umzusetzen, denn die Farben sind nicht wirklich einheitlich auf der ca. 2-3mm ausgemessenen Fläche, um elektronische (objektive) WERTE daraus auszulesen.
Daher muss man das mit dem Computer in EINE einheitliche Mischfarbe umwandeln und erst dann diese RGB+S-Werte ausmessen.

Da ich mich eben (auch etwas professioneller) mit Briefmarken beschäftige, habe ich u.a. auch (neben anderem) ein kleines USB-Mikroskop.

Ich habe mir die Frage gestellt, wie arbeitet ein Spektralphotometer, bzw. -Densitometer, und was ist sooo teuer an diesem?
Der Aufbau besteht doch aus z.T. billigen Sachen: Lichtquelle; 50% Umlenkspiegel; Beugungsgitter …  Das sind billige Sachen, die man bekommen kann!
Natürlich der Rest (Diodenzelle, Rechner, Umwandler..) des Densitometers, das ist das teure an dem "Stück"…, aber darüber rede ich mal nicht.

Also rein spekulativ (für die, die diese Idee haben und verbessern wollen und damit vielleicht viel Geld machen wollen ), könnte man eben den kleinen Mikroskop her nehmen und auch dort mit dem Beugungsgitter die Farbe "auffächern" und so in den Rechner (PC) übertragen, wo man mit einem Handelsüblichen Graphikprogramm das im Histogramm die Kurven und Werte darstellen kann. … (?)
Ob das so einfach geht und man sich damit über 1000 oder 2000 Euro ersparen kann? 

Jedenfalls für Farben bei klassischen Briefmarken (oft nur geringfügige Nuancen!) braucht man (objektive) Elektronik, die die Werte ausmisst!
Alles andere ist eine subjektive Beurteilung, die vielleicht (in Grenzbereichen) stimmen kann oder auch eben nicht.
Meine Überlegung (Frage - da ich kenne mich eben damit noch überhaupt nicht aus) war auch die, ob man eben mit Arduino, Color Light Sensor Module & Co (bzw. noch anderen welchen Möglichkeiten), diese (billigere) Variante eines "Farbprüfers/-Bestimmers" auch wie selber bauen könnte ……

Jedenfalls DANKE für deine Meinung dazu! 

Beste Grüße aus Austria!
Neuling

Übrigens (noch als Nachtrag):
Scanner eignen sich NICHT zur genauen Farbbestimmung …

[MathiasW]

Salut Neuling,

mit Briefmarken kenne ich mich nicht so aus, wohl aber mit Physik, zumal ich darin promoviert habe (selbst geschrieben).
Nach Deinen Angaben wird also das Reflexionslicht auf ein Beugungsgutter gegeben, also spektral aufgespalten, wei man es auch in der Astronomie macht. Das Material dafür liegt wirklich im unteren Eurobereich. Danach muss man das Spektrum abtasten, entweder durch sttionäre Sensoren oder durch einen Sensor, den man am Spektrum entlang bewegt. Dieser Sensor sollte eine recht gleichmässige spektrale Empfindlichkeit haben. Kann man sich das mal an einem Beispielgerät anschauen(link)?
Ich denke, dass die Bearbeitung des Mikroskopbildes da immer noch Vorteile bietet, aber dazu müsste ich den Spektrlapparat erst einmal gesehen haben

Ciao, Mathias

[Neuling]

Hallo Mathias,

schön wenn jemand von Fach da ist.

Meine Frage ist dann auch die, ob es möglich wäre, das Spektrum von dem Beugungsgitter (…) direkt über Mikroskop zum Laptop zu übertragen?  Oder müssen doch entsprechende externe Sensoren das übernehmen - und dann welche konkret und wie soll das dann funktionieren?

Bei eBay werden solche Geräte ab-und-zu angeboten
aber preislich sind sie oft sehr teuer (zu teuer nur für ein gelegentliches Hobby mit Briefmarken).

Bei Densitometern sieht das schematisch so aus:  http://www.japico.eu/files/technisches_teil_1-1.pdf
Im Vergleich aber zu einem Spektralfotometer (den ich machen möchte) kann ein Densitometer nur Tonwerte aber keine Farbtöne messen.  Deswegen möchte ich das auch noch hier erwähnen, um das voneinander zu halten.
Und ich möchte eben eine Art Spektralfotometer bauen - aber nur gewusst wie?

Hier schematische Darstellung davon, entnommen aus dem Lehrbuch für Drucker (oder neuerdings für die Berufsparte Medientechnologe Druck):


Bin auf deine Lösungsvorschläge gespannt.
Denn vieles ist oft sehr viel billiger zu machen als fertig zu kaufen!  (Habe z.B. auch ein LPM [LaserPowerMeter] auch privat für einen Bruchteil der Marktpreis-Kosten erworben, womit diese Aussage bestätigt wird)…

Beste Grüße!
Neuling

[MathiasW]

Salut,

ich muss mir das genauer anschauen, da einiges bei der technischen Dokumentation unklar bleibt: Wird bei der Betrachtung nur ein Teil oder Punkt der Brifmarke betrachtet oder die ganze Briefmarke? Wenn ich die ganze Briefmarke betrachte, wird dann ein Summenspektrum gebildet? Wie werden die Referenzdaten ermittelt?

Ich melde mich (Schliesslich habe ich eine Astrophysikerin als Frau, die sich mit Spektren bestens auskennt), kann aber bis Wochenende dauern.

Ciao, Mathias

[Neuling]

Hallo Mathias,

Zu deiner Frage:

Wird bei der Betrachtung nur ein Teil oder Punkt der Brifmarke betrachtet oder die ganze Briefmarke?

Wie ich schon angeschnitten habe, werden im Grunde nur 2-3 mm - nicht betrachtet, sondern (objektiv = elektronisch) ausgemessen.
Dieser Feld wird nach Koordinaten ausgelesen (d.h. von jeweils gleicher Stelle der Briefmarke ausgelesen und dann später auch mit anderen so verglichen) und die entsprechende Daten dann mit anderen Vergleichsbriefmarken verglichen.
Die Farbe wird damit objektiv definiert und auch in gewissen "Grenzbereichen" bestimmt.
Deswegen meinte ich, dass genannter Mikroskop (womöglich mit Schablone, wo man immer nur aus der gleichen Stelle diese Farbe ausliest) keine so schlechte Idee, wenn sonst wie technisch auch mit Restlichem realisierbar. (?)  - Das ist eben die Frage!

Wenn ich die ganze Briefmarke betrachte, wird dann ein Summenspektrum gebildet?

In der Praxis tut man das nicht.
Spektralphotometer (in unterer Abb. ein, welches über 2000 Euro kostet!) schaut so aus, dass er nur winzige Messsonde (oder wie das auch heißt) an der Seite hat - hier im Bild dieses Stiftartiges Stück, den man in bestimmte kleine Fläche setzt.  Der sendet und empfängt das reflektierte Licht damit und leitet es weiter (wie obiges Schema andeutet) über die Gitter an den Rechner…

[Bilder stammen aus obiggenannten Lehrbuch für Drucker]

Ganze Briefmarkenfläche auszumessen ist nicht gut, weil die Farbauflage gegenüber den weißen unbedruckten Flächen kann variieren und die Farbwerte verfälschen…  Noch schlimmer, wenn die Briefmarken mehrfarbig gedruckt wurde, wobei das oft bei den Klassikern weniger vorkommt, dafür aber der Poststempel! …
Deswegen wählt man ein Bereich aus, der sozusagen am sättigsten mit der jeweiligen Farbe bedruckt ist.

Wie werden die Referenzdaten ermittelt?

Wie auch diese obige Abbildung zeigt, werden die Messdaten (siehe voriges Schema) durch Computer berechnet und geben die Anteile an RGB-Werten und anderen aus…
Das kann auch als Spektral-Diagramm graphisch ausgegeben werden.

Ja, ich freue mich sehr, wenn du mir dazu noch Ideen geben kannst, wie man sowas vielleicht GÜNSTIG realisieren könnte.
Wenn du sowas günstig schaffen könntest, dann hättest du ausgesorgt! 
Denn sehr viele Philatelisten wären daran interessiert, weil das andere einfach zu teuer ist!
Aber warum die ganze Technik (Rechner) im Gerät und nicht außerhalb? …
Und schöne Grüße an deine Frau! 

Ciao, Neuling

[MathiasW]

Salut,

so langsam bekomme ich ein Bild vom Problem und habe auch schon ein paar Ideen. Ein Spektrometer, welches das Streulicht von der Marke aufspaltet, gibt es schon für 8 Euro (kein Scherz+). Dann müsste man entweder entlang des Spektrums eine Diodenreihe ansetzen, so wie es auf einem vorherigen Bild dargestellt ist, oder man schwenkt das Gitter. Ich werde mit einem befreundeten Maschinenbauer mal über die Mechanik diskutieren. Alternativ zur Sensorreihe könnte man ein CCD-Kameramodul auslesen.
Parallel dazu schaue ich mir noch die Softwarelösung an. Wenn ich das Bild der Marke aufnehme, kann ich mit Software den Ausschnitt wählen, welchen ich untersuchen will. Den Code kann man recht leicht schreiben. Ich melde mich

Ciao, Mathias

[Neuling]

DANKE Mathias vorerst und wir verbleiben mal so.
Bin sehr an günstig realisierbaren Komplettlösungen interessiert.
Hoffendlich taugt das dann am Ende was.
Paar mögliche Ideen habe ich zwar auch, aber die Realisierung ist momentan für mich noch technisch im absoluten Anfangstadium (bzw. bei Elektronik u. Programmierung - da kenne ich mich eben nicht aus).

Noch einige Gedanken von mir:
Z.B. mit dem von dir erwähnten "Spektrometer" um 8 Euro - die Idee hatte ich anfänglich mal zwar auch, (habe mir mal ein "Bausatz" in Deutschland bestellt und im Grunde aus Pappe und anderen Teilen selber sowas gebastelt). Aber das ändert m.E. nichts an dem Prinzip dann für den Spektralfotometer, wie in meiner ersten Abbildung gezeigt.  Das ist die Vorlage für mich.  Nur eben der Rechner braucht doch nicht im Gerät selber sein.

Natürlich, dieses gewisse Prinzip ist in bestimmten Bereichen daraus (hier gemeint dieses "Spektrometer" um 8 Euro) ist immer wieder (nur etwas) ähnlich.
Der Prinzip ist eben der: Eine kleine Öffnung (aber für mein Projekt muss da Licht raus und reingehen - dafür wird für diese Zwecke normalerweise eine Lichtquelle mit der Farbtemperatur von 3000 Kelvin verwendet), und das eintretende Licht muss mit Beugungsgitter zerlegt werden.  Bis hier ist das noch rel. einfach.
Dieses Spektrum muss dann aber eben irgendwie in den Rechner (PC) herausgelangen, und das ist eben meine Frage nach dem WIE? (ganz und keine Teile, und unverfälscht!)?   Wie du schreibst, auslesen mit Sensorreihe bzw. einem CCD-Kameramodul.
Die Frage ist also, wie ist das genau zu realisieren? Ob die Ergebnisse dann zufriedenstellend sind?  Und wie erweist sich das dann sonst im Test? Das muss eben mit denen ausdiskutiert werden, die sich damit auskennen.  Ich kenne sonst noch keinen und selber kenne ich mich eben nicht aus, auch wenn ich denke, dass das rel. günstig zu realisieren wäre.

Dann wäre eben noch die Frage zu klären, ob man bestehende Programme (wie erwähnt den Histogramm eines Graphikprogrammes) verwenden kann, um die Kurvenwerte anzuzeigen = (an welche Werte soll das für bestimmte Werte für die Nm-Berreiche kalibriert werden, weiß ich noch nicht, auch wenn die Kalibriervorlage als solche bleibt die aus dem Druckwesen: CMYB, da sie DIN-genormt ist und überall verfügbar).

Bin also gespannt, was du dazu noch erfährst und welche Teile man dafür wie verwenden könnte und wie/wo das ganze zu realisieren wäre.., damit am Ende das Spektrum entsprechend am PC analysiert werden kann?

Grüße! 

[MathiasW]

Salut,

ich bin bei der Recherche auf ein interessantes Bauteil von Hamamatsu gestossen. Wir sind immer noch gut unter 100 Euro, die Optik wird aber etwas komplizierter, so dass ich da ein wenig Zeit brauche... Interessant ist auch ein Zeilenarray von TAOS bzw. Toshiba

Ausserdem schaue ich mir folgendes an: myspectral.com

Ciao, Mathias

[Neuling]

H a l l o !

Ja, das klingt schon erstmal interessant.
Für mich wäre dann im Voraus (vor dem Bau) interessant zu sehen, wie und was genau Sie da vorhaben zu machen.
Zwar (ich verstehe  aber Englisch nicht) Aufbau für Spektrometer als solcher wäre eben ganz was anderes als für Spektrahlfotometer, der eben mit einer kl. abgedeckten Sonde (wegen Streulicht und Umgebung) nur eine kleine Fläche der Probe beleuchtet und dieses Licht dann weiter zerlegt (man kann z.B. die Beugungsgitter mit Tausend Linien pro mm DORT bekommen, wo ich mein 8 €uro-Spektroskop/Spektrometer zum zusammenbauen erworben habe) zur Analyse an PC überträgt, - aber das ist ja eh inzw. klar. …

Prototypen bitte aber parallel doppelt anfertigen (1x bitte auch für mich)…, zumal bei Bau ist es auch einfacher das gleich 2x zu machen als jeweils einmal.

Dazu braucht man auch irgendein passendes PC-Programm in deutscher Sprache (würden Sie diesen selber schreiben, wie Sie das andeuteten?), der das Lichtspektrum analysiert und in einem Diagramm (Skala des Spektralbereiches 400-750nm) vermisst.

Diverses können wir dann auch per E-Mail abklären…

Bin gespannt dann auf Ihre Antwort.

Gruß und schönen Sonntagnachmittag!
Neuling   

[Neuling]

Unter 100 Euro gibt es doch mal wann auch  solche gebrauchte Gräte …

[MathiasW]

Salut,

ich habe mehrere Wochen darauf verwendet, einen linearen CCD auszulesen - leider ohne Erfolg. Weder der TCD1201 noch der ILX511 lässt sich mit vertretbarem Aufwand auslesen und ich habe auch keinerlei Unterstützung in den Foren gefunden. Daher stelle ich die Versuche hier ein.

Ciao, Mathias