Schlag-Frequenzen von Insekten

Welche Abbrenndauer benötigen wir um unser Ziel, Insekten im Flug einzufrieren, zu erreichen?

 

Die Flügel der verschiedenen Insekten schlagen im Flug mit Frequenzen von 0 (Libelle im Segelflug) bis zu 1046 Hz bei kleinen Mücken (Gattung Forcipomyia, Ceratopogonidae) Aus Wikipedia.

 

Bienen summen mit ca. 240 Schlägen pro Sekunde einher.

 

Taubenschwänzchen sind wie alle Schwärmer ausgezeichnete Flieger. Die Schlagfrequenz der Flügel beträgt ungefähr 70 bis 90 Hz.

 

Zusammenfassend kann davon ausgegangen werden, dass wir es in unserer Gegend mit Frequenzen von bis zu max.500Hz, bei Mücken, zu tun haben.

 

Meine Ueberlegungen zum Taubenschwänchen (Wespen, Bienen und Fliegen sind schneller)

 

Flügelschlagefrequenz eines TS ca. 50-100 Flügelschläge pro Sekunde
Flügelbewegung aussen ca. 10mm (grobe Schätzung)

Wir nehmen eine altes TS mit 50 Hz
d.h. 50 x pro Sekunde 10mm x 2 (auf und ab)

Weg pro Sekunde 1000mm
Was ist noch ein scharfes Bild?

Ich nehme mal an, dass 3 Pixel Verschiebung noch akzeptabel wären. Bei den aktuellen FF Kameras sind das ca. 6 Micron pro Pixel oder als Annäherung 20/1000mm. Sie werden sehen, dass es nicht so wichtig ist.

Also muss ich darauf achten, dass ich eine Verschlusszeit bekomme die nicht mehr als 20/1000 mm Verschiebung zulässt.

1s=1000mm

1/10s = 100mm
1/100s= 10mm
1/1000s = 1mm
1/10000s= 1/10mm
1/100000s=1/100mm oder 10 Mikron

wir haben 20 also brauchen wir ein Verschlusszeit von ca. 1/50000. Notabene bei einem alten TS.

 

Wir werden bei unserem Projekt etwa 1/35000 erreichen also werden alle Insekten die eine Frequenz von > 50 Hz erreichen nicht vollständig eingefroren werden können was auch unser Dremel-Test deutlich aufzeigt.

 

Für kürzere Zeiten wären andere Blitzgeräte notwendig wie z.B. hier bei MicroFlash zu finden

 

Preise: MicroFlash Ultra ca. CHF 4000.-- plus Transport CHF 250.-- nicht inbegriffen Zoll und MwSt. Diese Angaben ohne Gewähr!!

 

oder hier bei Prism. Mit diesen Geräten sind Zeiten bis hinunter zu 1/1'000'000 oder 500 Nanosekunden erreichbar.  Das reicht dann auch für die schnellsten Mücken.

 

Preis bei Prism ca. CHF 3500.- plus Transport CHF 250.-- nicht inbegriffen Zoll und MwSt. Diese Angaben ohne Gewähr!!

Ein Schnäppchen verglichen mit der Leistung. Prism exportiert seine Geräte übrigens nicht in die Schweiz.

 

Diese beiden Hochleistungsgeräte verfügen auch über die nötige Leistung um diese Zeiten über eine grössere Distanz abgeben zu können.

Der "Dremel Test"

Der Dremeltest wurde schon oft beschrieben. Er hat sich als brauchbares Instrument für die Bestimmung der Abbrenndauer eine blitzes erwiesen. Auch rasche Blitzfolgen oder Jitter können näherungsweise bestimmt werden.

 

Die Vorbereitung ist einfach. Man nehme ein Dremel. RPM von 10000 bis 33000, laut Dremel.

 

Dazu eine Minitrennschebe Durchmesser 32mm. Darauf klebt man ein Karton und zieht mit einem dünnen Filzschreiber eine Linie, fertig ist das Testsetup.

 

Damit sichergestellt wird, dass nur das Blitzlicht relevant ist, macht man mit den Kameraeinstellungen (z.B. Blende 16 1/250 ISO 100 EV -3!!). Es soll alles dunkel sein, ein Testbild.

 

Nächster Schritt mit dem Blitz oder Blitz Pack (4er Pack siehe hier) Testbilder mit verschiedenen Geschwindigkeitn schiessen und nachmessen wie breit der rote Strich verschwommen ist. Dann Umdrehung pro Sekunde x 360 = Zeit für 1 Grad.

 

 

Die Resultate SB-28

Man stellt fest, dass bei 10000 kaum eine Verschiebung sichtbar ist bei 20000 ca. 3 Grad und bei max. ist der rote Strich ca. 6 Grad Verschwommen.

 

Die Blitzdauer ist somit etwa zwischen 1/30000 und 1/35000 was ziemlich genau den theoretischen Werten entspricht.

 

 

Aus den bisherigen Auswertung ergibt sich nun eine Tabelle mit Leuchtweiten und Abbrenndauer.

Crop 33000 RPM
Crop 33000 RPM

Mit dem SB-800

Nur die Eckdaten.

 

Stop  10000 RPM und max. ca. 33000 RPM

 

Wie aus den technischen Daten zu erwarten sind die Unterschiede minim aber sie sind da. Das SB-800 ist schneller als das SB-28.

Drehzahl kalibrieren

Die Angaben von Dremel 10000 RPM - 33000 RPM bei meinem Model kannn man wie folgt überprüfen.

 

Kamera auf S (Zeitpriorität) und z.B. 1/1000 einstellen. Dremel z.B. auf Stufe 10000 RPM ein Foto OHNE BLITZ machen und die verschwommene Zone der Markierung messen.

 

Messen geht z.B. mit Photoshop (Massstab) recht einfach.

   Verschwommene Zone auswählen

   Lineal auf einer Seite des Sektors anlegen und Winkel ablesen

   Nochmals auf der anderen Seite und ebenfalls ablesen

   Differenz der beiden Winkel berechnen

 

   Drehzahl = (10000:60x360) : Abgelesenen Winkel

 

Damit die Drehzahl von 10000RPM  stimmt sollte man einen Winkel von ca. 60 Grad ablesen können.

 

Was nun?

Die bisherigen Resultate haben gezeigt, dass man mit 4 Blitzgeräten parallel durchaus die notwendige Kurzdistanz von ca. 70cm  mit 1/64, in unserem Fall 1/35000, erreichen kann.

 

Distanz gut aber die Zeit reicht nicht, wir brauchen 1/100000.

 

Das nächste Problem ist das Umgebungslicht. Im Studio kann man abdunkeln und Bienen oder andere Insejkten aus einem geschlossenen System fliegen lassen. Nachdem man sie zuvor eingefangen hat.Beispiele sind die Aufnahmen von Scott Linstead der diese Technik auch nicht dementiert im Gegenteil, er gibt sogar Kurse um dise Vorgensweise zu erlernen.

 

Ich möchte allerdings Insekten in freier Wildbahn ablichten. Ich muss also die Sonne auspowern! Na dann viel Glück.

 

Ein Trick hilft uns dabei. Nicht FP das bewirkt das Gegenteil.Sondern die Sync Zeit die bei mir 1/250 beträgt manuell übersteurn bis auf 1/500 dann bei Blende 32 und mit ein bisschen Dämmerung ist man dabei.

 

Was dann passiert sieht man in der nachfolgenden Galerie. Fotos ab sync Zeit bis 1/1000.

Ich könnte also mit 1/2 Bild bis auf 1/500 mit ein bisschen Frechheit und Glück auf 1/640. Mit Blende 32 wird das schon ganz schön duster und erlaubt das Umgebungslicht und somit unnötige Unschärfe praktisch auszublenden.

 

Mein Insekt soll dann gefälligst oben im Bild fliegen, das schränkt ein ist aber die einzige Möglichkeit in freier Wildbahn High Speed Blitze zu nutzen.

 

 

Mit einer Kamera mit elektronischem Verschluss kann man dieses Handicap umgehen. Mit einer Nikon D70s z.B. kann man bis 1/8000 synchronisieren man handelt sich aber einige andere Nachteile ein mit denen man unter Umständen leben kann oder muss.

 

 

Test von Thomas Rapp

Nikon D70 1/8000
Nikon D70 1/8000

1/100'000 mit "Flash Back"

Flash Back Vergleich
Flash Back Vergleich

Was ist "Flash Back"

Die Idee dahinter ist beim Lichtsensor des Blitzes zu finden. Im TTL oder auch im Automatikmodus des Blitzgerätes wird die benötigte Lichtintensität resp. die dadurch notwendige Abbrenndauer durch die Rückmeldung zum Blitzsensor gesteuert.

 

Wenn ich nun dem Sensor ein intensives Licht vorgaukle stellt der extrem schnell ab.Wie ich herausgefiunden habe viel schneller als die max.1/64 die ich beim SB-28 einstellen kann. Das intensive Licht muss natürlich Synchron zum Blitz generiert werden. Was liegt da näher als ein zweites Blitzgerät für diesen Zweck zu synchronisieren und gegen den Sensor zu richten. (Aufstellung siehe unten).

 

Das Resultat ist wie obiger Vergleich mit 1/64 Leistung zu "Flash Back" rechts klar ersichtlich. Der Dremel dreht mit 33000 RPM und es gelingt fast ein komplettes Einfrieren der Bewegung. Das sind wenn ich doch noch 2 Grad Unschärfe einräume

 

550 x 360 : 2 ~= 1/100000 das ist sagenhaft kurz.

Anordnung Flash Back
Anordnung Flash Back

Links SB-28 im TTL oder Automatik Modus. Rechts ein SB-800 mit 1/128 Leistung auf M.Synchronisiert mit einem SC-15 Kabel.

Wir kombinieren "Flash Back" mit dem Blendentrick und machen Jagd

Mit Geduld und viel Glück sollte unser Ziel erreichbar sein Insekten im Flug "einzufrieren".

 

Die kurze Zeit mit "Flash Back" ergibt eine sehr geringe Lichtausbeute deshalb müssen wir sehr nahe an das Objekte der Begierde herankommen, es wird dauern bis wir eine Biene im Kasten haben.

Outdoor Setup

Das  Setup ist für die Kamera arrangiert. In der Praxis wird das "Flash Back" Gerät gegenüber den Hauptgeräten abgedeckt und viel näher herangschoben..

 

Dann warten wir mal auf die Insekten die da kommen mögen. Einige Petflaschen mit Blumen helfen übrigens enorm Kaufen Sie ihrer Frau wieder einmal einen Blumenstrauss, gross genug, damit sie die eine oder andere Blume für ihre Zwecke entwenden können ohne dass sie es merkt.