Anwendungen zur Lichtmessung VS Luxmeter: Kann man Licht mit einem Smartphone messen? Kann ich Licht mit meinem Telefon messen? Gibt es immer eine prozentuale Abweichung vom Referenzwert?

Die Arbeit mit Licht ist ohne tägliches Studium der Trends und Neuheiten des Marktes unmöglich zu entwickeln. Eine unserer neuesten Entdeckungen war eine Anwendung, mit der Sie die Lichtmenge in einem Raum mit einem normalen Smartphone messen können. Aus beruflicher Sicht konnten wir einer solchen Herausforderung natürlich nicht gleichgültig gegenüberstehen. Deutsches Institut für Angewandte Lichttechnik (DIAL GmbH) , das sich der Frage widmete, die uns interessierte: Kann ein Smartphone ein würdiger Ersatz für einen Belichtungsmesser werden?

Luxmeter versus Smartphone: Kann eine spezielle Anwendung eine Alternative zum Messgerät werden?

Wenn sich ein solcher Ersatz wirklich rechtfertigt, dann wäre es nicht so sehr eine Revolution, aber immerhin ein sehr gewinnbringendes Angebot. Urteilen Sie selbst, ein Luxmeter ist kein billiges Vergnügen. Aber fast jeder hat ein Smartphone. Und spezielle Apps sind entweder kostenlos oder günstig. Da unser Unternehmen professionell mit Licht arbeitet, berührt uns die Idee, photometrische Parameter mit einem Telefon zu messen. Aber aus Fairness und Neugier entschieden wir uns, ein Experiment durchzuführen. Der Zweck der Studie: die Ergebnisse der entsprechenden Anwendungen mit der Leistung unseres Standard-Belichtungsmessers zu vergleichen.

Gerät im Test

An unserem Experiment nahmen iPhones verschiedener Serien, sowie Handys von Sony, Samsung und Nokia teil:

Software

Wir haben die folgenden Anwendungen ausgewählt (die meisten davon sind kostenlos) und sie auf jedem der Systeme installiert:

Als Referenz

Die Referenzmessung wurde mit einem geeichten Krochmann PRC Belichtungsmesser (Modell 106e, Sondermodell, Klasse A) durchgeführt.

Gebrauchte Lichtquellen

Für den Test haben wir drei verschiedene Lichtquellen gewählt:

• Niedervolt-Halogenlampe;
• Kompaktleuchtstofflampe (Farbtemperatur 2700 K);
• LED (Farbtemperatur 3000 K).

Um unsere Forschung zu vereinfachen, haben wir uns entschieden, eine Lichtquelle zu verlassen - LED.

Test-Bedingungen

Der Test fand in einem Raum ohne Tageslicht- oder Kunstlichtquellen statt. Wir platzierten Lichtquellen auf einer horizontalen Fläche. Die Beleuchtung wurde abwechselnd auf 100 Lux, 500 Lux und 1000 Lux eingestellt. Der photometrische Kopf unseres Belichtungsmessers befand sich senkrecht zur Lampenachse. Dann haben wir auf die gleiche Weise Smartphones mit installierten Anwendungen platziert. Die Frontkamera und der Helligkeitssensor befanden sich an der gleichen Stelle, an der zuvor das Photometer stand.

Diese Anordnung war für alle Anwendungen außer dem kostenpflichtigen „Luxmeter Pro Advanced“ geeignet, da es von der Oberfläche reflektiertes Licht zur Messung der Beleuchtung verwendet. In dieser Anwendung sind auch Einstellungen für Lichtquellentypen, Entfernung dazu usw. verfügbar.

Einige Anwendungen ließen eine Kalibrierung zu, die wir, wenn möglich, nach Herstellerangaben durchgeführt haben, nämlich bei 100 Lux.

Ergebnisse

Während unseres Tests haben wir festgestellt, dass es zwar möglich ist, in einigen Anwendungen auf einen bestimmten Wert zu kalibrieren, es jedoch ziemlich schwierig ist, diesen genau zu bestimmen. Also entweder der Schritt war groß, oder der Wert von 100 Lux wurde gar nicht eingestellt (z. B. der maximal einstellbare Wert auf dem iPhone 5 mit LightMeter von Whitegoods ist 34 Lux). Oftmals waren die Abweichungen von den Kontrollwerten recht hoch (bis zu 113% beim Samsung Galaxy S5 mit Geogreenapps Lux Light Meter App). Bei Verwendung der Referenz 500 Lux zeigte das Display des Smartphones 1.063 Lux an. Die geringste Abweichung von 3 % gab es beim iPhone 5 mit „LightMeter by whitegoods“. Bei 500 Lux zeigte dieses Smartphone 484 Lux. Gleichzeitig können wir nicht behaupten, dass diese spezielle Kombination immer zu kleinstmöglichen Abweichungen führt. Bei einem Wert von 100 Lux und der gleichen Anwendung erreichte die Abweichung 89 % und das Gerät zeigte 11 Lux an.

Außerdem ist uns aufgefallen, dass die angezeigten Werte bei Geräten von Sony, Samsung und Nokia deutlich höher waren als bei den Referenzen, während sie beim iPhone deutlich darunter lagen. Die durchschnittliche Abweichung über alle Android- und Windows-Phone-Apps war etwa 60 % höher als bei den Kontrollen. Die Diskrepanz zwischen den von verschiedenen iPhones gemessenen Werten lag 60 % unter der Referenz.

Außerdem ist uns aufgefallen, dass verschiedene Anwendungen, die auf Smartphones von Samsung und Sony installiert sind, ähnliche Werte aufweisen. Höchstwahrscheinlich verwenden diese Geräte eher einen Helligkeitssensor als eine Kamera, um das Licht zu messen.

Bei einigen Samsung-Modellen können Sie mit der *#0*#-Kombination in den Engineering-Menümodus wechseln. Durch Auswahl des Elements „Lichtsensor“ können Sie die geschätzte Beleuchtung ermitteln, ohne die Anwendung zu installieren. In diesem Fall ist also möglicherweise kein spezielles Programm erforderlich. Allerdings wich auch bei diesen Geräten die Leistung im Bereich von 37%-113% vom Referenzwert ab.

Stimmen die Ergebnisse auf ähnlichen Smartphones mit denselben Apps überein?

Um dies zu testen, haben wir 4 identische iPhone 5s mit den darauf installierten Apps „Galactica Luxmeter“ und „LightMeter by whitegoods“ verwendet. Leider wurden wir enttäuscht. Alle vier Smartphones zeigten eine völlig unterschiedliche Leistung.

Wir glauben, dass der Grund für solche Schwankungen in den unterschiedlichen Komponenten der Telefone liegt. Solche Abweichungen fallen dem Nutzer im Alltag nicht auf, im direkten Test fallen sie aber auf.

Gibt es immer eine prozentuale Abweichung vom Referenzwert?

Wenn Sie immer ein Smartphone mit derselben App verwenden, können Sie davon ausgehen, dass Sie genau genug messen können, wenn Sie die prozentuale Abweichung vom Referenzwert kennen. Aber ist dieser Prozentsatz immer gleich?

Um dies zu testen, haben wir die Beleuchtung bei 10 Lux, 100 Lux, 1000 Lux und 10.000 Lux mit einem iPhone 5 gemessen, das auf einer optischen Bank in einem schwarzen Raum platziert war. Die Helligkeitszunahme lässt sich sehr genau einstellen, indem der Abstand zwischen Lichtquelle und Empfänger angepasst wird.

Die Lichtquelle war wieder eine LED-Lichtquelle mit 3000 K. In diesem Test haben wir uns die Leistung von zwei verschiedenen Anwendungen angesehen. Es stellte sich heraus, dass die Werte verschiedener Programme voneinander abweichen, teilweise bis zu 358 % (12 Lux bis 55 Lux bei einem Standard von 100 Lux). Betrachten wir die prozentualen Abweichungen von den Referenzwerten, dann sehen wir kein Muster.

Mit der Galactica Luxmeter App lagen die Werte 180 % über der Referenz bei 10 Lux und 50 % unter der Referenz bei 10.000 Lux. "LightMeter by whitegoods" wurde auf 10 Lux kalibriert. Bei Referenz 100 Lux war die Abweichung um 88 % niedriger und bei 10.000 Lux - 59 %. Die Werte aller anderen Anwendungen waren ebenfalls deutlich niedriger als die Kontrollwerte, und der Prozentsatz der Abweichungen selbst änderte sich ständig.

Außerdem haben wir festgestellt, dass Messungen mit Front- und Rückkamera unterschiedliche Werte zeigen. Außerdem zeigen einige Anwendungen nie 0 Lux an, auch wenn kein Licht an der Kamera ist und diese mit einem „Stöpsel“ verschlossen ist.

Fazit

Die Ergebnisse belegen, dass seriöse Lichtmessungen nur mit professionellem Equipment möglich sind. Es ist mit einem kalibrierten Sensor ausgestattet, um sicherzustellen, dass die Bewertung der Beleuchtungsstärke entsprechend der Empfindlichkeit des menschlichen Auges bei Tageslicht erfolgt. Darüber hinaus ermöglichen die Geräte die Messung der Lichtmenge in Abhängigkeit vom Einfallswinkel des Strahls. Smartphones können das auch nicht, sonst funktionieren sie nicht als Telefon.

App-Entwickler behaupten nicht, dass Smartphones professionelle Geräte ersetzen können. Die Aussage, dass einige Geräte eine Kalibrierung erlauben, klingt spektakulär, aber leider ist es technisch fast unmöglich, den gewünschten Wert einzustellen. Auch bei Verwendung derselben Anwendung auf identischen Smartphones unterscheiden sich die Auswertungsergebnisse.

So helfen die Apps leider nicht wirklich weiter, um sich auch nur einen groben Überblick über die Beleuchtung zu verschaffen. Darüber hinaus kann das Ergebnis radikal entgegengesetzt sein und den Benutzer irreführen.

Wenn Sie also wirklich die Beleuchtung messen müssen, verwenden Sie einen Belichtungsmesser und lassen Sie das Telefon, um Ihre Lieben anzurufen.

Dies Artikel ist ein Übersetzung Artikel Luxmeter App versus Messgerät:
Eignen sich Smartphones zur Beleuchtungsmessung?

Es gibt viele Anwendungen für Smartphones, die uns das Leben erleichtern. Die Einsatzmöglichkeiten für Lichttechniker sind vielfältig. Aber bedeutet das, dass Sie mit Ihrem Smartphone Licht messen können?

Diese Frage stellen wir uns immer öfter, denn die Vorteile liegen auf der Hand. Immerhin sind solche Anwendungen kostenlos oder nicht sehr teuer. Toll wäre der Austausch des Belichtungsmessers, der je nach Hersteller und Genauigkeit zwischen 100 und 2000 Euro kostet (aliexpress stimmt nicht zu und zeigt Beträge sogar unter 10 Euro an), zur Smartphone-App, die fast jeder schon hat.

Als akkreditiertes Lichtlabor können wir über die Idee, Licht mit dem Smartphone zu messen, nur schmunzeln. Dennoch erschien uns diese Idee sehr kurios, was uns dazu veranlasste, ein Experiment durchzuführen. Also begannen wir, nach verschiedenen Apps für verschiedene Betriebssysteme zu suchen. Wir wollten herausfinden, wie genau sie im Vergleich zum Belichtungsmesser in unserem Labor sind.

Hardware

Für diesen Test haben wir verschiedene iPhone-Modelle verwendet, sowie: Sony, Samsung und Nokia.

Software
Wir haben die folgenden Anwendungen installiert, von denen die meisten kostenlos sind:

Referenzinstrument

Wir führten Kontrollmessungen mit einem Belichtungsmesser durchPRC Krochmann (Modell 106e, Sondermodell, Klasse A)Und natürlich wurde das Gerät kalibriert.

Gebrauchte Lichtquellen

Für diesen Test haben wir drei verschiedene Lichtquellen ausgewählt:

· Niedervolt-Halogenlampe

· Kompaktleuchtstofflampe (Farbtemperatur: 2700 K)

· LED (Farbtemperatur: 3000K)

Um den Artikel nicht zu verkomplizieren, haben wir nur gelassen LED-Quelle.

Unser Testaufbau

Der Test fand in einem dunklen Raum ohne künstliche und natürliche Lichtquellen statt. Bei den verwendeten Lichtquellen stellen wir die Beleuchtung abwechselnd auf 100 Lux, 500 Lux und 1000 Lux ein (wohl noch 2000) auf einer horizontalen Fläche. Dazu wurde der photometrische Kopf des Luxmeters senkrecht zur Lampenachse angeordnet.

Dann spielten auch Smartphones mit verschiedenen Anwendungen verrückt, sodass die Frontkamera und der Helligkeitssensor unter der Lampe waren. Der Sensor bzw. die Frontkamera befand sich genau an der Stelle, an der sich zuvor der photometrische Kopf des Belichtungsmessers befand.

Alle Geräte wurden auf diese Weise angeordnet, mit Ausnahme von IPhone mit der kostenpflichtigen Anwendung „Luxmeter Pro Advanced“, da es sich bei dieser Anwendung zur Beleuchtungsmessung um die Messung des von der Oberfläche reflektierten Lichts handelt. In dieser Anwendung gibt es ziemlich viele Einstellungen, einschließlich der Art der Lichtquelle, der Entfernung zur Lichtquelle usw.

Bei einigen Anwendungen ist auch eine Kalibrierung möglich. Die Kalibrierung wurde gemäß den Anweisungen durchgeführt, nämlich 100LK.

Klasse

Während unseres Tests haben wir festgestellt, dass es zwar möglich war, in einigen Anwendungen auf einen bestimmten Wert zu kalibrieren, aber es nicht möglich war, den Wert genau genug einzustellen. Dies geschah, weil die Schrittweite, mit der der Wert eingestellt wurde, groß war oder der Wert von beispielsweise 100 lx in der Anwendung gar nicht eingestellt wurde Lichtmesser von whitegoods Beim iPhone 5 wurde der Wert für die Kalibrierung auf maximal 34 Lux eingestellt.

Die Abweichungen von den Referenzwerten waren teilweise recht hoch (bis zu 113 % beim Samsung Galaxy S5 mit der Anwendung „Lux Light Meter“ von Geogreenapps). Als der Referenzwert auf 500 Lux eingestellt wurde, zeigte das Display des Smartphones einen Wert von 1.063 Lux an. Die geringste prozentuale Abweichung (3 %) wurde bei der Nutzung des iPhone 5 und der Anwendung „ LightMeter von whitegoods» . Setzt man den Referenzwert auf 500 Lux, zeigt dieses Smartphone 484 Lux an. Daraus können wir jedoch nicht schließen, dass dieses spezielle Smartphone mit einem bestimmten Programm immer den richtigen Wert anzeigt. Wenn die Beleuchtung auf 100 Lux eingestellt war und dieselbe Anwendung auf demselben Smartphone verwendet wurde, erreichte die Abweichung 89 % und das Gerät zeigte 11 Lux an.

Wir konnten einen Trend ausmachen, dass die angezeigten Werte bei Geräten von Sony, Samsung und Nokia deutlich über den Referenzwerten lagen, dabei aber in der Regel weiter IP hon die angezeigten werte liegen deutlich unter den referenzwerten. Durchschnittliche Abweichung vom Benchmark gemessen über alle Apps auf Android-Smartphones und Windows-Phones Telefon lagen durchschnittlich 60 % über den Referenzwerten.

Die mittlere Abweichung aller gemessenen Werte von unterschiedlichen IPhone 60 % unter den Referenzwerten lag. Außerdem ist uns aufgefallen, dass verschiedene Anwendungen, die auf Smartphones von Samsung und Sony installiert sind, ähnliche Werte aufweisen. Es scheint, dass diese Modelle einen Helligkeitssensor zur Messung verwenden und keine Kamera.

Bei einigen Samsung-Modellen können Sie in den Engineering-Menümodus wechseln, indem Sie die Kombination * # 0 * # über die Tastatur eingeben. Durch Auswahl des Menüpunkts „Lichtsensor“ können Sie die geschätzte Beleuchtung ermitteln, ohne die Anwendung zu installieren. Die Installation von Anwendungen ist in diesem Fall also überflüssig. Allerdings wichen auch alle von diesen Geräten angezeigten Werte zwischen 37 % und 113 % vom Referenzwert ab. Galactica Luxmeter“ und „LightMeter“ von whitegoods ". Leider wurden wir auch hier enttäuscht. Die Grafik zeigt, dass die vier von uns getesteten Smartphones teilweise völlig unterschiedliche Messergebnisse zeigten.

Wir vermuten, dass der Grund für diese Schwankungen in der Verwendung voneinander unterschiedlicher Komponenten liegt, was dem Nutzer im Alltag nicht auffällt, aber im direkten Vergleich auffällt.

Setzt sich der Trend der prozentualen Abweichungen vom Referenzwert fort?

Wenn Sie immer ein Smartphone mit derselben App verwenden, können Sie davon ausgehen, dass Sie genau genug messen können, wenn Sie die prozentuale Abweichung vom Referenzwert bereits kennen.

Aber ist es immer der gleiche Prozentsatz, um den der Wert abweicht? Um diese Frage zu beantworten, haben wir die Beleuchtung bei 10 Lux, 100 Lux, 1000 Lux und 10.000 Lux mit einem iPhone 5 gemessen, das auf einer optischen Bank in unserem schwarzen Raum platziert war. Über den Abstand zwischen Lichtquelle und Empfänger lässt sich die Helligkeitsstufe sehr genau einstellen. Als Lichtquelle wurde wiederum eine LED-Lichtquelle mit einer Farbtemperatur von 3000 K verwendet.

In diesem Test haben wir Messwerte aus zwei verschiedenen Anwendungen betrachtet. Erfahrungsgemäß weichen Anwendungswerte voneinander ab – teilweise bis zu 358 % (Werte reichen von 12 Lux bis 55 Lux bei einem Referenzwert von 100 Lux), wenn wir die prozentualen Abweichungen von der Referenz betrachten Werte, dann sehen wir kein Muster .

Bei Verwendung der Anwendung " Galactica Luxmeter"-Werte waren höher180 % der Referenz bei 10 Lux und 50 % unter der Referenz bei 10.000 Lux.

Bei Verwendung der Anwendung " Lichtmesser von whitegoods » kalibriert auf 10 Lux. Bei einem Referenzwert von 100 lag die Abweichung bei 88 % und bei 10.000 Lux bei 59 %. Auch die Werte aller anderen aufgebrachten waren deutlich niedriger. Auch bei allen anderen Werten waren die Messwerte niedriger.

Durch Zufall haben wir festgestellt, dass die Messungen mit Front- und Rückkamera unterschiedliche Werte aufweisen. Darüber hinaus zeigen einige Anwendungen niemals 0 Lux an, auch wenn die Kamera keinem Licht ausgesetzt und mit einem "Stöpsel" verschlossen ist.

Fazit

Die Ergebnisse belegen, dass seriöse Lichtmessungen nur mit professionellem Equipment möglich sind. Es ist mit einem kalibrierten Sensor ausgestattet, der sicherstellt, dass die Beleuchtungsstärkebewertung entsprechend der Empfindlichkeit des menschlichen Auges erfolgt.

Darüber hinaus ermöglichen die Geräte eine Auswertung der Beleuchtung in Abhängigkeit vom Einfallswinkel des Strahls. Smartphones können das auch nicht, sonst können sie ihre Funktionen nicht erfüllen.

Obwohl die Entwickler behaupten, dass sie professionelle Instrumente ersetzen können, da ihre Anwendungen über verschiedene intelligente Funktionen wie die Kalibrierung verfügen, können Sie mit der Kalibrierung jedoch keine genauen Werte einstellen. Und selbst wenn dies möglich ist, dann gibt es immer noch Abweichungen in den Messungen. Selbst bei Verwendung derselben Anwendung und identischer Smartphones werden unterschiedliche Messergebnisse erhalten.

Daher sind Bewerbungen leider wirklich nutzlos - auch nur um sich einen allgemeinen Überblick über Licht zu verschaffen.

von Thomas Pittner und Jaqueline Goldschmidtabout

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Lohnt es sich, teure Lichtmessgeräte zu kaufen, wenn Smartphone-Hersteller spezielle Programme entwickelt haben, mit denen Sie Messungen mit einem normalen Smartphone durchführen können?

Schauen wir uns dieses Thema an.
Auf der Website eines der Smartphone-Hersteller schreiben sie: "Um sich nicht in einer schwierigen Situation zu befinden, wird dieses Problem normalerweise mit Hilfe eines speziellen Geräts gelöst - eines Luxmeters, aber heute ist es besser, teure Geräte zu ersetzen eine gleichnamige iPhone-Anwendung, die im App Store heruntergeladen werden kann..."
„Die Luxmeter-Anwendung verwendet Daten, die von der Front- oder Rückkamera eines Smartphones stammen, um den Beleuchtungsgrad zu bestimmen, und ist ein echter Taschen-Belichtungsmesser. Das Programm wird mit dem ATT-1508-Belichtungsmesser kalibriert: Die Kalibrierungsprobe besteht aus 5000 Messungen, und das Bestimmtheitsmaß beträgt 0,87 (mit zukünftigen Updates - 0,9 über den gesamten Messbereich) - all dies garantiert eine außergewöhnliche Messgenauigkeit.
Oder wir lesen "Die Luxmeter-Anwendung wurde erstellt, damit ihre Benutzer den Kauf teurer professioneller Geräte sparen können"!!!
Glaubst du das? Ich habe sehr lange gezweifelt. Vielleicht schreiben sie es richtig. Ich habe mir ein Programm runtergeladen und die Ausleuchtung gemessen. Ich habe 53 Suiten auf meinem Desktop und festgestellt, dass hier nicht alles glatt läuft. Aber ich beschloss, dass ich versuchen sollte, mit einem guten Belichtungsmesser zu vergleichen, aber meine Hände erreichten nie das Experiment.
Und schließlich ging DIAL, ein Lichtprofi, der die Software DIALux und DIALux evo entwickelt hat, der auch über ein eigenes Labor verfügt und Messungen und wissenschaftliche Aktivitäten durchführt, zur Sache und testete Smartphones und Anwendungen zur Lichtmessung.
Das Experiment beinhaltete:

Für das Experiment wurden die Beleuchtungsstärken von 3 Arten von Lichtquellen gemessen: einer Niedervolt-Halogenlampe, einer kompakten Energiesparlampe (2700 K) und einer LED-Lampe (3000 K).
Zum leichteren Verständnis siehe die Ergebnisse für LED in der Grafik. Das heißt, die Messungen wurden für alle Lampen durchgeführt, aber die Ergebnisse wurden nur für die Lichtquelle: LED veröffentlicht.

Für alle Smartphones wurden Messungen durchgeführt. Dazu wurden in einem Speziallabor Beleuchtungsstärken von 100 Lux, 500 und 2000 Lux der getesteten Lichtquelle geplant.
Die Ergebnisse sind überraschend. Nur in einem Fall zeigte das iPhone5 bei einer Messung von 500 Lux ein Ergebnis von 484 Lux, was ein sehr naher Wert ist. In allen anderen Fällen lagen die Messwerte im Bereich von 37 bis 113 %.
Nach solchen Ergebnissen entschied sich DIAL, mehrere identische iPhone 5-Smartphones und Anwendungen "Galactica" und "LightMeter by whitegoods" zu testen.

Leider gab es auch hier keine Einheitlichkeit der Ergebnisse.
Die DIAL-Experten kommen zu dem Schluss, dass es leider nicht notwendig ist, die Lichtstärke mit Smartphones zu messen, weder unter professionellen noch unter häuslichen Bedingungen. Anhand von Experimenten mit diversen Smartphones und diverser Software wurde festgestellt, dass solche Messungen weder Genauigkeit noch Korrektheit aufweisen. Alles hängt vom Fall ab.

Basierend auf dem Artikel: "Luxmeter-App vs. Messgerät: Sind Smartphones zum Messen geeignet?" von Jaqueline Goldschmidt und Thomas Pittner
Fotos von DIAL.de