LEDs als Dunkelkammerleuchte

Als Arbeitsbeleuchtung in der Dunkelkammer kommt einerseits nur Licht in Frage, für das die verarbeitete Schicht unempfindlich ist. Andererseits soll der Laborant Details gut erkennen und Kontraste einschätzen können. Die zweite Forderung lässt sich besonders gut mit gelbgrünem und gelbem Licht erfüllen.

Schließlich ist zu beachten, dass "Unempfindlichkeit" ein relativer Begriff   ist: genügend große Intensität und/oder genügend lange Einwirkung ruft schließlich praktisch immer Effekte auf dem Material hervor.

Silberhalogenide weisen ohne besondere Maßnahmen eine nennenswerte Empfindlichkeit für sichtbares Licht nur im blauen Bereich des Spektrums auf. Bereits 1873 entdeckte Vogel, dass durch den Zusatz bestimmter Farbstoffe zur Schicht die spektrale Empfindlichkeit erweitert werden kann.

Festgraduiertes Fotopapier und manche fototechnischen Materialien sind auch heute nur blauempfindlich, die Dunkelkammerbeleuchtung kann also den Spektralbereich von grün über gelb und orange bis rot abdecken. Früher wurde für Vergrößerungspapiere direkte grüne oder indirekte gelbgrüne Arbeitsbeleuchtung empfohlen.

Kontrastvariables Papier ist zusätzlich grünempfindlich, so dass sicheres Licht allenfalls noch gelb - orange - rot sein kann. Die alten, halbwegs augenfreundlichen Filter können nicht mehr verwendet werden. Vorsicht, manche Fabrikate (z. B. aus Ungarn) zeigen eine deutliche Gelbempfindlichkeit!

Viele fototechnischen Materialien und spezielle Aufnahmefilme sind orthochromatisch, ihre Empfindlichkeit erstreckt sich bis in den gelb-grünen Bereich. Nur rote Dunkelkammerbeleuchtung ist erlaubt.

Die Aufnahmefilme des Amateurs sind fast immer panchromatisch, es gibt im Prinzip keine geeignete Arbeitsbeleuchtung - wenn man von Infrarot und Nachtsichtgerät einmal absieht. Die Sensibilisierung weist allerdings in der Regel eine Lücke im grünen Teil des Spektrums auf, so dass eine sehr düstere Beleuchtung („PanGrün“) möglich ist. Da die Empfindlichkeit des Materials aber in der Lücke nur abgesenkt ist, wird hierbei meist die Dunkelkammerleuchte der einzige Gegenstand sein, den man wirklich erkennen kann. Daher verarbeitet der Amateur Negativmaterial in der Regel bei völliger Dunkelheit , also in geeigneten Dosen, Trommeln oder Küvetten. Colorpapier hat übrigens eine Empfindlichkeitslücke im gelben Bereich.

Ziemlich universell (und für Ortho-Material zwingend) wäre in der Dunkelkammer demnach rotes Licht. Wegen unserer unterschiedlichen Wahrnehmungsfähigkeit für Farben muss dieses Licht aber recht intensiv sein - und auch dann kann man Kontraste und Dichten nur schwer beurteilen.

Herkömmliche Dunkelkammerlampen haben eine Glühlampe für weißes Licht, aus dem durch Filterung ungewollte Spektralbereiche entfernt werden. Leider lassen (preiswerte) Farbstofffilter immer auch unerwünschte Farben etwas durch und schwächen obendrein noch das erwünschte Licht ganz erheblich. Es werden also sehr schwache Lampen (meist 15W) eingesetzt, zumal stärkere viel Wärme abgeben, so dass die Leuchte mit einer durchdachten, lichtdichten Belüftung versehen werden müsste. In Profilabors wird statt dieser „Funzeln“ manchmal eine Natriumdampflampe für spektral sehr reines gelbes Licht benutzt. Diese ist aber so teuer, dass man sie sich eher nur für Colormaterial leistet. Oft muss sie außerdem etwas gefiltert werden, weil ihre heißen Elektroden doch zusätzlich unerwünschtes Licht abgeben. Eine Intensitätsregulierung kann bei Gasentladungslampen nicht mit einem Dimmer vorgenommen werden, diese Leuchte enthält ein trickreiches Blendsystem.

Leuchtdioden haben gegenüber allen geschilderten traditionellen Lösungen Vorteile:

Es sind schon vor längerer Zeit gelbe und rote Dunkelkammerlampen mit LEDs angeboten worden. Sie litten aber unter einem gravierenden Nachteil: Die Lichtintensität einer einzelnen Diode war sehr gering, man brauchte also viele (z.B. 100), die aufwändig zusammengeschaltet wurden. Die Lampen waren sehr teuer, ein Selbstbau ziemlich mühselig.

Allerdings hat es inzwischen gewaltige technologische Fortschritte in der Fertigung der Leuchtdioden gegeben. Als erste wurden rote Leuchtdioden auch mit hoher Intensität ziemlich preiswert angeboten - auch bereits mit den notwendigen Vorwiderständen versehen und zu mehreren zum Cluster zusammengeschaltet.

Ich benutze schon lange ein sogenanntes Zusatzbremslicht für Kraftfahrzeuge auf LED-Basis als rote Dunkelkammerlampe. Zusammen mit dem notwendigen 12 V-Gleichspannungsnetzteil kommt man so mit Hilfe von Sonderangeboten auf eine helle und dennoch ziemlich sichere Dunkelkammerlampe für weniger als 20 Euro, ohne dass man selbst Einzel-LEDs verlöten muss. Den gefürchteten Herscheleffekt (Abschwächung des latenten Bildes durch rotes Licht) konnte ich bei der roten LED-Leuchte nicht feststellen, dafür wäre wohl noch langwelligeres Licht notwendig.

Lampen mit Leuchtdioden hoher Intensität haben Spot-Charakter, man beleuchtet also einzelne Arbeitsbereiche jeweils mit einer einzelnen Lampe und wählt einen großen Lampenabstand, um eine ausreichende Fläche zu beleuchten, wenn man denn nicht so gern zu Licht schluckenden Streuschirmen oder Mattscheiben greifen will.

Inzwischen sind auch in anderen Farben hohe Intensitäten zu moderateren Preisen erhältlich - ohne dass die Preise handelsüblicher LED-Dukalampen die 100 Euro-Marke deutlich unterschritten hätten.

Sehr praktisch finde ich die LED-Lampen, die kompatibel mit den 12 V-Halogenleuchten sind, wie sie für Seilsysteme, Galerieleuchten usw. verwendet werden. Bei LED - Lampen braucht man wegen der minimalen Wärmeentwicklung nicht einmal die entsprechenden Keramiksockel zum Anschluss, normale Lüsterklemmen geben genügend sicheren Kontakt. Mit etwas Geschick und entsprechendem Gerät kann man die Zuleitung auch direkt an die Stifte löten. Ein Gehäuse ist überflüssig.

Diese Lampen sind für 12-14 V Wechselspannung oder Gleichspannung ausgelegt und benötigen nur den geringen Strom von etwa 0,1A, so dass man leicht entsprechende Netzteile findet. Benutzt man ein handelsübliches (Stecker-) Netzteil mit isolierendem Gehäuse, ist die minimale Bastelei also völlig ungefährlich.

Ich habe kürzlich eine solche gelbe LED-Lampe ausprobiert (Conrad -Elektronik 15 06 05 zu unter 12 Euro für Halogensockel, evtl noch praktischer wäre 15 05 43 mit 10 cm Anschlußdrähten zum gleichen Preis).

Bei meinem ersten Versuch mit Baryt-Multigrade von Ilford befand sich die Lampe nur etwa 120 cm über der Entwicklerschale, Entwicklungszeit 3 Minuten. Ich hatte den Eindruck, es sei taghell in der Schale und erwartete jede Sekunde, dass das Papier rapide grau anlaufen müsste. Es geschah jedoch nichts dergleichen. Ein Vergleich mit einem bei rotem Licht entwickelten Streifen ließ fast keinen Unterschied erkennen: Durch das gelbe Licht schienen mir die mittleren und hellen Grautöne kaum wahrnehmbar dunkler auszufallen, andere zum Vergleich aufgeforderte Betrachter bestritten dies. Ich werde die gelbe Lampe mit einer roten zusammenbauen, um sie wahlweise einzeln oder gemeinsam als direkte Arbeitsplatzbeleuchtung zu benutzen. Die vorhandene rote Autobremslichlampe wird zur diffusen, allgemeinen Raumbeleuchtung umgebaut. Ich bin jetzt schon begeistert von meiner zukünftigen hellen Dunkelkammer!

Empfindliche Tests für Dunkelkammerleuchten
(auch zur Ermittlung der Schädlichkeit von Streulicht aller Art)

In alten Fotobüchern steht gelegentlich, man solle ein Blatt Fotopapier   teilweise (z.B. mit einer Münze) abdecken und die vorgesehene Verarbeitungszeit dem Licht der Dunkelkammerlampe aussetzen und dann entwickeln. Die Unschädlichkeit der Beleuchtung sei erwiesen, wenn das Papier gleichmäßig weiß bliebe. Diese Methode ist viel zu grob: Unterschwellige Intensitäten, die auf gänzlich unbelichteten Partien noch   keine Wirkung haben, verdunkeln schon die zarten Grautöne und verschieben die Gradation so heftig in Richtung weich (Dies wurde früher in SW-Printern sogar zur Gradationssteuerung ausgenutzt).

Man muß also vorbelichtetes Material für den Test verwenden:

Man dreht den Kopf des Vergrößerers an den oberen Anschlag, schließt die Blende und ermittelt eine Belichtungszeit ohne Negativ, bei der das Papier gerade zu einem sehr zarten Grau entwickelt (Scharfstellung ist nicht erforderlich). Dann deckt man die Hälfte eines so vorbelichteten Fotopapiers lichtdicht ab und setzt den Rest streifenweise dem zu testenden Licht aus: Zeiten zB: 30 s, 60 s, 120 s, 240 s ...

Nach dem Entwickeln und Fixieren ist es nun bei hellem Tageslicht leicht, die Maximalzeit herauszufinden, in der das Dunkelkammerlicht noch keine schädlichen Wirkungen hat. Übrigens sind diese Zeiten auch bei Dunkelkammerlampen des Handels manchmal ziemlich kurz - wesentlich kürzer als die Bearbeitungszeit bis zum Unterbrecherbad! In der Praxis wird meist dennoch kein Schaden angerichtet, weil

Ständiger Ärger mit zu flauen Prints kann aber durchaus an schlechter Dunkelkammerbeleuchtung liegen - schuld sind nicht immer der Film, die Negativtechnik, überlagertes Material oder der Papierentwickler.

Für die gelbe LED - Lampe in 160 cm Abstand ergab sich für Ilford Multigrade FB eine unschädliche Einwirkungszeit von knapp 2 Minuten, ich werde ihre Helligkeit also etwas herabsetzen, da ich den Abstand mangels Raumhöhe nicht vergrößern kann.

Für fest graduiertes Fotopapier sind die Zeiten ganz erheblich länger, ebenso bei Benutzung gleich starker roter LED-Leuchten.

Eine alternative Testmethode (vorgeschlagen von Herrn Löffler - die vorstehend beschriebene stammt nach meiner Erinnerung aus der leider entschlafenen Zeitschrift "Foto-Hobby-Labor"):

Man deckt ein optimal belichtetes Bild halb ab und setzt es so dem Laborlicht aus. Nach der Entwicklung werden beide Bildteile verglichen, um einen evtl. verflachenden Einfluss des Laborlichts aufzudecken.

Beide Fotos wurden absolut gleich behandelt

Multikontrastpapier der gelbempfindlichen ungarischen Sorte, Gradation 1.

Das linke wurde vor dem Entwickeln entgegen dem Beipackzettel kurz gelbem LED - Licht ausgesetzt. Der weiße Bildrand blieb unverändert, das Zusatzlicht war also noch unterschwellig. Der Einfluß auf die Gradation ist verheerend.

 

Herabsetzung der Helligkeit von LED - Leuchten

Leuchtdioden können nur an Gleichspannung in Serie mit einem Widerstand zur Strombegrenzung betieben werden. Bei den erwähnten Halogen-Spot-kompatiblen Lampen sind Widerstände und ein Gleichrichter bereits eingebaut. Bei Betrieb an Wechselspannung kann man eine Halbwelle der Wechselspannung durch Vorschalten einer Diode sperren und so die Intensität elegant um 50% reduzieren. Ich musste allerdings feststellen, dass dies ausgerechnet bei der gelben Lampe nicht funktioniert, weil offenbar zur Erreichung einer etwas höheren Helligkeit bei Wechselspannung zusätzlich zum Gleichrichter ein Kondensator eingebaut   ist, der die fehlende Halbwelle mühelos ausgleicht (Dies erkennt man daran, dass die Lampe beim Abschalten nicht schlagartig erlischt, sondern kontinuierlich dunkler wird).

Man kann die Helligkeit immer (auch bei Gleichspannungsbetrieb) mit einem Vorwiderstand herabsetzen, den man allerdings experimentell bestimmen muss. Mit einem Stellwiderstand (Potentiometer) lässt sich die Helligkeit gleitend regeln. Bei einer gleichartigen roten und der gelben Lampe konnte ich die Helligkeit mit einem 1 kOhm - Potentiometer (1W Leistung reichen aus) stufenlos um 4 Lichtwerte, also 16 : 1 herabsetzen.

Eine sehr gute Möglichkeit zur Helligkeitsreduzierung ist Abstandserhöhung, die Lichtintensität nimmt schließlich quadratisch mit der Entfernung ab. Wegen der geringen Wärmeentwicklung ist auch simples Seidenpapier zur Helligkeitsreduzierung sehr geeignet.

Anmerkung 1: Eine einzelne blaue LED eignet sich sehr gut als Lichtquelle, wenn man mangels Durchlichtdensitometer bei Grautafelaufnahmen die wirksame Dichte von Negativmaterial mit einem guten gewöhnlichen Belichtungsmesser bestimmt (1/3 Blende º Dichte 0,1).: Manche Negativentwickler erzeugen ein bräunliches Schwarz, dessen Dichte bei weißem Licht zu niedrig gemessen wird.

Anmerkung 2: Eine grüne LED - Lampe habe ich nicht ausprobiert, weil ich das gelbe Licht als angenehmer empfinde. Sie käme sowieso allenfalls für fest graduiertes Fotopapier evtl. in Frage. Eine einzelne grüne Diode in großem Abstand soll sich aber gut zur Latensifikation von Negativfilmen eignen (Steigerung der Empfindlichkeitsausnutzung und Gradationsverflachung durch eine unterschwellige Nachbelichtung nach der Aufnahme).

Anmerkung 3: Diaschneidegeräte mit Leuchtfläche und Glühlampenbeleuchtung werden oft im Dauerbetrieb viel zu warm.
Geschickte Bastler können auf superhelle weiße LEDs umrüsten.

Anmerkung 4: Zu entsprechend deutlich höheren Preisen gibt es LED-Cluster, die viel heller sind, als die von mir benutzten Typen. Es wäre sicher (heute oder mindestens in naher Zukunft) interessant, zu versuchen, sie als Lichtquelle im Vergrößerungsgerät mit eleganter Möglichkeit zur Gradations- oder Farbsteuerung einzusetzen. Ob es allerdings für die Geräteindustrie wirklich verlockend ist, die kleine Gruppe der Amateure mit solchen technischen Innovationen zu verwöhnen kann man auch skeptisch beurteilen.

Anmerkung 5: Die Konkurrenz der Leuchtdioden befindet sich als leuchtende Halbleitertapete (geringe Intensität, große Fläche) bereits in der Entwicklung. Ob es wohl noch Amateurlabors gibt, wenn man die Dunkelkammerlampe endlich einfach als Rolle im Baumarkt kaufen kann?

Hinweise zu Basteleien mit einzelnen Leuchtdioden

Wenn Sie nicht nur fertig verschaltete Cluster verwenden wollen, sondern auch an Basteleien mit einzelnen LEDs denken (für Diabetrachter, Skalenbeleuchtung ...), brauchen Sie vielleicht   ein paar zusätzliche Informationen:

Die Diode ist in grober Näherung ein Halbleiterbauelement, das nur in einer Richtung stromleitend ist. Damit in der Durchlassrichtung wirklich Strom fließt, muss aber eine Mindestspannung vorhanden sein (Schleusenspannung). Andererseits muss der Stromfluss auf den Nennstrom begrenzt werden, da die Diode sonst durch Wärmeentwicklung zerstört wird.

Auch das Sperrvermögen in der Gegenrichtung ist auf eine Höchstspannung begrenzt, bei deren Überschreitung die Diode zerstört wird.

Die Besonderheiten bei Leuchtdioden:

Für Basteleien müssen Sie kennen (oder messen):

 

 

Benutzen Sie den nächstgrößeren erhältlichen Widerstand, zu kleine Werte vermindern die Lebensdauer, noch höhere verringern die Helligkeit, was ja auch erwünscht sein kann: Zum Dimmen können Sie einen Stellwiderstand (Poti) vom 10fachen Wert des Vorwiderstandes zusätzlich in Serie schalten.

Messung der Schleusenspannung:

Verwenden Sie provisorisch einen etwas zu großen Vorwiderstand, für dessen überschlägige Berechnung Sie die Schleusenspannung einfach mit 0 V einsetzen. Dann können Sie die Schleusenspannung mit einem Voltmeter an der Diode messen. Wenn die Betriebsspannung hoch ist im Vergleich zur Schleusenspannung t (Bei einer roten oder gelben Einzeldiode also größer als 10V), können Sie es bei dem provisorischen Vorwiderstand belassen und auf die Messung verzichten.

Beispiel:

Eine Leuchtdiode unbekannter Schleusenspannung soll an 4,5 V Gleichspannung betrieben werden. Der Nennstrom sei 20 mA. Sie wird zunächst mit eine m Vorwiderstand von 220 Ohm (4,5 V / 20 mA = 0,225 kOhm ) angeschlossen. Eine Spannungsmessung an der Diode ergibt 1,5V.

Dann müssen am Vorwiderstand beim Strom von 20 mA also 3 V abfallen: 3V/20 mA = 0,15 k Ohm = 150 Ohm reichen als Vorwiderstand aus. Eine ¼ W-Type ist reichlich dimensioniert (3V * 20 mA = 60 mW Wärmeleistung fallen an).

Cluster aus mehreren Dioden in Serienschaltung:

Mehrere Leuchtdioden mit gleichem Nennstrom können hintereinander geschaltet werden. Dann sind ihre Schleusenspannungen in der Rechnung zu addieren, die Summe muss kleiner als die Betriebsspannung bleiben: Der Vorwiderstand wird kleiner und die elektrische Energie besser in Licht umgesetzt. Im Beispiel könnte man zwei Dioden in Serie benutzen und nur noch 82 W als Vorwiderstand. Man sollte allerdings beim Clustern mit der Betriebsspannung den Bereich ungefährlicher Kleinspannung (bis 24 V) gerade im Fotolabor nicht überschreiten.

Im Gegensatz hierzu muss bei Parallelschaltung (etwa für niedrige Gesamtspannung bei Batteriebetrieb) jede Leuchtdiode ihren eigenen Vorwiderstand haben. Hier addieren sich dann die Nennströme zum Gesamtstrom der Stromquelle.

Zur optimalen Nutzung der Betriebsspannung können demnach mehrere Serienschaltungen mit jeweils eigenem Vorwiderstand parallel angeschlossen werden.

Die Abbildungen stellen keine Bauanleitungen dar (etwas kompakter und solider sollte das Werk schon sein), sondern sollen nur den Text erläutern, indem sie das Grundwissen aus der Elektrizitätslehre auffrischen.

Cluster aus zwei bzw. vier Leuchtdioden zum Betrieb an einer 4,5-V-Batterie.

Und nun viel Spaß beim Basteln (kaputtmachen können Sie eigentlich nicht viel, wenn Sie ihre ersten Versuche nicht ausgerechnet mit den allerteuersten Diodentypen durchführen)!

Th. Stenzel

PS: Haben Sie Fragen zu diesem Thema? e-mail: theo.stenzel@gmx.de