Blinkenlights-Musik-Regal

Hier kann alles andere besprochen werden. Software, Treffen, oder Projekte wie Kippenlights, GroggyClock, usw.
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damon
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Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von damon » Di Mär 29, 2011 10:55 am

Hallo zusammen,
bin noch etwas eingeschüchtert, da ich selbst noch blutiger Anfänger in dem Gebiet Mikrocontroller, Platinenentwicklung bin und mir selbst ein verhältnismäßig anspruchsvolles Projekt ausgesucht habe.
Das Ziel ist eine 5x5 Matrix aufzubauen und damit ein Expedit-Regal zum leuchten zu bringen.
1. Schritt: unter den zahlreichen blinkenlights-Schaltungen die passende Basis zu finden
2. Schritt: die Anbindung des "Laststromkreis" mit ca. 25x60W Glühbirnen oder ähnlich hellen LED Lampen
3. Schritt: Steuerung - Programmierung einer sich wiederholenden Schleife
4. Schritt: Taktung der vordefinierten "Bilder" mit akustischen Signalen

Die Frage ist, welche Schaltung bzw. Leistungsgrenze für die Regalbeleuchtung ist hier realistisch im Sinne von Kosten/Nutzen? Ich hab leider zu der realisierung von Laststromgreisen keine ausführlichen Beschreibungen gefunden - aber irgendwie muß es ja funktionieren Beispiel http://www.reset-studio.de/index.php?/p ... minipixel/

Gibt es dazu vielleicht schon einen Thread? und/oder Ideen?
Gruß
Damon

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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von novatar » Di Mär 29, 2011 5:31 pm

Hallo Damon,

interessantes Projekt ;-) Und noch klein genug um das Handwerk zu lernen.

Zu deinen Fragen:
1. Schritt: unter den zahlreichen blinkenlights-Schaltungen die passende Basis zu finden
Mir fällt spontan keine ein. Ich hab vor ein paar Jahren mal eine kleine 5x5 Matrix mit LEDs gebaut und hab dafür nur einen ATmega8 genommen. Was ich damals nicht berücksichtigt habe war die Leistungsaufnahme der einzelnen LEDs zu berücksichtigen, d.h. je mehr LEDs an waren umso dunkler war das Gesamtbild. Von daher ist es als Basis nur die Software eventuell brauchbar. Ich schau mal wo ich das vergraben habe...
2. Schritt: die Anbindung des "Laststromkreis" mit ca. 25x60W Glühbirnen oder ähnlich hellen LED Lampen
Ich würde dir LEDs empfehlen, die halten das ständige An- und Ausschalten besser aus als Glühlampen.
3. Schritt: Steuerung - Programmierung einer sich wiederholenden Schleife
Das sollte nicht das Problem sein wenn du schon ein paar Grundlagen hast.
4. Schritt: Taktung der vordefinierten "Bilder" mit akustischen Signalen
Puh... das wird schon schwerer. Willst du die Matrix als eine Art Equalizer nutzen? Dafür könnte dir eventuell das hier weiterhelfen.

Was ich dir empfehlen kann ist das ganze mit LEDs auf einem Steckbrett bzw. auf einer Lochrasterkarte in klein zu bauen um zu probieren und zu lernen.

Gruß,
- Chris
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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von damon » Di Mär 29, 2011 6:49 pm

Danke Chris für die schnelle Antwort!
Der Link mit dem Spectrum-Analyser-Plugin ist schon mal hilfreich :idea:
Hab auch einen ATMega32 als Bausatz gefunden und könnte den vielleicht als Basis verwenden:

http://www.pollin.de/shop/dt/MTQ5OTgxOT ... ET_IO.html

an die Ausgänge eine Schaltung mit 5 Latchs aufbauen und dahinter die LED Matrix.
Soweit das Resultat des heutigen Tages.

Bleibt die spannende Frage wieviel Leistung sich damit schalten lässt :roll:

Welche Lastansteuerung wurde denn für die 144 Bauscheinwerfer bei dem original blinkenlights projekt verwendet?

Überlegungen gibt es viele...tauscht man später die LED's gegen Optokoppler aus und bedient damit wiederum Relais?! Hört sich sehr aufwendig und teuer an :(

nun ja...ich halte euch auf dem Laufenden....

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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von novatar » Di Mär 29, 2011 7:21 pm

Den Bausatz kannst du auf jeden Fall als Grundlage nutzen. Die Latches brauchst du nicht unbedingt, du kannst auch mit 2x5 IO-Pins das ganze Multiplexen (hier gibt es mehr dazu), könnte dann nur etwas mehr programmier Aufwand sein ;-)

Die Leistung die du schalten kannst kommt auf deinen Treiber zwischen Controller und LED/Lampe an. Die AVR-IO-Ports lassen nur ein paar wenige mA zu und max. 5V Spannung. Ich denke aber da kann dir Stefan (oder ein anderer) mehr zu sagen.
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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von stefan » Mi Mär 30, 2011 7:56 pm

Hallo Damon,

am einfachsten ist es meiner Meinung nach vermutlich, wenn Du einen Controller wählst, der schon genug I/O-Pins hat. Der ATMEGA32 wäre z.B. ein Controller, der mehr als 25 I/O-Pins hat und noch in Lochraster-kompatibel zu kaufen ist. Natürlich ist das nicht der günstigste Weg, da geht das Material schon richtig 15 Euro, wenn Du nur kleine LEDs zum probieren schalten möchtest. Etwas günstiger wird es, wenn Du einen kleineren Controller und Latches verwendest.

ATMEGA und ATtiny können an jedem Pin ungefähr 20mA schalten, also kann man LEDs direkt betreiben. Man muss allerdings aufpassen, dass der gesamte Chip meist nur ca. 200mA insgesamt darf. D.h. für 25 LEDs, muss man die Vorwiderstände so berechnen, dass nur ca. 7mA fließen. Zum Ausprobieren reicht das sicher.

Von normalen Glühlampen würde ich Dir abraten, 230V-Schaltungen sind für Bastelzwecke nicht gut geeignet, weil es erstens ganz schön laut knallt, wenn da etwas nicht funktioniert und es zusätzlich gefährlich werden kann. Ich würde 12V-Halogenlampen verwenden, wenn es Glühlampen sein sollen - oder aber LEDs.
Bei 12V mit bis zu 500mA pro Kanal (d.h. 6W) kannst Du den Baustein ULN2803A zur Verstärkung benutzen. Die eingänge kommen direkt an den Mikrocontroller und schalten dann jeweils die Masse der Lampe (COM kann für Glühlampen frei bleiben). Für größere Lasten kann man mehrere Kanäle parallel schalten (jeweils Eingänge und Ausgänge).

Wird noch mehr Strom benötigt muss man dann schon zu einzelnen Leistungstransistoren als Verstärker greifen.

Viele Grüße,
Stefan

damon
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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von damon » Do Mär 31, 2011 9:04 am

Moin und danke zunächst mal an die Beiträge von novatar und stefan!
stefan hat geschrieben: am einfachsten ist es meiner Meinung nach vermutlich, wenn Du einen Controller wählst, der schon genug I/O-Pins hat. Der ATMEGA32 wäre z.B. ein Controller, der mehr als 25 I/O-Pins hat und noch in Lochraster-kompatibel zu kaufen ist. Natürlich ist das nicht der günstigste Weg, da geht das Material schon richtig 15 Euro, wenn Du nur kleine LEDs zum probieren schalten möchtest. Etwas günstiger wird es, wenn Du einen kleineren Controller und Latches verwendest.
die Idee war ja auch diesen Bausatz AVR-NET-IO zu kaufen...sind denke ich gut investierte 20€ oder auch in diesen Bausatz?! zu investieren. Ich kenne mich leider nicht gut genug aus, um hier schon die Vorzüge zu erkennen :|
stefan hat geschrieben: ATMEGA und ATtiny können an jedem Pin ungefähr 20mA schalten, also kann man LEDs direkt betreiben. Man muss allerdings aufpassen, dass der gesamte Chip meist nur ca. 200mA insgesamt darf. D.h. für 25 LEDs, muss man die Vorwiderstände so berechnen, dass nur ca. 7mA fließen. Zum Ausprobieren reicht das sicher.
das läuchtet ein, aber besteht mit dieser Schaltung auch die möglichkeit im 2.Schritt evtl. Foto-Triacs oder Mosfets anzusteueren?
stefan hat geschrieben: Von normalen Glühlampen würde ich Dir abraten, 230V-Schaltungen sind für Bastelzwecke nicht gut geeignet, weil es erstens ganz schön laut knallt, wenn da etwas nicht funktioniert und es zusätzlich gefährlich werden kann.
Die 230V machen mir weniger Angst, bin gelernter "50Hz-Schlosser" :wink:
aber Du hast natürlich Recht, deswegen würde ich die Steuerung gern über die Foto-Triacs oder Mosfets koppeln - wenn das denn irgendwie möglich ist...auf BlueBox hab ich mal sowas gesehen
BBC4_assembled.jpg
Beispiel von "BlueBox" zur Ansteuerung von 4 Baustrahlern á 150W/230V
mittels PWM (für mich nich zwingend erforderlich!)
BBC4_assembled.jpg (253.97 KiB) 7519 mal betrachtet
Wobei ich keine Pulsweitenmodulation bräuchte...demnach könnte da sicher einiges rausgestrichen werden...bleiben vermutlich 25 Mosfets oder Triacs mit einer entsprechenden Verschaltung drum rum...?! Oder stell ich mir das jetzt zu naiv vor?
stefan hat geschrieben: Ich würde 12V-Halogenlampen verwenden, wenn es Glühlampen sein sollen - oder aber LEDs.
Bei 12V mit bis zu 500mA pro Kanal (d.h. 6W) kannst Du den Baustein ULN2803A zur Verstärkung benutzen. Die eingänge kommen direkt an den Mikrocontroller und schalten dann jeweils die Masse der Lampe (COM kann für Glühlampen frei bleiben). Für größere Lasten kann man mehrere Kanäle parallel schalten (jeweils Eingänge und Ausgänge).
Wird noch mehr Strom benötigt muss man dann schon zu einzelnen Leistungstransistoren als Verstärker greifen.
Die Entscheidung hierzu wird durch das Ziel bestimmt...es müssen zwar keine Bauscheinwerfer sein, aber 500-800 lm brauch ich schätzungsweise schon...

grüße
damon

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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von stefan » Do Mär 31, 2011 8:43 pm

Hallo Damon,

okay, wenn 230V kein Problem sind (kann ich ja nicht ahnen), dann spricht im Prinzip nichts dagegen.

Die Bluebox-Schaltung ist allerdings nicht ganz optimal, weil sie erstens mit gleichgerichteter Wechselspannung arbeitet und die Logik-elektronik auf den Minux dieser (welligen) Gleichspannung legt. Der Trafo täuscht an es wäre galvanisch getrennt, das ist es aber nicht. Die galvanische Trennung geschieht am Dateneingang über einen Optokoppler, der ganze rest liegt für 10ms auf Phase und für 10ms auf Null - immer abwechselnd...

Wenn Du nur ein/aus-schalten willst, würde ich Dir raten, statt der Leuchtdioden in der Testschaltung einfach Sharp S202 S02 einzubauen (z.B. bei Reichelt zu bestellen). Das ist ein Optokoppler, der am Ausgang direkt 230V AC mit 8A schalten kann. Das Ding trennt galvanisch, ist so einfach anzusteuern wie eine LED und schaltet setzts im Nullduchgang. Bei 25 Stück kann man evtl. auch den Preis von 3 Euro pro Stück gerade noch verschmerzen.

Viele Grüße,
Stefan

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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von damon » Di Apr 05, 2011 5:52 pm

Hallo zusammen und danke Stefan für deinen Tip mit dem Sharp S202 S02!

Aktueller Stand ist also:
Das Ziel ist eine 5x5 Matrix aufzubauen und damit ein Expedit-Regal zum leuchten zu bringen.
zu Schritt 1: Einkaufsliste Grundaufbau der Steuerung
-> Bausatz AVR-NET-IO von Pollin für 19,95 € oder doch lieber das Arduino Uno mit eigener Entwicklungsumgebung?!
-> vier Schieberegister 74HC595 ansteuern
-> Sortiment Widerstände
-> 25 LED's 2,2 V/20 mA
-> Streifenrasterplatine
-> Stiftleiste für Flachbandverkabelung

zu Schritt 2: die Anbindung des "Laststromkreis" mit ca. 25x60W Glühbirnen
-> 25 mal Sharp S202 S02 (ca.80,-€ *schluck*)
-> Vorwiderstände nötig?!
-> 25 mal Leiterplatten-Anschlussklemme XY306
-> NYM 3x1,5qmm
-> 25 mal E27 Lampenfassungen

Schritt 3 und 4 kommen dann später dran...

Ende nächste Woche wird Bestellt...noch kann hier jede seine Bedenken äußern, oder mit mir sang- und klanglos untergehen ;)

grüße vom eck
damon

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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von stefan » Di Apr 05, 2011 6:13 pm

Für die IR-LEDs im Sharp S202 S02 brauchst Du Vorwiderstände, wie vor jeder LED. Ich glaube, die LEDs darin brauchen ca. 20mA und haben ca. 1.3V Schwellspannung.

Zum Preis: Ja, die Sharp S202 S02 sind arg teuer. Dafür trennen sie aber galvanisch, können auch größere Lasten problemlos schalten und schalten immer im Nullduchgang der Netzspannung. Sicher kann man da auch für ca. 1 Euro pro Kanal etwas aus einem Feld-Wald-Wiesen-Triac und einem MOC3020 basteln, wenn das finanzielle Budget sonst gesprengt wird...

damon
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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von damon » Mi Apr 06, 2011 10:26 am

Moin Stefan,
...aus dem Datenblatt des S202S02 entnehme ich, das 50mA zur Ansteuerung benötigt werden....dadurch hab ich allerdings ein anderes Problem, mein auserwählter IC 74HC595 bringt nämlich gerade mal um die 30mA....
würde vielleicht dennoch irgendwie gehen...aber alles sehr fraglich :(
Eine Verstärkerschaltung mittels Transistoren und Widerständern würde vielleicht helfen, oder gibt es noch Andere Möglichkeiten?
Du hattest mir schon mal den Baustein ULN2803A zur Verstärkung empfohlen...hab's nicht vergessen, vielleicht kommt er nun doch noch zum Einsatz :)

Schon Erfahrungen mit Arduino gemacht? Hab von nem Kollegen ein StarterKit empfohlen bekommen, weiß allerdings nicht in wie weit ich dann die Möglichkeit habe später eine Steuerung mittels BlinkenXMMS oder Winamp durchzuführen :roll:
Sorry das ich soviel Frage, aber mit der Basisschaltung möchte ich so flexibel wie möglich sein und mir fehlt leider die Erfahrung das alles gegeneinander abzuwägen :|

gruß
damon

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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von novatar » Mi Apr 06, 2011 11:23 am

Hallo Damon,
damon hat geschrieben: Schon Erfahrungen mit Arduino gemacht? Hab von nem Kollegen ein StarterKit empfohlen bekommen, weiß allerdings nicht in wie weit ich dann die Möglichkeit habe später eine Steuerung mittels BlinkenXMMS oder Winamp durchzuführen :roll:
Arduino ist an sich ein tolles Projekt - so kommt man relativ schnell in die µC Programmierung rein ohne großartig sich mit E-Technik auskennen zu müssen. Für die ersten Gehversuche ist das auch sinnvoll, aber später kommst du damit auch schnell an die Grenzen. Das Framework was dahinter steht nimmt (in meinen Augen) auch viel Arbeit ab, aber auf kosten von Rechenzeit / µC-Auslastung. Ich selbst hatte es auch nur bei einem Kumpel gesehen, aber allein damit dann Software-PWM oder das Multiplexen hinzubekommen (mit dem Framework) war irgendwie eigenwillig und widerspenstig. Auch wenn es am Anfang mehr Arbeit ist würde ich ein "nacktes" Board nehmen und einen uneingeschränkten Controller. Du kennst dich ja mit der E-Technik ein wenig aus also denke ich das du auch ohne den Arduino auskommst. Zumal das auch nur ein AVR ist ;-)
Vielleicht kann dir dein Kollege den mal ausleihen zum selbst ausprobieren.

Gruß,
- Chris
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Re: Blinkenlights-Musik-Regal

Beitrag von stefan » Di Apr 12, 2011 10:38 pm

Hallo Damon,

der S202S02 hat 50mA als maximalen Strom der LED - dieser wert steht unter "absolute maximum ratings". D.h. bei 51mA kann die LED schon tot sein.

Der minimale Strom zum Einschalten beträgt 8mA ("minimum trigger current"). D.h. wenn Du die Schaltung für 12mA berechnest bist du im grünen Bereich.

Mit Arduino habe ich keine Erfahrungen, ich hab' nur grob eine Vorstellung, was das ist. Die volle Power eines Mikrocontrollers, erreicht man sicherlich "roh" (wie novatar schon schrieb) einfacher.

Gruß,
Stefan

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