Nachttischlampe: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 28. Mai 2013, 20:19 Uhr

von Martin Clausen

Einleitung

Ausgehend von den von den Unzulänglichkeiten meiner bisherigen Nachttischlampe und der mich nicht überzeugenden Funktion einer Beleuchtung für den Schlafraum eines niederländischen Herstellers, entstand die Idee zu diesem Projekt. Im Ergebnis ergeben sich ein angenehmeres Aufstehen, mehr Komfort und die Möglichkeit bei einem von zwei Personen bewohntem Schlafzimmer einander weniger zu stören.

Features für den Nutzer

Zwei separate Beleuchtungskanäle
- Hintergrundbeleuchtung
- Leselicht
Intuitive Bedienung über einen Drehencoder mit Tastfunktion
- Dynamische Schrittweitenanpassung für die schnelle und genaue Einstellung der Helligkeit und anderer Werte
Anzeige mit 16x2 hintergrundbeleuchtetem LCD
Anpassung der Helligkeitssteuerung an die Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges
Anpassung der Helligkeit an das Umgebungslicht
Fernbedienbar
Vernetzbar innerhalb eines Raumes
- Synchronlauf der Helligkeiten von Lampen aktivierbar
- Alarmfunktion kann andere Lampen aktivieren
Weck-Funktion
- Bis zu 7 wochentagsabhängige oder - unabhängige Alarme
- Alarme überspringbar
- Alarmsignal durch
  - separat in Zeit und Helligkeit einstellbares Eindimmen von Hintergrund- und Leselicht
  - angenehmes akustisches Signal mit einstellbarer Verzögerung zum Alarmstart und ansteigender Lautstärke

Technische Eigenschaften

LEDs
- Nichia NS6W183 auf Star-Platine
- 4 Stück warmweis für die Hintergrundbeleuchtung
- 2 Stück kaltweiss für das Leselicht
- andere LED Bestückungen bis 5 LED je Strang bei 24V Eingangsspannung möglich
LED-Treiber
- Zwei unabhängige PWM-gesteuerte Kanäle
- Zetex ZXLD1362
- Hysteric Step-Down-LED-Driver
- maximal 60V, 1A; 24V, 500mA in diesem Projekt
Step-Down Regler für Steuer-Modul
- LM2674 ADJ auf 3,3V eingestellt, maximale Eingangsspannung 40V
MCU
- NXP 89LPC936, 8051 mit 2-Takt Kern
- 16k Byte Flash (ca. 10k Byte belegt), 768 Byte RAM, 512 Byte EEPROM, ISP
- 3,3 Volt, niedriger Stromverbrauch
- 6 MHz Takt mittels Resonator, 18 MHz maximal
- 8 Bit DAC und ADC
- 16 Bit CCU mit PLL und 4 Kanälen
LCD
- Electronic Assembly DOGM162W-A mit amber-farbener Hintergrundbeleuchtung
- Hintergrundbeleuchtung mit PWM-Ansteuerung
- Anschluss an MCU via SPI
RTC RV 3029-C2 mit integriertem Quarz
Erzeugung des akustischen Signals
- DDS zur Erzeugung eines sauberen und angenehmen Sinussignals
- Alternativ: Hardware vorbereitet für das Abspielen von unkomprimierten Audiodaten aus 4M Byte Flash
- Ausgabe über DAC im MCU
- Tiefpassfilter 3. Ordnung, 8,6kHz Frequenz , mit 3/4 MCP6404
- Einstellung der Lautstärke in 4 Stufen mit CMOS-Schalter 1/2 74HC4052
- Lautsprecheransteuerung durch Brückenverstärker LM4861
Messung der Umgebungshelligkeit
- Linearer I-U Wandler mit 1/4 MCP6404
- Widerstand über CMOS-Schalter 1/2 74HC4052 1:1000 umschaltbar in 4 Stufen
- 8-Bit ADC der MCU
- Gesamtdynamikbereich von 1:256000
- Moving-Average-Filter mit 64 Datenpunkten
Kommunikation
- Empfängt und sendet IR-Signale gemäß RC5-Protokoll
Stromversorgung
- Phihong, PSAA 30R-240 (30W, 24V)
- Niedrige Standby-Leistung von 300mW
- Ausreichend für zwei Lampen

Struktur
- Steuerplatine 36x100mm², doppelseitig
- Leistungsplatine 80x100mm², einseitig
- Verbindung über einzelnes 10 pol. Flachbandkabel
- Stromversorgung über Steckernetzteil

Mechanik
- Konstruktion aus eloxierten Aluminium Profilen von Item

Software
- Open Source C für SDCC 3.2
- Verwendet Stromsparmodi der MCU
- State-Machines für Drehencoder und RC5-Dekodierung

Bilder

Design

Symmetrisches Pärchen, Vorder- und Rückseite

Detail Ansteuerung, Vorder- und Rückseite

Detail Leselicht

Lichtwirkung

Leselicht allein mit 10% Helligkeit

Leselicht allein mit 100% Helligkeit

Hintergrundlicht allein mit 10% Helligkeit

Lese- und Hintergrundlicht zusammen mit 100% Helligkeit

Die Bilder wurden alle bei den gleichen fixen Kamera-Einstellungen aufgenommen. Der effektive dimmbare Bereich liegt zwischen 3 und 100%. Zur PWM-Ansteuerung der LEDs wird der quadrierte Wert verwendet.

Beschreibung

Software

Elektronik

Optoelektronik

**Teile von Leds.de**
Anzahl	Artikel-Nr.	Bezeichnung	Kommentar
4	65622	Nichia NS6L183T warmweiß, 258lm, mit Platine (Star)	Nachfolgemodel verwenden
4	65612	Nichia NS6W183T weiß, 294lm, mit Platine (Star)	Nachfolgemodel verwenden
2	60354	Carclo Linse für Luxon Rebel, frosted wide	passt auch für Nichia NS6_183T
2	60456	Linsenhalter rund für Luxon Rebel, transparent	muss deutlich mit Säge und Feile angepasst werden

Mechanik

Bei einer Nachttischlampe ist natürlich auch das Design eine wichtiges Merkmal. Ich bevorzuge ein klares einfaches Design und Materialien wie Glas und eloxiertes Aluminium. Die verwendeten Profile (Item, Profil X 8, leicht) ermöglichen es die Kabel und die Leistungselektronik im Inneren zu verstecken. Es haben aber auch einige Kunststoffteile Verwendung gefunden, da sie mir den Verschluss der Aluminiumprofile ohne sichtbare Schrauben ermöglichen.

Der sichere Stand wird durch die Füllung des Profil X 8 80x80 mit kleinen Kieseln für Aquarien gewährleistet. Die Oberen 1 bis 2cm bleiben frei und dienen dem Lautsprecher als Resonanzraum.

Die Frontplatte wird laut Zeichnung von der Schaeffer AG (Datei bei Downloads) gefertigt. Sie "schwebt" auf vier Distanzhülsen über der Steuerungselektronik. Dadurch bleibt umlaufend ein Spalt von 12mm Höhe, durch den die Steuerung per RC5 kommuniziert, die Umgebungshelligkeit gemessen wird und der Schall vom Lautsprecher abgestrahlt wird.

**Teile von Item**
Anzahl	Länge	Art.-Nr.	Bezeichnung
1	160mm	0.0.493.04	Profil X 8 80x80 8N leicht
1	160mm	0.0.492.88	Profil X 8 40x40 4N leicht
1	480mm	0.0.492.88	Profil X 8 40x40 4N leicht
1	-	0.0.601.13	Gelenk X 8 40x40 mit Klemmhebel
4	-	0.0.026.07	Standard-Verbindungssatz 8
1	-	0.0.489.98	Abdeckkappe X 8 80x80 grau
1	-	0.0.489.61	Abdeckkappe X 8 80x40 grau
1	-	0.0.489.60	Abdeckkappe X 8 40x40 grau

Kosten: Item ca. 75€, Schaeffer AG ca. 25€

2D-Zeichnungen und 3D-Model auf Anfrage per PM bei Martin Clausen

Downloads

Siehe auch

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