PWM foxlight
Ihr könnt gerne im Forum (oder auf der Wiki Diskussionsseite) mitreden, ich habe einen Post dazu erstellt:
- http://www.mikrocontroller.net/topic/103863 - Lampen Diskussion
- http://www.mikrocontroller.net/topic/105563 - PWM Hardware Problem
| Foto PWM foxlight | |
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| Basisdaten | |
| Leuchtstärke weiß: | 15 * 66 Candel |
| Leuchtstärke RGB: | á Farbe 12 * ~21.5 Candela |
| Gesamtverbrauch volllast: | ~70 Watt |
| Projektstatus | |
| Entstehung; LED-Ansteuerung funktioniert, CAN-im Aufbau, Gehäuse noch fehlend | |
Ansicht Unterseite white@4%
Ansicht Unterseite green@8%
Ansicht Unterseite nach dem Verlöten
Anforderungen an das Projekt
- Die Grundidee war eine Zimmerlampe mit veränderbarem Weißton zu bauen, die noch dazu wenig Energie benötigt
Veränderbar heißt in diesem Fall, eine Verschiebung des Weißtons in Richtung Rötlichem- und Bläulichem-weiß.
Mit diesen Anforderungen ist meine Wahl auf LEDs gefallen. Anstelle des Kaufs von Weißen, Blauen und Roten LEDs habe ich mich dazu entschieden Weiße und RGB-LEDs zu kaufen (wenn schon, denn schon), was auch gleichzeitig die Möglichkeiten stark erweitert.
- Flexible steuerung der Lampe
Wahl ist auf einen CAN-Bus gefallen, da diese relativ billig sind und hierzu schon einige Referenzprojekte existieren.
Warum selbst bauen
Schnell erklärt: Vergleichbare Lampen sind erst ab einem vier stelligen Euro Betrag zu haben.
Und einmal ehrlich: Wer hat schon eine Lampe, die man updaten kann? :)
Bau
Kosten
Die Kosten sind primär abhängig von der Anzahl der LEDs.
LEDs würde ich gleich im dreier Pack kaufen um je drei seriell zu schalten.
Stand Juli 2008: á LED Weiß ~7EUR; á LED RGB ~10EUR
In der Minimalversion mit ein paar LEDs würde ich also schätzen, dass man nicht unter 80EUR davon kommt.
Probleme
- Die ersten Probleme ergaben sich mit der PWM Pulsung der LEDs, da die LEDs bei verändertem Strom, die Farbtemperatur verändern.
- Befestigung der LEDs stellte sich als schwierig heraus, da passende Schrauben schwer zu finden waren und Wärmeleitkleber ein halbes Vermögen kostet.
Allgemeine Eigenschaften
Die LEDs
Zugegeben sie waren nicht gerade billig, aber sie haben es in sich. Meine Wahl: Seoul-LEDs
- 15 Mal: Weiß Seoul-P4 - á~bis 3Watt - 66 Candela (66156 mcd)
- 12 Mal: RGB Seoul-P5 - á~ 1Watt - 21.5 Candela (21501 mcd)
Ausführung
LEDs werden auf der Unterseite einer Metallplatte befestigt. Sie strahlen dann auf ein diffusierte (also auf eine trübe) Plexiglas Scheibe. Auf der Oberseite der Metallplatte habe ich kleine (passive) Kühlkörper angebracht, die Kabel heraus geführt sowie die Elektronik vorerst befestigt.
Farben
Grundsätzlich kommt derzeit ein abgeändertes HSV (to RGB) Verfahren zum Einsatz. Derzeit ist die Umrechnung (Bei voller Sättigung) auf 255 Farben ausgelegt.
Sprich, die Einstellung der Farben erfolgt über drei Werte: (H)Farbton, (S)Sättigung, (V)Leuchtstärke (Englisch: Hue, Saturation, Value) von 0 bis 255.
Zusätzlich existiert noch eine Speed Einstellung, die einen Moodlight Effekt erzeugt.
Projekt Details
Control Part
- Via PWM @ Atmega 8 @ 16MhZ
Um flexibel zu bleiben habe ich linke- und rechte-Seite der Lampe so realisiert, dass man die Farben beider Seiten getrennt voneinander steuern kann.
Sprich es werden 7 PWM-Ausgänge benötigt, die ich softwaremäßig realisiert habe.
Derzeit kommt die CAN-Testplatine von http://www.kreatives-chaos.com zum Einsatz
Achtung: Schaltung noch nicht getestet.
Power Part
Selbst entwickelte Platine mit Hex-FET's Rds(on) = 0.04 Ohm.
Ich denke der Power Part ist noch nicht einmal annähernd optimal, funktioniert haber.
Meiner Meinung nach zu verbessernde Punkte:
- Widerstände aus der Schaltung entfernen (sind als Sicherheitsmaßnahme eingebaut)
- Bessere FET's verwenden, falls vorhanden (diese werden bei Volllast heiß, Rdson=0.04 Ohm)
- Mit Oszi störeinfälle an den Gates der Fet's messen ob vorhanden (Steuerleitungen liegen nahe beisammen)
Spannungsversorgung
Die ist derzeit unspektakulärer gelöst, als sich sicherlicht mancher erwartet hätten: Ein AT-Netzteil eines alten Computers kommt zum Einsatz.
In Planung ist ein halogen Trafo mit annähernd 100W
To-Do's
- CAN-Implementieren
- Temperaturfühler in der Lampe (LM75 oder ähnliche)
- Ev. einen kleinen gesteuerten Lüfter
- Erstes Ätzen der Control Platine
- Gehäuse
- Ev. IR-Empfänger implementieren
- Ev. Touch Funktion einbauen - Lampe mit Berührung ein/aus schalten.
Mein Highlights
- Ich hatte davor noch nichts mit Lichttechnik zu tun und damit hat mir das Umrechnungsverfahren HSV to RGB besonders gut gefallen.
- Das ist mein erstes AVR-Projekt
- Mein erstes Projekt mit BUS Anbindung