LED-Stern Funkelnd

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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Roermoeller
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Mi, 14.05.14, 18:47

Moin ihr Profis,

ich muss eilend einen LED-Stern bauen mit mehreren LEDs als Bühnenrequisite..
Nun stehe ich vor dem Rätsel, wie ich den Stern zum Funkeln bringen könnte. Da mein Wissen leider begrenzt ist, wäre es super, etwas Hilfestellung zu bekommen! :)

Nachher soll dieser Stern entweder wie ein Stroboskop (Möglichkeit 1)schnell blitzen, aber am besten eher wie ein Lauflicht (Möglichkeit 2) funktionieren.

1) Wie geht es, einen Taktgeber zu konstruieren, der möglichst regelbar die Konstantstromquelle für 4 Reihen parallel mit 3 LEDs in Serie zum Blitzen bekommt? Kann ich eine solche Parallel- und Reihenschaltung überhaupt über eine KSQ alleine machen?
Ich kann löten, habe aber weder ein Ätzgerät für Platinen, noch Programmierfähigkeiten für Steuereinheiten. Kann ich Dieses Blitzen eventuell auch mit einem Poti einstellen (PWM nennt sich das dann, oder? also im Prinzip stark dimmen, so dass man die einzelnen Hz sieht?)? Nehmen wir 12 Volt Spannung an, dann LEDs mit jeweils 50-100 mA, und dann dementsprechend eine KSQ mit 300 mA? Wie groß sehen die Bauteile aus mit Ohm und Co.?

2) Ich könnte mir eine Lochrasterplatine bestellen, und würde dann gerne im Endeffekt 12 LEDs in vier parallelen Strängen wie in 1) beschrieben ansteuern, aber wie kriege ich das Lauflicht in Gang? Wie berechne ich die vorkommenden Größen?

Ich danke im Voraus und bin unendlich glücklich über neues Wissen für mich!
Gruß Roermoeller
Borax
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Mi, 14.05.14, 19:02

Hallo Roermoeller,
welcome on board!
Wie geht es, einen Taktgeber zu konstruieren, der möglichst regelbar die Konstantstromquelle für 4 Reihen parallel mit 3 LEDs in Serie zum Blitzen bekommt? Kann ich eine solche Parallel- und Reihenschaltung überhaupt über eine KSQ alleine machen?
Das geht (noch) recht einfach. Siehe z.B.: viewtopic.php?p=181121#p181121
Dir Frequenz bzw. das Puls/Pausenverhältnis kann man auch mit Potis einstellbar machen.
aber wie kriege ich das Lauflicht in Gang?
Da wird es etwas schwieriger... Am einfachsten wäre ein kleiner µC (z.B. ATTiny44) damit kann man beider Anforderungen realisieren. Ansonsten gibt es auch 'klassische' Lauflichtschaltungen (üblicherweise mit 4017 Counter siehe z.B.: http://www.doctronics.co.uk/4017.htm ) Da müsstest Du aber eine etwas aufwändigere Logik 'drum rum' bauen, damit sowohl Stroboskop als auch Lauflicht möglich ist.
Roermoeller
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Mi, 14.05.14, 20:09

Merci für die schnelle Antwort, Borax!
Danke, danke!

Was kann ich von der zuerst verlinkten Schaltung "viewtopic.php?p=181121#p181121" übernehmen, welche Teileliste ergibt sich dann?
Wie integriere ich die Potis in eine solche Schaltung?

Wie sähe eine solche Schaltung um ein µC dieses Typs aus, ist der Controller fertig programmiert? Ich weiß garnicht, wie der Controller funktioniert und welchen Sinn er in der Schaltung übernimmt..
Borax
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Mi, 14.05.14, 23:07

Wenn Du auf alle Fälle ein Lauflicht UND ein Stroboskop brauchst, dann braucht auch jeder LED-Strang eine eigene KSQ Schaltung. Das ist aber kein Problem. Potis statt der beiden Widerstände R1 und R2.
Welche Werte da sinnvoll sind, kann ich Dir erst dann wirklich sagen, wenn ich Deine anvisierte 'Funkelfrequenz' kenne.
Bei den eher geringen 'Licht-Anforderungen' ist eigentlich nicht mal eine KSQ-Schaltung nötig. Ein paar billige Transistoren wie etwa BC337 und Vorwiderstände reichen bei 12V und 50-100mA auch locker aus.
Wie sähe eine solche Schaltung um ein µC dieses Typs aus
Das wäre dann die (schaltungstechnisch) einfachste Variante um sowohl Lauflicht als auch Stroboskop-Effekt zu haben (könnte man dann mit einem simplen Schalter umschalten und ggf. auch mit einem Poti die Geschwindigkeit regeln). Weiterer Vorteil wäre, dass man das 'Funkeln' besser darstellen kann. 'Funkeln' ist schließlich kein Stroboskop-Effekt sondern eher ein quasi zufälliges aber relativ schnelles 'heller und dunkler' werden.
ist der Controller fertig programmiert?
Nein. Den musst Du schon selbst programmieren. Das Programm dafür könnte ich Dir geben (ist eher 'trivial'), aber Du musst das selbst auf den Chip 'schreiben'. Dazu ist ein ISP Programmer erforderlich. Die bekommt man bei ebay für rund 10€.
Die Schaltung wäre insgesamt einfacher als die Lauflichtschaltung mit 4017. Einen kompletten Schaltplan dafür kann ich Dir schon 'zeichnen', aber nur wenn Du tendenziell eher vorhast das auch umzusetzen...
Roermoeller
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Do, 15.05.14, 16:23

Ein Lauflicht braucht es nicht unbedingt zu sein, schöner wäre wirklich wie Du sagst ein richtiges Funkeln. Und diese Funktion kann alleine dastehen :)


Meine anvisierte Funkelfrequenz (Schönes Wort!).. ist schwer zu sagen, wenn ich den Effekt nicht genau kenne! Um es mit einem Stroboskop zu vergleichen: Da ist eine Frequenz von 2-8 Hz sinnvoll, aber ob das mit der neuen Schaltung auch ein Effekt fürs Auge wäre?
Wenn ich als Batterieversorgung einen Mignonpack mit 8 AA hätte, dann habe ich erstmal die 12 Volt, und wenn ich LEDs von 50-100 mA pro Stück verwenden will, brauche ich dann auch noch keine KSQ? Wäre natürlich preislich von Vorteil! Gut wäre am Ende, dass man die Helligkeit regeln könnte. (Da kann ich am Ende ja einen Poti schalten)..

Gut, dann hole ich mir schleunigst dieses ISP-Programmer, dann geht's ab!

Das wäre super klasse, wenn Du mir einen Schaltplan erstellen könntest! Spätestens nächste Woche will ich anfangen mit dem Löten!
Von daher ist bei mir schon Eile und Panik am Herrschen :D
Borax
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Do, 15.05.14, 21:54

Ok. Das kriegen wir schon hin.
Eine Einkaufsliste findest Du hier:
viewtopic.php?p=184539#p184539
(Da will auch jemand mit µCs anfangen...) Die dort angegebenen Widerstände brauchst Du nicht. Stattdessen einen 3.3Ohm und einen 220 Ohm. Was bei Dir noch dazu kommt, ist ein Transistor (solche: http://www.reichelt.de/BC-337-40/3/inde ... TICLE=4987 ) und ein Mosfet http://www.reichelt.de/BC-337-40/3/inde ... ICLE=41777
Wenn Du auf das Lauflicht verzichtest, reicht auch ein kleinerer µC, sprich der ATTiny45: http://www.reichelt.de/ATTINY-45-20PU/3 ... ICLE=68160 (und dann auch kein 14Pol Sockel sondern ein 8Pol: http://www.reichelt.de/IC-Sockel/GS-8/3 ... TICLE=8230 )
Wenn ich als Batterieversorgung...
In diesem Fall würde ich auf alle Fälle eine KSQ vorsehen (die musst Du nicht kaufen - die macht man mit zwei Transistoren selbst - siehe Schaltplan). Batterien haben nur am Anfang 1.5V, schon nach der Hälfte ihrer Kapazität sind es weniger als 1.2V pro Zelle (siehe: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... stikrp.svg ). Ohne KSQ müsste man die Vorwiderstände für 12V festlegen, aber schon nach der Hälfte der 'Laufzeit' haben die 8 Zellen nur noch 10V und dann sind die LEDs schon wesentlich dunkler. Mit der KSQ Schaltung bleibt die Lichtstärke auch bei 10V noch gleich.
Schaltplan ohne Lauflicht:
ATTiny45_PWM1.png
ATTiny45_PWM1.png (10.46 KiB) 9078 mal betrachtet
Der Strom ist auf 50mA pro LED eingestellt. Kann man aber durch Ändern des 3.3Ohm Widerstandes auch anpassen. Wenn Du willst kannst Du natürlich auch Potis vorsehen (z.B. für Helligkeit und/oder Geschwindigkeit). Es sollten dann Potis mit 4.7K oder 10K sein (die werden am µC angeschlossen - nicht an den LEDs).
Roermoeller
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So, 18.05.14, 15:05

Wie groß sollte der Widerstand sein, wenn ich 80mA typischen Strom habe? Kann ich einfach ausgehend von 12 Volt gehen, oder übersehe ich einen Widerstand in der Schaltung vor den LED-Ketten?
Ich habe mir das komplette Programm bestellt, muss jetzt nur noch den richtigen Programmer holen.
Ist das hier ein passendes Modell? http://www.ebay.de/itm/221128128589?ssP ... 1439.l2649
Ich habe mir auch zwei Potentiometer gekauft, um sie dann mal im Steckbrett auszuprobieren. An welchen Polen schließe ich sie an den Attiny 45?

Danke auch schon für Deine Mühen zur Erklärung und zur Erstellung dieses Schaltplans, danke!!

Wie schreibt man dieses Programm? Brauche ich extra Software dafür, oder installiert sich automatisch Treibersoftware vom Stick-Programmer aus?
Borax
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So, 18.05.14, 15:32

Wie groß sollte der Widerstand sein, wenn ich 80mA typischen Strom habe?
2 Ohm (Gibt es wahrscheinlich nicht - also zwei 1 Ohm in Reihe schalten) [EDIT] Achim hat Recht... Hier: http://www.reichelt.de/METALL-2-00/3/in ... ICLE=11577
Der Widerstand berechnet sich aus: 0.65V/'erwünschter' Strom (hier 320mA = 4x80mA).
Die Theorie dazu findest Du hier: viewtopic.php?f=31&t=7920
Ist das hier ein passendes Modell? http://www.ebay.de/itm/221128128589?ssP ... 1439.l2649
Ja. Passt.
Ich habe mir auch zwei Potentiometer gekauft, um sie dann mal im Steckbrett auszuprobieren. An welchen Polen schließe ich sie an den Attiny 45?
PB3 und PB4. Da kommt der 'Schleifkontakt dran. Die äußeren Pole der Potis werden an +5V und GND angeschlossen
Wie schreibt man dieses Programm? Brauche ich extra Software dafür
Das Programm bekommst Du als 'Vorlage' von mir. In AVR-BASIC (ist recht einfach zu verstehen). Dann brauchst Du noch den Bascom Compiler: http://www.mcselec.com/index.php?option ... &Itemid=54 (die Demo reicht für Deine Zwecke locker aus). Als Programmer in Bascom muss dann der USBASP ausgewählt werden (siehe auch hier: http://avrhelp.mcselec.com/usbasp.htm Dort ist auch ein Link zum LIBUSB Treiber - der muss auch installiert sein).
Zuletzt geändert von Borax am Mo, 19.05.14, 08:58, insgesamt 1-mal geändert.
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So, 18.05.14, 18:37

2 Ohm ist ein Normwert aus der E-24 Reihe.
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Mo, 19.05.14, 09:56

Hier schon mal die Software als 'Vorgabe'. Darfst Du natürlich beliebig ändern.
Das 'Funkeln' wird über einen Zufallsgenerator erzeugt, der 50% der Helligkeit beeinflusst. Die anderen 50% sind statische Vorgabe. Der erhaltene Wert wird auf die eingestellt 'Gesamthelligkeit' skaliert und als PWM Wert ausgegeben. Je nach eingestellter Geschwindigkeit wird dieser Wert zwischen 25x und 3x pro Sekunde aktualisiert.
Dateianhänge
attiny45_LED_Flacker1.zip
(1.17 KiB) 152-mal heruntergeladen
Roermoeller
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Sa, 24.05.14, 16:18

Der ATtiny 45 neben dem Kabel vom Programmer.
Der ATtiny 45 neben dem Kabel vom Programmer.
Hallo liebe Profis,

Die Teile sind jetzt alle da,

ich habe den ATtiny 45 jetzt vor mir liegen, und sehe, dass die Pins nicht direkt in das mitgeliferte Kabel vom Programmer passen. Das heißt ich muss wahrscheinlich einzelne Pins zu einzelnen Kontakten des Kabels führen.
In welcher Reihenfolge sollte ich genau was installieren?
Ich weiß überhaupt nicht, wie ich verfahren soll, um das Bauteil in die Schaltung zu integrieren.

Ist die Polierung bei den Mosfets und Transistoren egal? Beim Mosfet ist ja die Kühlplatine oben anzuschließen, wo das Loch ist, der mittlere Pol ist damit aus der Zeichnung die Borax erstellt hat klar. Ebenso klar ist der mittlere Pol beim Transistor.


Wie komme ich weiter?
Borax
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Sa, 24.05.14, 21:59

Die Teile sind jetzt alle da
Schön, dann können wir ja loslegen.
und sehe, dass die Pins nicht direkt in das mitgeliferte Kabel vom Programmer passen
Langsam, langsam... Der Programmer ist nicht nur für diesen Chip geeignet. Das 'soll' gar nicht passen.
Ebenso klar ist der mittlere Pol beim Transistor.
Das stimmt (wahrscheinlich). Der Rest nicht.
Beim BC337-Transistor (aber auch nur bei dieser Bauart!) ist es tatsächlich so, dass der mittlere Pin die Basis ist und auch im Schaltzeichen 'in der Mitte' ist. Wenn man auf die Beschriftung schaut und die 'Beinchen' nach unten stehen (so dass man die Beschriftung auch lesen kann), dann ist der Emitter (Pfeil im Schaltzeichen) rechts, Basis in der Mitte und der Kollektor links.
Beim Mosfet-Transistor ist der Abschluss aber ganz anders. Siehe z.B. hier: viewtopic.php?p=137375#p137375
Jetzt zum ATTiny...
Zuerst musst Du ein Adapter-Kabel löten. Hierzu brauchst Du ein paar dünne Kabel (Litzen), die Hälfte der 10 Pol Stiftleiste:
http://www.reichelt.de/Stiftleisten/SL- ... ICLE=19488 und ein paar dünne aber feste Drähte (damit man sie gut in das Steckbrett stecken kann - hierzu kann man auch von Widerständen die Hälfte der Anschlussdrähte abscheiden und an den Kabeln anlöten).
So ähnlich wie hier:
viewtopic.php?p=182350#p182350
Das Adapterkabel sieht dann bei Dir ein wenig anders aus, weil Du vom 10-Pol Programmer-Kabel ausgehen musst.
Die Belegung des 10-Pol Kabels ist hier erklärt:
Bild
Kabel beschriften!
Dann den ATTiny45 in das Steckbrett stecken und korrekt mit dem ISP-Kabel verdrahten:
Bild
und erst mal ein Blink Programm (z.B. das hier angehängte) download/file.php?id=24085
auf den Chip laden. Dann Widerstände und LEDs stecken und wenn es dann schön blinkt, dann geht es weiter zum nächsten Schritt.
Achtung: Das Blink-Programm ist für einen ATTiny85 spezifiziert. Damit es für den ATTiny45 passt muss die erste Zeile geändert werden. Statt:
$regfile = "atTiny85.dat"
muss es heißen:
$regfile = "atTiny45.dat"
Roermoeller
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Do, 29.05.14, 23:52

Hallöchen,

es geht voran! Das Kabel vom Programmer zum Atinny ist gelötet, nun muss ich das nur noch mit der Erkennung in der Software hinkriegen (ich nutze jetzt Arduino, durch eine Empfehlung, weil ich USBasp auch nicht installiert bekommen habe, anscheinend muss ich mich da heute morgen noch mal hinter klemmen), irgendwie findet mein PC (Windows 7 Professional, 64 Bit) alles Neue abstoßend..

Danke für diese Prima-Hilfe beim Löten des Adapterkabels und beim Anschluss des Mosfets und des Transistors!!! :)

Ein kleines Problemchen habe ich doch: ich habe es mit 12 LEDs auf der Requisite ausprobiert, und alles über 8 wirkt überladen. :( Nun ist vielleicht irgendwas anderes besser? Zum Beispiel 4 Reihen à 2 LEDs in Reihe, und mit veränderter Batteriepackspannung?
Das tut mir sehr Leid, dass Ihr euch so viel Mühe gegeben habt in diesem Punkt :(
Ich werde es aber mit einigen schönen Bildern hoffentlich wieder 'rausholen!


Gruß Roermoeller!
Borax
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Fr, 30.05.14, 00:08

weil ich USBasp auch nicht installiert bekommen habe
Hast Du den libusb Treiber installiert? Ohne den geht es nicht. Läuft aber eigentlich problemlos unter Win7-64...
Bei SetTo hat es ja auch funktioniert.
Ein kleines Problemchen habe ich doch: ich habe es mit 12 LEDs auf der Requisite ausprobiert, und alles über 8 wirkt überladen. :( Nun ist vielleicht irgendwas anderes besser? Zum Beispiel 4 Reihen à 2 LEDs in Reihe, und mit veränderter Batteriepackspannung?
Geht auch (dann mit 6 Zellen). Oder Du nimmst 9 LEDs als 3x3 (passt aber ggf. nicht zum Stern). Wobei man die Lichtstärke auch bei der 12 Led Lösung ja problemlos anpassen kann...
Roermoeller
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Fr, 30.05.14, 14:35

Treiber: Muss ich mich morgen noch mal dran setzen, dann ist ja endlich Wochenende..


Wie ist das mit dem Widerstand, wenn ich dann nur 6 Zellen für die Schaltung nehme und 4 Parallele Stränge à 2 LEDs habe?

Was ändert sich alles?
Borax
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Fr, 30.05.14, 15:32

Was ändert sich alles?
Nichts. Nur die Anzahl Zellen und die Anzahl LEDs ;)

Ich bin jetzt eine Woche im Urlaub. Aber es gibt hier im Forum auch noch andere die sich damit auskennen. Schon mal viel Erfolg bis dahin :D
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