Schlagwort-Archive: LED

BitBastelei #205 – DIY 32 Bit LED Shake Stick Kit (Banggood)

BitBastelei #205 - DIY 32 Bit LED Shake Stick Kit (Banggood)

(118 MB) 00:24:29

2016-07-24 12:00 🛈

Starkregen? Perfekte Zeit um wieder mal ein Kit von Banggood auszugraben. Nachdem das letzte Blinken sich eher an Fortgeschrittene richtete, ist diesmal etwas für Einsteiger dabei: Alle Bauteile dieses Sets sind groß und sehr einfach zu löten. Am Ende erhält man einen “LED-Stab”, welcher durch hin-und-her-bewegen Muster in die Luft zeichnet.

Links zum Thema:

BitBastelei #201 – Rotating LED POV Kit

BitBastelei #201 - Rotating LED POV Kit

(547 MB) 00:48:27

2016-06-19 12:00 🛈

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/06/cover-1-300×169.jpgPOV-Anzeigen sind immer ein Hingucker: Durch die Trägheit des Auges zaubern rotierende LEDs scheinbar magisch ein Bild in die Luft. Mit dem “Cross LED Dot Matrix Display Circuit Board Rotating Electronic Kit” bietet Banggood ein solches Kit für aktuell weniger als 10€ an – ein Preis zu dem man kaum die Bauteile einzel kaufen kann. Mit einigen ungewöhnlichen Kniffen wie LEDs, welche auf der Kante der Platine montiert sind, oder einer drahtlosen Stromübertragung per Spulen zwischen Gehäuse und dem rotierenden Teil des Aufbaus fällt der Bausatz hierbei gleichzeitig in die Kategorie “mal was Neues”. Klingt zu schön um Wahr zu sein? Es gibt einen kleinen Haken: Das Kit ist nicht als klassischer Bausatz zu betrachten sondern erfordert vom Erbauer etwas Eigenleistung. Eine kleine Schaltung muss “fliegend” anhand eines Schaltplans aufgebaut werden und der verwendete Mikroprozessor wird ohne Software ausgeliefert. Für letzteres finden sich im Netz inzwischen jedoch passende Vorlagen, sodass für die Inbetriebnahme ein USB-TTL-Adapter ausreicht.

Geliefert wird ein Gehäuse mit einer Platine und zwei SMD-Bauteilsätzen – der Eine ergibt zusammen mit dem PCB die rotierende Plattform. Die zugehörige CPU ist per Klebestreifen auf dem PCB befestigt, in meinem Fall jedoch gedreht – blindes Loslöten sollte man also vermeiden. Der Inhalt der zweiten Bauteiltüte muss anhand des Schaltplans zum Oszillator für die Spule im Fuß des Gerätes zusammengesetzt werden. Eine Schematische Zeichnung der fertigen Platine dient hierbei, zusammen mit einigen Fotos in der Artikelbeschreibung, als Aufbauanleitung. Als sehr hilfreich für den Aufbau erwies sich auch das Video vom Kollegen “VoltLog (EN)”, welcher sich vor knapp einem Jahr ebenfalls am Aufbau versuchte.

Das Löten der Platine selbst geht, dank guter Qualität der Lötstoppmaske, recht schnell von der Hand. Der untere Teil ist perforiert und wird am Ende herausgebrochen und zur “3D-Struktur” zusammengesetzt. Das Löten der 32 LEDs auf die Platinenkante ist etwas trickreich, ging jedoch nach einigen Versuchen schneller als erwartet.

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/06/still-osc-300×169.pngDer Oszillator, welcher sich am Ende im unteren Gehäuse befindet, muss, wie erwähnt, selbst aus dem Schaltplan abgeleitet werden. Da die Anzahl der Bauteile überschaubar ist sollte dies auch per “Flugverdrahtung” möglich sein. Ich habe mich für die Nutzung eines Reststücks Streifenrasterplatine entschieden. Da der Lasttransistor die Betriebsspannung sozusagen über die Spule kurzschließt sollte er gut gekühlt werden. Ich verwende eine kleine “Fahne”, für TO220-Gehäuse – diese ist jedoch etwas unterdimensioniert und wird bei längerem Betrieb unangenehm heiß. In meinem Fall war eine Spannung von mindestens 5.5V notwendig um eine ausreichende Übertragung zum Rotor zu schaffen.

Auf Prozessorseite wird die 8051-basierte CPU ohne jeglichen Inhalt ausgeliefert. Glücklicherweise hat das verwendete Modell einen seriellen Bootloader, sodass kein Spezieller programmer benötigt wird. Die Schnittstelle ist auf einen Pin-Header herausgeführt und arbeitet mit 5V TTL – die üblichen Wandler aus dem Arduino-Umfeld lassen sich also auch hier verwenden.  Bei der nicht vorhandenen Software hat Technik-Blogger “Ceptimus” großartige Pionierarbeit geleistet. In mehreren Artikeln (1, 2, 3) beschreibt er den Aufbau und die Funktionsweise seiner Software inklusive der verwendeten Fonts, Timer und sonstigen Entscheidungen. Weiterhin stellt er im Ursprungspost gleich eine fertig kompilierte Hex-Datei zur Verfügung.  Sehr praktisch, denn der Code ist ohne Änderung nur mit kommerziellen Compilern nutzbar, sodass Anpassungen wie z.B. DCF77 oder NTP etwas mehr Arbeit erfordern würden.

Ich selbst habe zur Anpassung des Textes direkt in seiner iHex-Datei die ASCII-Zeichen geändert. Der Block mit der unteren Textzeile ist durch die vielen Leerzeichen (0x20) am Beginn einfach zu finden. Zu beachten ist, dass das iHex-Format als letzten Hex-Wert jeder Zeile eine Prüfsumme speichert, bei Modifikationen muss also auch diese angepasst werden. Ich habe hierzu ein kurzes PHP-Script gebastelt, welches die Datei prüft und alle inkorrekten Prüfsummen neu erstellt. Benutzung natürlich auf eigene Gefahr.

Für das Programmieren steht mit stc-isp eine Linux-Software bereit, Ceptimus hat zudem eine GUI-Variante für Windows entwickelt. Da der Chip nur wenige Sekunden nach dem Einschalten Programme entgegennimmt muss die Stromversorgung im passenden Moment eingeschaltet werden. Beide Programme bieten hierzu eine passende Anzeige. Im Post zur Windows-Variante gibt es zudem einen Sketch, mit dem ein Arduino diese Aufgabe automatisch erledigen kann. In meinem Fall war es nötig einen Pull-Up (~22k?) zwischen TxD und Vcc des POV-Boards zu schalten um eine Stabile Verbindung zu erzeugen.

Auf Schaltungsseite ist die Ansteuerung der LEDs schnell erklärt: Alle hängen mit der Kathode über einen Widerstand direkt an den IO-Pins des Prozessors. Jeder der vier Blöcke mit acht LEDs entspricht hierbei einem Port, welches die Ansteuerung sehr effizient gestalten lässt. Weiterhin wird Pin6, welcher dem externen Interrupt 2 entspricht und über einen Widerstand auf Vcc gehalten wird, über eine IR-Diode bei passieren der zugehörigen LED im Fuß auf GND gezogen. Hierüber kann die Software feststellen wann eine Drehung vollständig ist und so trotz variierender Motordrehzahl das Timing entsprechend angleichen. Die Stromversorgung erfolgt über die Spule, welche eine 1N4148 als Einweggleichrichter nutzt. Die hierdurch entstehenden Unterbrechungen fängt ein Elektrolytkondensator ab. Um die CPU vor Überspannung zu schützen ist zudem eine Zener-Diode mit 5.1V über die Versorgung geschaltet, sodass höhere Spannungen über diese abgeleitet werden können.

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/06/coilfreq-300×169.jpgIm Fuß sind IR-LED und Motor direkt mit der Stromversorgung verbunden. Eine weitere Logik auf Transistoren und Widerständen bilden einen Oszillator, welcher die Spule regelmäßig über die Versorgungsspannung “kurzschließt” um das notwendige Magnetfeld zu erzeugen.

Alles in Allem ein eher anspruchsvolles Kit, welches Dank der großartigen Vorarbeit von Ceptimus und VoltLog für geübte Bastler jedoch trotzdem an einem Wochenende fertigzustellen ist. Die geringen Vorgaben bringen hierbei enorme Freiheiten eigene Ideen zu Implementieren, jedoch auch die Pflicht einiges an Eigenleistung einzubringen. Einsteiger und Ungeduldige dürften mit anderen Kits, welche in einigen Wochen ebenfalls zu sehen sein werden, eher Glücklich werden – müssen dafür jedoch auch tiefer in die Tasche greifen. Wer die Herausforderung annimmt kann am Ende mit einem interessanten Blickfang seine Bastelkünste zur Schau stellen.

Inhalt:

  • 00:00 Was ist POV / Bauteile
  • 06:00 Aufbau des Bausatzes
  • 30:38 Software & Programmierung
  • 39:17 Funktionsweise der Schaltung

 

BitNotice #98 – LED-Panel: Blick auf den Treiber

BitNotice #98 - LED-Panel: Blick auf den Treiber

(13 MB) 00:02:47

2016-05-11 15:30 🛈

In der letzten BitBastelei war ein LED-Panel zu sehen. Da ich nicht vor hatte den beiliegenden Treiber zu verwenden habe ich mich auf dessen Aufbau, nicht die realen Werte, beschränkt. Schauen wir mal, wie Effizient der original-Treiber ist und ob die LED flackert.

BitBastelei #196 – YL LED Deckenpanel

BitBastelei #196 - YL LED Deckenpanel

(158 MB) 00:25:56

2016-05-08 12:00 🛈

Wieder mal Zeit für eine Erleuchtung: Für einen Raum war ich auf der Suche nach Deckenlampen in LED-Technik, welche sich auch mit 12V betreiben lassen. Fertige Systeme konnte ich nicht finden, der Händler YL LED Lighting Factory war jedoch in der Lage mir vor dem Kauf alle nötigen Daten für einen Umbau zu liefern. Das bestellte Modell ist mit 9W ausgezeichnet, gibt ein kaltweißes Licht (6000K) ab und soll einen hohen CRI besitzen – für ca. 7,50€ incl. passendem 230V-Treiber ist sie zudem vergleichsweise günstig.

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/05/UT8NVr4Xp8aXXagOFbXS-300×225.jpg

Ausflug Farbwiedergabeindex (CRI, Colour Rendering Index)

Licht ist nicht gleich Licht – viele Lichtquellen haben einen gewissen Farbstich, welcher die Farbwahrnehmung verändert, oder beleuchten Farben nicht gleichmäßig. Als Ideallicht wird meist die Sonne herangezogen. Glühlampen zeigen Farben eher rötlich, sind jedoch auch sehr gleichmäßig was die Beleuchtungsstärke angeht. Deutlich schlechteres Licht haben viele Energiesparlampen, deren Quecksilber sorgt nur in kleinen Farbstreifen für gute Beleuchtung – Farben, welche dazwischen liegen sind nur schwer zu erkennen.  Meist erscheint alles eher Grün-Blau und Farben sehen verwaschen aus. Weiße LEDs bestehen gängigerweise aus einer blauen Grundfarbe, welche durch eine Phosphorschicht auf den restlichen Bereich verteilt wird. Gerade bei günstigen Lampen ist jedoch der blaue Grundton noch gut erkennbar. Da Rot hier meist nur dürftig abgegeben wird erscheinen alle Farben eher bläulich. Der CRI gibt an wie gleichmäßig die Beleuchtung der einzelnen Farben im vergleich zum Sonnenlicht erfolgt.

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/05/cri-300×169.png

Ausflug Farbtemperaturen

Wie bereits bei CRI beschrieben haben einige Lichtquellen einen “Farbstich”, dieser wird mit der Farbtemperatur in Grad Kelvin angegeben. Für das Auge erscheinen höhere Farbtemperaturen heller, aber auch steril und wenig einladend. Geringere Werte erscheien bei gleicher Lichtleistung dunkler, wirken dafür gemütlich. Die Sonne liegt tagsüber bei etwa 5500K, Glühlampen und Warmweiße LEDs liegen bei eher roten 3000K. Kaltweiße LEDs driften mit 6500K eher ins Bläuliche ab.

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/05/kelvin-300×169.png

Aufbau des Panels

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/05/UT8cu24Xt4aXXagOFbXN-300×225.jpg

Das LED-Panel ist als klassische “Side-Fire-LED” aufgebaut: An den Rändern befindet sich ein LED-Streifen mit handelsüblichen SMD-LEDs. In der Mitte sorgt ein spezielles Plastik dafür das Licht möglichst gleichmäßig in Richtung Vorderseite zu reflektieren. Eine Diffusionsschicht aus milchigem Acrylglas sorgt zuem dafür, dass auch eine Abstrahlung zu den Seiten erfolgt und die Lampe nicht wie ein Richtstrahler erscheint.

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/05/sidefire-300×169.png

Zur Verbindung der Stromversorgung steht ein 5.5×2.1er Hohlstecker zur Verfügung, welcher durch einen Drehmechanismus vor versehentlichem Auseinanderziehen geschützt wird. Die Ansteuerung erfolgt mit 300mA, die Spannung pendelt sich im Betrieb bei etwa 28V ein. Nach einer Stunde Betrieb auf dem Schreibtisch lag die Temperatur stabil bei ca. 18°C über der Umgebungstemperatur.

Die Lichtausbeute erscheint mir optisch etwas über der einer 60W-Glühlampe zu liegen, die Farbwiedergabe erscheint, wie von  6000K zu erwarten, leicht bläulich, jedoch soweit akzeptabel.

Das nötige Loch zum Deckeneinbau ist mit 13.5×13.5cm vorzusehen, incl. Rahmen erreicht das Modul knapp unter 15x15cm und ist incl. Federn und Kabeldurchführungen ca. 2.5cm tief.

Aufbau des Treibers

Der beiliegende Treiber zur Verbindung des LED-Panels mit dem normalen Stromnetz stellt laut Angabe einen Konstantstromtreiber mit 300mA für 8-18W LEDs dar. Die weiterhin erwähnte Ausgangsspannung ist mit 60-90V angegeben, liegt bei diesem 9W-Modell jedoch bei etwa 30V. Wie stark sich diese Diskrepanz auf das Flachern am Wechselstromnetz auswirkt habe ich nicht getestet. Er ist vom Stromnetz nicht isoliert ausgeführt, hierdurch kann das Berühren der vermeintlich harmlosen Ausgangskabel ggf. schmerzhafte Folgen haben. Da die Ausgangsbuchsen mit einem breiten Plastikrand umgeben und normalerweise in der Decke angebracht sind, sollte dies im Normalbetrieb kein Problem darstellen – wer auf Nummer sicher gehen will sollte jedoch die Nutzung eines anderen Treibers in Erwägung ziehen.

Bild: https://www.adlerweb.info/blog/wp-content/uploads/2016/05/leddriver-300×113.png

Betrieb an 12V

Um das Panel an 12V zu betreiben sollte ein Schaltregler (Step-Up, Boost) mit Konstantstromfunktion zur Verfügung stehen. Leider sind diese Module nur schwer fertig zu finden, sodass man eine passende Schaltung vermutlich selbst bauen muss (Video folgt). Für Testzwecke kann auch ein eher verbreitetes Boost-Modul mit Konstantspannung verwendet werden, dies wird auf ca. 28V eingestellt. Die LED wird hierbei leicht unter der Maximalleistung betrieben, was optisch jedoch nur schwer zu unterscheiden ist. Da hierbei keine automatische Nachregelung erfolgt können Abweichungen durch Temperatur oder LED-Störungen das Panel ggf. zerstören, daher ist ein Konstantstromtreiber immer vorzuziehen.

BitBastelei #180c – Rad1o SDR – WS2812B-LEDs

BitBastelei #180c - Rad1o SDR - WS2812B-LEDs

(126 MB) 00:06:22

2016-01-17 14:00 🛈

Funktionierendes SDR ist gut, Blinkenlights sind besser. LEDs des Typs WS2812b lassen sich über einen Datenbus einzel ansteuern. Auf dem Rad1o sind bereits einige Stellen vorgesehen, an denen solche LEDs für gemütliches Geblinke sorgen können.

BitBastelei #160 – Arduino-RGB-LED-Spaß

BitBastelei #160 - Arduino-RGB-LED-Spaß

(347 MB) 00:18:04

2015-08-09 12:00 🛈

Das Chaos Communication Camp steht vor der Tür – wichtigste Zutat? Blinkenlights! Gezeigt werden gleich 3 Konzepte für RGB-LEDs am Arduino Pro Mini:
– RGB-Streifen mit HL1606-Controller
– “Klassischer” RGB-Streifen mit MOSFETs
– RGB-Knoten auf Basis des RGB-CTL aus BitBastelei #11

Weitere Links:

BitNotice #62 – FM6316 LiIon-USB-Akkubank & LED-Modul

BitNotice #62 - FM6316 LiIon-USB-Akkubank & LED-Modul

(169 MB) 00:15:21

2014-10-08 14:00 🛈

Für knapp über 1€ erhält man an diversen Stellen ein LiIon-USB-Akkupack mit FM6316. Die Box ermöglicht es USB-Geräte über eine einzelne 18650-LiIon-Zelle zu laden, auch das laden des Akkus ist natürlich möglich. eine einfache möglichkeit die Zellen aus den ausgeschlachteten Laptop-Akkus (BitBastelei #105) einem neuen Nutzen zuzuführen.

Power Bank: www.ebay.de/itm/281454512833

BitBastelei #114 – LED-Umbau

BitBastelei #114 - LED-Umbau

(101 MB) 00:10:54

2014-09-14 12:00 🛈

Zwischendurch mal etwas praktisches für mich: Die gute, alte Lampe aus BB14 darf nach Umbau auf eine kleinere Spannung wieder ihren Dienst tun. Statt des 230V-Netzteils hängen die Streifen jetzt parallel direkt am Sockel. Die Zielspannung von ca. 19V liefert ein Step-Up-Modul.

BitNotice #53 – Mailbag: Messgerümpel & Taster

BitNotice #53 - Mailbag: Messgerümpel & Taster

(49 MB) 00:16:08

2014-08-27 12:00 🛈

Schalter: Berker Gruppen-Wippentaster 5034 04; Privatauktion
Not-Aus: Privatauktion
Solarkabel, 6mm²
Frequenzzähler: HP5314A; Privatauktion

Rest: DX

Phasenprüfer: 295527
Messkabel normal: 33451
Temperatursensor: 213591
Taschenlampe: 102636
LED-Streifen: 190008