Zeitintervall-Regelung für LED

[crocuz]

Hallo allerseits und gute Grüsse.

Ich bin neu hier im Forum und hoffe, das Thema ist in der richtigen Kategorie gelandet.
Nun, nach erfolgloser Suche "in den Weiter der Virtualität", fand ich nichts, was mich bezüglich meiner Fragestellung befriedigen konnte.
Zur Sache:
Ein Freund von mir ist Künstler und hat eine interessante Bildsammlung geschaffen, in welcher er LED's verbaut hat, die er über eine einfache Ansteuerung regelt. Derzeit können die LED's also nur "AN" und "AUS" verstehen. Er benötigt aber eine Intervall-Steuerung der LED's. Die bedeutet, orientiert an einer Intervalllänge von einer Minute, dass 20 Sek. "Strom AN", 20 Sek. "Strom AUS", 5 Sek. "Strom AN" und 15 Sek. "Strom AUS" vorherrscht. Die wäre über eine geeignete digitale Zeitschaltuhr zu realisieren, jedoch empfinde ich als A) zu teuer und B) programmiertechnisch zu aufwendig. Ich habe die Weiten des Netzes beschaut, um ihm eine Lösung zu finden, bin aber irgendwie am Ende mit meinem Laienlatein. Ich bin sicher, es gibt eine einfach zu reproduzierende Lösung, mittels einer Platine und geeigneten Modulen, aber ich kann mir derzeit nichts vorstellen. Für ihn wäre es Klasse, da er deswegen seine Bilder, die wirklich gut sind, nicht ausstellen kann.
Ich würde mich freuen, falls ich hier bei euch Lösungsansätze finden könnte. Evtl. denke ich auch in die falsche Richtung, wie gesagt, es darf ruhig so einfach, wie möglich sein, da es sich nur um die Intervallregelung handelt. Gerne auch zum "Selberlöten" ;)
Liebe Grüsse - Christian

[Jaecko]

Also teuer wäre das nicht.
Wenns wirklich nur einfaches ein und ausschalten ist, und das ganze in Gruppen erfolgt und nicht mit jeder LED einzeln, dann tuts ein AVR + Transistor (je nach Last evtl. Relais).
Stückpreis dürften hier < 10 EUR sein (Nur Material; ohne gefertigte Platine)

Und programmiertechnisch könnts in Bascom so aussehen:


Do
LED_An()
Wait 20
LED_Aus()
Wait 20
LED_An()
Wait 5
LED_Aus()
Wait 15
Loop


Davor halt noch die Pins für die Relais setzen und das übliche Startup-Zeug. Das wars auch schon.

[crocuz]

Hallo Jaecko,
vielen Dank für deine schnelle und mich begeisternde Antwort. Hier erschliesst sich für mich relatives Neuland. Genau so etwas hatte ich im Sinn. Leider weiss ich noch nicht genau, wie ich die Umsetzung exakt realisiere, aber die Idee mit dem AVR ist spitze. Die Programmierung bekomme ich wohl nur über einen ensprechenden Adapter hin. Oder gibt es sonst noch Wege dafür? Die Syntax von Bascom erinnert mich etwas an php, z.B., kann ich den Quelltext so verwenden? Ich bin hier leider ganz noob und möchte lernen. Ich würde mich freuen, falls du mir beim Aufbau der Platine helfen könntest.
Liebe Grüss - Christian

[Felix G]

Richtig, für die Programmierung benötigt man einen sog. ISP-Adapter (oder einen Bootloader auf dem AVR, aber ohne ISP kriegt man den da auch nicht drauf, also...)

Was Bascom betrifft, das ist ein Basic-Dialekt und auch gut geeignet für Anfänger die sonst keine Programmiersprachen kennen. Es gibt aber auch einen C-Compiler für AVR Mikrocontroller, man kann sie also auch in C programmieren (und sogar in C++, was aber nicht gerade sinnvoll ist).

[fhartz]

Moin,einstellbarer Timer,oder Programmierung nach Wunsch

http://www.ees-hartz.de/

mfg F.Hartz

[Carlson]

Für Dein Vorhaben wäre ein Arduino perfekt. Damit kannst Du viele LEDs einzeln und unabhängig voneinander ansteuern. Programmiert wird das ganze in C und ist extrem anfängerfreundlich.

Ich hatte z. B. von 4 Wochen noch keinen blassen Schimmer von Programmierung und entwerfe jetzt gerade mit dem Arduino ein Programm für einen Rasenmähroboter...

Bezugsquelle in D: www.bausteln.de

Arduino im Netz: www.arduino.cc

Grüße,

Carlson

[Carlson]

Nachtrag: den wirklich idiotensicheren Einstieg findet man hier: http://www.freeduino.de/de/books/arduino-tutorial-lady-ada

(damit habe ich auch angefangen)... ((-;

Grüße,

Carlson

[Searcher]

für einfache Timerschaltungen gibt DEN integrierten Schaltkreis: NE555 . Mit wenigen externen Bauteilen lassen sich ohne Programmierung verschiedene Takte erzeugen. Für Deine Anwendung könnte man zwei davon oder einen 556 (enthält zwei 555er auf einem Chip) in geeigneter Weise kombinieren. Für einstellbare Takte kann man für die entsprechenden Widerstände Potentiometer einbauen. Wie hoch wird der Strom durch die LEDs werden?

Hier zwei Links zum Informieren:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0310131.htm

http://www.domnick-elektronik.de/elek555.htm

Gruß
Searcher

[PICture]

Hallo!

@ crocuz

Die Hardwarelösung ohne Programmierung von Searcher finde ich für dich optimal.

Es gibt auch noch den NE558 mit sogar vier NE555 in einem Gehäuse.

MfG

[Searcher]

um konkreter zu werden...

auf der Suche nach der Realisierung meines eigenen Vorschlags mit 555 Timer mußte ich feststellen, daß es alles schon gibt und bin auf folgende Schaltung gestoßen , die soweit ich sie verstehe, genau auf Deine Anwendung anpaßbar ist.


http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LM555VaryPerB.GIF
auf
http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LM555.html

@PICture: danke für die Zustimmung:-)

Gruß
Searcher

[PICture]

Wow! Danke Searcher ! :)

Ich habe einen Eindruck gehabt, dass der zweite Link endlos ist... :)

Daraus lässt sich (fast) alles bauen, was mit Timing zu tun hat.

MfG

[crocuz]

Wow!!!
Bin glatt sprachlos, bei soviel Resonanz und Hilfe. Mein Freund wird sich riesig freuen, wenn ich ihm, durch eure Hilfe, etwas Sinnvolles für den Eigenbau erklären kann.
Bin derzeit ohne feste Internetanbindung unterwegs und deshalb nur selten online. Ich werde mich jetzt mal in die Thematiken einlesen und von sich hoffentlich einstellenden Erfolgen zu berichten wissen.
Viele Grüsse an alle - Christian

[crocuz]

Okay, habe mich nun etwas eingelesen und denke, dass der LM555 geeignet ist. Weiterhin sehe ich hier, sollte es sich tatsächlich so umsetzen lassen, eine sehr günstige Möglichkeit (Material unter 1€), um die Intervalle zu regeln.
@Carlson: Die Geschichte klingt interessant, jedoch ist dies für diesen speziellen Anwendungsfall zu kostenaufwendig. Danke trotzdem für deine Hilfe :)
@Searcher:
Habe mir den Link mal näher angeschaut und denke, eventuell habe ich hier einen Denk- oder Verständnisfehler, dass der Schaltplan von Link1 nicht ganz den Kern der Sache trifft. Meines Erachtens nach könnte ich so gleichmässige Intervalle erzeugen, aber nicht die angestrebte 20/20/5/15 (in Sekunden, bezogen auf eine Zykluslänge von 1 min.). Dazu habe ich diesen Schaltplan gefunden ( http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LM555.html#4 ). Ich bin mir nicht sicher, aber dies erscheint mir tatsächlich geeignet, um die LED's in den gewünschten Intervallen zum blinken zu bewegen :)
Hierbei wären dann die Widerstände von Bedeutung, oder sehe ich dies falsch. Ich werde morgen in Erfahrung bringen, wie hoch die Stromaufnahme der LED's meines Freundes real beträgt.
Herzlichen Dank schonmal für die umfangreiche Hilfe.
Viele Grüsse- Christian

[crocuz]

Nachtrag:
Habe mir den Schaltplan nochmals angeschaut, wobei mir aufgefallen ist, dass ich hier quasi nur 2 Intervalllängen vorgeben kann, Strom AN und Strom AUS. Ich könnte also 30Sek. leuchten lassen und 30 Sek. nicht (pro Minute). Die 20/20/5/15-Intervalle lassen sich damit demzufolge nicht realisieren. Schade.

[Searcher]

Bin selbst nicht der Erfahrendste in Elektronik, spüre aber daß es mit den NE555 funktionieren muß. Frage ist nur wie.

Zu der Schaltung mit dem CD4017 schreibt der Author, daß er sie noch nicht realisiert hat. Ich würde sie gerne ausprobieren, da sie mich selber intressiert, hab aber leider keinen 4017 zur Hand. Um auf den Rhythmus von 20/20/5/15 zu kommen sind hier wahrscheinlich auch noch Modifikationen notwendig. Bin noch auf der Suche nach LTSpice model für CD4017, so daß man es am PC simulieren kann (In Yahoo Group soll es ein Modell geben) Hab leider im Augenblick aber kaum Zeit.

Gruß
Searcher

[PICture]

Hallo!

@ crocuz

In den bisherigen Links sind nur Grundschaltungen, die man für eigenen Bedarf aus nötiger Anzahl susammensetzen muss. Es ist wahrscheinlich nicht möglich mit einem Zähler bei 1 min. Takt vier LED-stränge mit verschiedenen Rhytmen blinken zu lassen. Es sollte jedoch mit vier Zähler und zwei NE555 möglich sein. Es ist bisher leider nicht genau definiert (z.B. durch Zeitdiagramm), wie die LEDs blinken sollen. Manchmal ist die einfachste Lösung leider nicht die kleinste... :)

MfG

[FriLu]

Hi,
der 4017 ist ein sogenannter Johnson-Zähler mit 10 Ausgängen, von denen immer nur einer aktiv ist.
Wenn man die Ausgänge mit Dioden-Oder zusammenfasst, sind aber solche Abläufe machbar: Grundtakt am Zähler 6 sek.; für Zykluszeit 1 min.:
4 Takte (24sek) an, dazu Ausgang 1 bis 4 über Dioden an Transistor-vorwiderstand;
3 Takte (18sek) Aus, Ausgänge 5, 6 und 7 unbeschaltet;
1 Takt (6sek) An, Ausgang 8 über Diode(!) an Transistor-Vorwiderstand;
2 Takte (12sek) Aus, Ausgänge 9 und 10 unbeschaltet.
Wenn Du damit leben kannst, brauchste einen '555 mit beschaltung für 6-sekundentakt, einen 4017, 5 (Kleinsignal-)Dioden für das Oder, einen npn-Transistor mit Vorwiderstand zur Ansteuerung der LEDs; pro Modul.
MfG Lutz

Nachtrag:
Sollten die LEDs nicht ganz ausgehen, brauchts noch einen Widerstand von etwa 10k am Knoten (Dioden-Oder Vorwiderstand) nach Masse, um den Transistor zuverlässig zu sperren.

[Searcher]

Hi,
mit dem sehr wertvollem Tip von FriLu hab ich mich an LTSpice gesetzt und angehängte Schaltung gemacht. OHNE GEWÄHR. (in der Simulation funktioniert es). An OUT muß der LED Treiber. Den R1 als 100k Trimmer ausführen um Timing eventuell zu korrigieren. Der 555 muß einen 5 Sekunden Takt erzeugen. Hab es leider nicht ohne zusätzlichen 4017 geschafft.

(Wär intressant mal ein Foto vom Künstlerbild zu sehen)

EDIT: Huch Fehler unterlaufen - neuer Plan hat Timing 20-20-5-15 statt 20-20-15-5

EDIT: Schaltplan mit 100k Widerstand am CMOS Eingang upgedatet

Gruß
Searcher

[FriLu]

Hi,
an das Dioden-Oder (12,13 und 14) muss noch ein widerstand nach Masse, da der CMOS-Eingang definiertes Potential braucht und so "in der Luft hängt", wenn keine Diode leitet.
MfG Lutz

[crocuz]

Hallo, ich freue mich wirklich, dass sich hier so viele für mein Problem interessieren und Lösungsvorschläge realisieren. Ich muss ehrlich sagen, dass ich viel zu wenig Ahnung von dieser speziellen Elektronik habe, um selbst auf diesen Schaltplan gekommen zu sein. Ich blicke zwar noch nicht genau durch und weiß desgleichen ebenfalls noch nicht, was "Dioden-Oder" sind, und wo deren Masse liegt ;) , aber dass wird sich finden lassen. Danke für den Schaltplan und die Optimierungstips dazu, werde versuchen, ihn praktisch umzusetzen. Auf jeden Fall werde ich fragen, ob ich von den Bildern (zumindest von einem oder zweien) Photos oder ein kleines Video (dann hoffentlich in Aktion) machen kann. Falls es von Expertenseite keine Einwände gibt so werde ich nun also die NE555 und CD4017B, sowie den zugehörigen "Kleinkram" (die Widerstände und X?!) bestellen und mit dem basteln anfangen. Falls mir jemand erklären könnte, wo genau der Widerstand (und welcher) der Dioden-Oder hinkommt, würde ich mich freuen.
Ich hoffe, ich schaffe es morgen, den Plan genau zu interpretieren, um die nötigen Bauteile bestellen zu können.
Ich danke euch, besonders FriLu & Searcher !!
Liebe Grüße aus Eivissa - Christian

[021aet04]

Ein Dioden-Oder ist eine Oder-Schaltung aufgebaut mit Dioden.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0710091.htm

[Searcher]

wie 021aet04 schon geschrieben hat, ist das Dioden ODER eine logische Schaltung die hier mit diskreten Bauteilen, eben den 1N4148 Dioden aufgebaut ist. Ein ODER Gatter hat mehrere Eingänge und einen Ausgang. Wenn an einem Eingang ODER einem anderen eine logische 1 anliegt, egal was an den anderen anliegt, erscheint am Ausgang ebenfalls eine logische 1. (logische 1 bedeutet in dieser Schaltung mit Versorgungsspannung von 5 Volt, etwa +5V) Hier gibt es zwei Gatter: eins mit den Dioden D2, D3, D4, D5, D15. Das zweite mit D12, D13, D14. Der Ausgang des letzteren Dioden ODER führt auf den inhibit clock Eingang von U1. Dies ist der Eingang, den FriLu meint. Dieser Eingang darf/soll bei CMOS nicht in der Luft hängen und braucht einen Widerstand nach Masse.

Ich weis nu nich was da üblich ist und schlage einen 100kOhm Widerstand von "inh-cl-U1" nach Masse vor. Der macht nichts kaputt und funktioniert in der Simulation.

Die ganze Schaltung (auch die CD4017B) kann mit ca 5V bis ca 15V DC versorgt werden. Datenblätter lassen sogar noch etwas mehr zu. Wenn ich die DB richtig interpretiere kann ein CD4017B Ausgang nicht mehr als ca 1mA liefern. Zum Anschließen von LEDs muß an OUT also noch unbedingt ein LED Treiber, der nicht mehr als 1mA zieht vorgesehen werden.

Vielleicht hat da noch jemand einen praktischen Vorschlag.

EDIT: der zuerst gepostete Schaltplan ist ausgtauscht und mit dem 100k Widerstand am CMOS Eingang upgedatet.

Gruß
Searcher

[FriLu]

Hi,
Vor Jahren hat mir mal jemand das so erklärt:
Sicherung UND Schalter müssen an sein, damit Licht an ist;
Türklingel Haustür ODER Türklingel Wohnungstür (oder beide) an-> es klingelt. O:)
Zum Widerstand am Dioden-Oder: Alles, was das treibende Gatter nicht überlastet bis in den MOhm-Bereich geht, je höher desto weniger Strom wird verbraucht, allerdings steigt die Störempfindlichkeit.
100k sind OK.
An OUT kommt ein Widerstand von 4k7 bis 10k zur Transistorbasis -ein npn-Kleinsignaltyp sollte reichen- Emitter an Masse, Kollektor an LED-Katode, LED-Anode über Vorwiderstand(!) an Betriebsspannung.

Schreib mal, wieviel LEDs und welche Stromversorgung du dir vorgestellt hast.

MfG Lutz

[crocuz]

Also, ich weiß nicht, ob es überhaupt noch jemanden interessiert =), aber ich hatte leider wenig Zeit im vergangenen Monat und war deshalb hier im Board nicht aktiv. Ich habe mich in die 555-Timer-Geschichte eingelesen und mich auch mit dem 4017 beschäftigt. Meine Bestellung bei Pollin und Reichelt ist gerade rausgegangen. Dabei werden sein, der LM555 (10x), der 4017 (20x), Kondensatoren und Widerstände, Euro-Platinen, Schaltnetzteil (Out:3-13V), Buchsen für Stromzufuhr, usw. Na ja, und jede Menge LEDs zum herumtesten =) ...
Ich hoffe, es ist in 3 Wochen da, dann werde ich detailliert von meinen (hoffentlich) Erfolgen berichten. Mit den Videos der Kunstwerke wird es etwas schwieriger, der Kollege meinte, in New York, wo er zuvor lebte, hätte er es mehrfach versucht, aber nie wirklich gute Aufnahmen hinbekommen. Er versucht es jetzt nochmal mit einer Profi-Kamera, we'll see!

Liebe Grüße und ich melde mich dann später wieder!!!


@FriLu:
In seinen Bilder sind jeweils bis zu 10 LEDs verbaut, die jeweils auf etwa 3V laufen, und ich nehme an 20mA ziehen. Ich denke, die Schaltung sollte diesen Output gewährleisten können.

[Searcher]

Also ich bin noch sehr interessiert. Macht auch nichts, wenn Foto/Video nicht so profimäßig werden. Feedback ist immer positiv.

Gutes Gelingen
Gruß
Searcher

[crocuz]

Herzlichen Dank für die Anteilnahme, Searcher....ne, ganz im Ernst, ohne deinen Schaltplan hätte ich ebensolchen Durchblick keineswegs. Bis die Teile da sind, heisst es nun diesbezüglich "Däumchen drehen und der Dinge harren, die da usw.". Ich hoffe, ich komme mit den Teilen aus, hier auf Ibiza ist solchermaßen Bastelkram selten und teuer obendrein.
Zum Feedback: Keine Sorge, werde alles dokumentieren und auch die Bilder zeigen, wenn sie fertig sind, soweit möglich. er sagte mir, dass es bisher nicht funktioniert habe, die Aura seiner Bilder auf Film zu bannen. Kann mir dies gut vorstellen, ist wahrscheinlich ähnlich einem Sonnenuntergang, selbst die Eindruckvollsten verblassen ziemlich und verlieren viel von ihren Ausdruck, wenn man sie aufnimmt. Evtl. ist es mit optimaler Aufnahme- und Ausgabeharware möglich, aber dieser Aufwand...Wenns fertig ist mache ich mal ein paar Videos...für einen groben Eindruck wirds sicher reichen ;)

Gruß!!