Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Beleuchtung für Modellflugzeug


von Martin B. (martin2442)


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Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei ein Flugzeugmodell von Revell zu bauen (Airbus 
A380). Da der Flieger schön groß ist würde ich ihm gerne ein paar LED 
verpassen.
Leider Fehlen mir ein paar Elektronik Kenntnisse, daher hoffe ich hier 
Hilfe zu bekommen.

So soll das ganze aussehen:

Kabinenbeleuchtung:

 6 mal smd weiß die eine weiße Zwischenwand anstrahlen.

Weitere Beleuchtung:

3 mal smd weiß
1 mal smd grün
1 mal smd rot

Blinkend: 2 mal rot (1,5 oder 3 mm)

Blitzend: 2 mal weiß

Da ich das Flugzeug aufhängen möchte, soll die Schaltung mit Batterien 
(bzw. evtl. Akku) betrieben werden. Hier sind meine Fragen, zu denen der 
ein oder andere ja vielleicht was schreiben kann:

1.  Spannungsquelle

Ich habe den benötigten Strom mal überschlagen, wobei ich je LED von 20 
mA ausgegangen bin. Den Stromverbrauch der blinkenden LED habe ich 
einfach mal geviertelt. Dann kommt man auf 280mA. Ein 9V Block wird dann 
schnell leer sein. (Kapazität ungefähr 600mAh laut wiki) Eventuell 
würden auch 4 Mignonzellen in den Rumpf passen, dann wäre man bei 6V und 
einer Kapazität von um die 3500mAh (laut wiki) Das hört sich schon 
besser an. Ich möchte die Schaltung gerne mit einem Mikrokontroller 
bestücken. Ich muss mich da noch näher einarbeiten. Da ich mich aber 
schon jetzt für die Spannungsquelle entscheiden muss um weiter zu bauen, 
würde ich gerne wissen wie viel Strom so ein Controller braucht. Was er 
für Aufgaben erfüllen  soll steht in 2. Im Augenblick tendiere ich zu 4 
Mignonzellen, ich würde dann jeweils 2 LED in Reihe schalten. 6V sollten 
dafür reichen, oder? Die LED müssen nicht extrem hell sein. Mit der 
Spannungsversorgung für den Controller (5V?) hätte ich dann auch keine 
Probleme. Mit einem alten Handyakku (3,7V) kann man einen 
Mikrokontroller nicht betreiben, sehe ich das richtig?

2.  Microkontroller

Vielleicht könnt ihr mir erstmal nur sagen ob es einen preiswerten 
Controller gibt der mit einem einfachen Programm folgende Funktionen 
erfüllt:

Die Beleuchtung soll sich z.B. 2 mal am Tag für eine Minute einschalten. 
Die Schaltung steht also dauernd unter Strom. (Ist das möglich im 
Batteriebetrieb? Wieviel verbraucht so ein Controller? )

Angesteuert werden sollen im Prinzip:

Einschalten der Kabinenbeleuchtung und weitere Led (13 mal smd led)
Einschalten 2 mal led mit bestimmter blinkfrequenz
Einschalten 2 mal smd led als doppelblitz

Alles soll parallel eingeschaltet und wieder abgeschaltet werden.

Soviel erstmal zu meinen Plänen. Ist das so realisierbar?

Ich würde mich über Antworten freuen.

Grüße, Martin

von Eddy C. (chrisi)


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Dem, was Du da schreibst, ist wenig hinzuzufügen. Ich denke, die größte 
Herausforderung liegt in einer Spannungsstabilisierung, die selber 
weniger Energie verbraucht, wie der Mikrocontroller. 1. Ansatz wäre ein 
Spannungsregler mit ultraniedrigem Querstrom ("Quiescent Current").

Bei der Spannung kannst Du ruhig auf 3.3V gehen und die LEDs per 
Transistor schalten. Welcher Mikrocontroller? Ein billiger (2 Euro), der 
gut für den Einstieg geeignet ist, wäre Atmega88. Der ist zwar 
oversized, ist aber wurst. Um den Strom über den Tag niedrig zu halten, 
wählst Du eine Lösung, die entweder per Watchdog den Controller aufweckt 
oder treibst den Controller gleich mit Uhrenquarz (32,768kHz) an, was 
den Strom ins absurd nierige reduziert. Ohne ins Datenblatt zu sehen, 
nimmt er wahrscheinlich so 20µA.

von Ralph Fischer (Gast)


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Moin Martin,

guck ml hier:

http://www.rclineforum.de/forum/board.php?boardid=152&sid=

Da solltest Du eigentlich genug Futter finden.

Liebe Grüße aus der Wesermarsch

Ralph

von Ulrich (Gast)


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Bei Batteriebetrieb sollte man die LEDs eher mit weniger als 20 mA 
betreiben. Also lieber superhelle LEDs und dann nur 1 mA als billige 
LEDs und dafür 20 mA.

Die Kapazitäten der Batterien sind in der Regel niedrieger (ca. 200 mAh 
für 9 V Block und etwa 2500 mAh für AA), außer man nimmt extra Teure 
Lithiumzellen.

Der µC kann sehr sparsam sein. Da braucht ein Spannungsregler vermutlich 
mehr als der µC. Den µC könnte man ohne Regler aus 2 oder 3 Zellen 
(2,5...4.5 V) betreiben - nur für die weissen LEDs reicht das leider 
nicht richtig. Also die Spannung nach den LEDs wählen (vermutlich 4 
Zellen AA) und die Spannung für den µC auf etwa 3V-4V regeln. Da braucht 
man kaum 1 mA. Die LEDs kann der µC vermutlich auch direkt steuern, ohne 
extra Transistor.

von Thomas (Gast)


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Ist das so ein dünnes Plastikmodell? Evtl. weißes Plastik? Dann die LEDs 
nicht zu hell machen, sonst leuchtet es nicht durch die Fenster sondern 
auch durch die Wand.

von R. F. (inet_surfer88)


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Thomas schrieb:
> Ist das so ein dünnes Plastikmodell? Evtl. weißes Plastik? Dann die LEDs
> nicht zu hell machen, sonst leuchtet es nicht durch die Fenster sondern
> auch durch die Wand.


Auf jeden Fall vor dem "Zusammenkleben" mal testen, ob es durchscheint. 
Falls ja, verwende ich im Modellbau schwarzes Papier oder ganz dünnen 
schwarzen Karton (Bastelgeschäft). Damit wird die Innenseite 
ausgekleidet. Dürfte bei einem Flugzeug allerdings ein bischen Aufwand 
sein. Die Fenster wollen schließlich alle einzeln ausgeschnitten werden.

von Gast? (Gast)


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Du kannst die Kabine auch vor dem Zusammenbau innen dick mit matt 
schwarzem Lack ausmalen.

Könntest du denn zum geplanten Aufhängungsort z.B. 12V per Klingeldraht 
verlegen?
Dann könntest du das Modell an zwei Drähten aufhängen und darüber die 
Stromversorgung realisieren. Spart dir einige Arbeit mit Akkus, 
Ladeschaltung, ...

von Mike J. (emjey)


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1.  Spannungsquelle

> Mit einem alten Handyakku (3,7V) kann man einen
> Mikrokontroller nicht betreiben, sehe ich das richtig?
Klar kann man, besser gesagt wird das überall so gemacht.

2.  Microkontroller

> Vielleicht könnt ihr mir erstmal nur sagen ob es einen preiswerten
> Controller gibt der mit einem einfachen Programm folgende Funktionen
> erfüllt:
ATmega8 reicht locker.
Du solltest einen Timer nutzen und sonst musst du nur die Pins setzen, 
das ist billig, eine Zeile.

> Wieviel verbraucht so ein Controller?
Je höher die Spannung desto schlechter ist es.
Bei der Spannung eines LiIon Akkus (vom handy)
und mit einem Uhrenquarz (32KHz Takt) 60µA - 70µA.

> Angesteuert werden sollen im Prinzip:
> ...
> Soviel erstmal zu meinen Plänen. Ist das so realisierbar?
Ja, geht.

Aber die Spannung kann auch von so einem kleinen Handy-Akku Ladegerät 
kommen, so lange es im Dauerbetrieb nicht so warm wird.
(Es gibt bei diesen Netzteilen Qualitätsunterschiede)

von Rolf Magnus (Gast)


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Mit 6 V würde ich nicht arbeiten. Da verbrätst du ja jede Menge Leistung 
in Vorwiderständen, und du mußt auch noch vor den µC einen 
low-drop-Regler oder zumindest zwei Dioden hängen, die nochmal Leistung 
verbraten, denn 6 V sind normalerweise zuviel. Wobei mir aus deinem Text 
nicht so recht klar wird, ob du Batterien oder NiNM-Akkus meinst. 
Letztere hätten nominal nur 4,8 V, können aber, wenn sie voll sind, 
trotzdem mehr als 6 V haben.

> ATmega8 reicht locker.

Ich würde ihn eher noch als überdimensioniert ansehen. Für die Aufgabe 
würde auch ein ATtiny13 ausreichen.

>> Wieviel verbraucht so ein Controller?
> Je höher die Spannung desto schlechter ist es.
> Bei der Spannung eines LiIon Akkus (vom handy)
> und mit einem Uhrenquarz (32KHz Takt) 60µA - 70µA.

Wobei man einen Uhrenquarz nicht unbedingt benötigt. Der 
Watchdog-Oszillator kann auch als Taktquelle verwendet werden. 
Allerdings weiß ich nicht, wieviel der verbraucht. Es gibt auch neuere 
AVRs, die deutlich weniger verbrauchen. Zusätzlich kann man den 
Controller ja noch in den Sleep-Mode versetzen und per Timer aufwecken.

@MArtin:

> Mit einem alten Handyakku (3,7V) kann man einen
> Mikrokontroller nicht betreiben, sehe ich das richtig?

Doch, klar. Bei den AVRs kannst du z.B. je nach Typ bis 1,8 V runter.

von Martin B. (martin2442)


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Vielen Dank für die vielen Antworten :-)

Das hat mir sehr weiter geholfen.


Thomas schrieb:
> Ist das so ein dünnes Plastikmodell? Evtl. weißes Plastik? Dann die LEDs
>
> nicht zu hell machen, sonst leuchtet es nicht durch die Fenster sondern
>
> auch durch die Wand.

Ja genau, es ist ein Plastikmodell. Ich habe es innen matt schwarz 
lackiert, damit es nur noch da leuchten soll wo es soll.


Ich denke ich nehme dann 3 AA NiMH Zellen. Dann wäre ich bei 3,6 V. 
Damit könnte ich den Controller direkt betreiben und Die LEDs würde ich 
alle einzeln parallel anschließen.
Den Widerstand würde ich dann so wählen dass es noch gerade ausreichend 
hell ist. Welche Spannung liegt denn an den Ausgängen des Controllers 
an? Ist das jeweils der gleiche Wert der Eingangsspannung? Kann ich die 
Ausgänge direkt nutzen oder muss ich das über Transistoren regeln?

Ulrich schrieb:
> Bei Batteriebetrieb sollte man die LEDs eher mit weniger als 20 mA
>
> betreiben. Also lieber superhelle LEDs und dann nur 1 mA als billige
>
> LEDs und dafür 20 mA.

Das hört sich nach einer guten Stromspar Idee an. Kannst du mal ein 
Beispiel für so eine gute superhelle LED nennen? Zu teuer sollten sie 
aber nicht sein. Ich hatte so an diese hier gedacht:

Farbe: Weiß
Ausführung: Diffus
Abstrahlwinkel: 130 °
Typ: 15-21/W1D-APQHY/2T
IF: 20 mA
UF: 3.15 V
Gehäuse: 1206
Lichtstärke IV: 72 mcd
RoHS-konform: Ja


Ulrich schrieb:
> Den µC könnte man ohne Regler aus 2 oder 3 Zellen
>
> (2,5...4.5 V) betreiben - nur für die weissen LEDs reicht das leider
>
> nicht richtig.

Mit 3,6V müsste ich doch auch weiße LEDs betreiben können, zumindest die 
oben beschriebene.

von Mike J. (emjey)


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Martin B. schrieb:
> Mit 3,6V müsste ich doch auch weiße LEDs betreiben können, zumindest die
> oben beschriebene.

Neue weiße Ultrahelle LEDs brauchen maximal 3.2V

> UF: 3.15 V
Ja, das kommt bei 20mA hin.
Wenn es nur 10mA sein sollen sind es gut unter 3V.

Wenn du jetzt für jede LED eine Stromregelung machst schluckt die noch 
mal maximal 0.6V und mit einer minimalen Akkuspannung von 3.6V bei einem 
LiIon Akku langt das auch.

@ Magnetus
So ein ATmega8 kostet doch nur 1.35€ mehr und er muss auf den 
Speicherplatz nicht zu achten. (wird ja eh nur ein mini Progrämmchen)
Wenn er mal Lust hat noch etwas ranzubasteln kann er den auch gleich 
nehmen.

Wenn er dann Spaß dran gefunden hat simuliert er mit ein paar roten, 
gelben und weißen LEDs und einem Piezo einen Triebwerkschaden ... ;)

von Rolf Magnus (Gast)


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> und mit einer minimalen Akkuspannung von 3.6V bei einem LiIon Akku langt
> das auch.

Das ist nicht die minimale, sondern die nominale Spannung. Wenn er leer 
ist, liegt er eher so bei 3 V.

von Mike J. (emjey)


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Naja, meist steht da 3.6V = leer , 4.1V = voll

Du meinst jetzt wenn der Akku belastet wird sind das nur noch 3V ... ich 
hoffe ja dass er nicht zu stark belastet wird und einen geringen 
Innenwiderstand hat.

Ich hab hier 2.3Ah Akkus (6.5cm lang) die wären gut für sein Projekt.

Er kann doch extern eine Spannung über die Aufhängung zuführen wie es 
"Gast?" beschrieben hat.
Mein Handy-Ladegerät bringt 5V und 600mA, da sind noch 2V die er an 
einem Widerstand abfallen lassen kann und der AVR läuft auch damit.

von Martin B. (martin2442)


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Mike J. schrieb:
> Er kann doch extern eine Spannung über die Aufhängung zuführen wie es
>
> "Gast?" beschrieben hat.

Die Idee ist ansich gut, nur wollte ich die Aufhängung ansich mit dünner 
Nylonschnur realisieren, da das wohl am unauffälligsten ist.

Ein Handy Akku wäre sicherlich eine gute Lösung, vor allem auch sehr 
platzsparend zu realisieren. Im Rumpf ist zwar ausreichend Platz, da 
allerdings der Fensterbereich freigehalten werden muss, sollte die 
Elektronik  ziemlich flach ausfallen.

Dagegen spricht für mich persönlich dass ich noch eine entsprechende 
Ladeelektronik bräuchte. Oder ich lade den Akku immer im Handy. 
Unkomplizierter wäre es für mich wenn ich die Spannung von 3,6 V mit 3 
NiMh Zellen erreichen würde, da die hier schon vorhanden sind. Wenn 
nichts dagegen spricht werde ich es denke ich so machen.

von Martin (Gast)


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Ich krame diesen alten Thread mal wieder hervor. Nach langer Pause 
möchte ich jetzt weiterbauen.

Insgesamt sind 16 LEDs im Flieger verbaut. Diese sollen über einen Handy 
Akku mit 1000 mAH versorgt werden. Der Akku ist fest eingebaut. Jetzt 
mache ich mir gerade Gedanken über die Verschaltung am Microcontroller 
(Atmega8).

Direkt an die Pins kann ich die LEDs wohl nicht anschließen, da der 
Controller insgesamt nicht mit mehr als 200 mA belastet werden soll. Wie 
sieht es mit Transistoren aus?

Ich habe z.B 6 LEDs für die Kabinenbeleuchtung. Die würde ich gerne über 
einen Pin schalten. Kann ich einen Transistor benutzen und dann die 6 
Leds mit Vorwiderständen parallel an den Transistor hängen? Oder brauche 
ich 6 Transistoren?

Wie sieht es mit dem benötigten Strom für Transistoren im Ruhezustand 
aus? Ich möchte, das die Schaltung jeden Tag für ein paar Minuten 
angeht. In der Zwischenzeit soll sie schlafen und sowenig Strom wie 
möglich verbrauchen. Wieviel Strom fließt durch einen Transistor wenn an 
der Basis kein Strom anliegt?

Wie ihr seht habe ich nicht viel Ahnung. Das ist mein erstes 
Microcontroller Projekt. Über Hilfe würde ich mich sehr freuen.

Viele Grüße

Martin

von Jobst M. (jobstens-de)


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Martin schrieb:
> Direkt an die Pins kann ich die LEDs wohl nicht anschließen, da der
> Controller insgesamt nicht mit mehr als 200 mA belastet werden soll.

Richtig. Aber Du kannst 10 LEDs gegen Masse und 10 LEDs gegen 
Betriebsspannung hängen. ;-)


> Wie sieht es mit Transistoren aus?

ULN2803 - 8 Transistoren für genau solche Zwecke in einem Gehäuse


> Ich habe z.B 6 LEDs für die Kabinenbeleuchtung. Die würde ich gerne über
> einen Pin schalten. Kann ich einen Transistor benutzen und dann die 6
> Leds mit Vorwiderständen parallel an den Transistor hängen?

Wenn der Transistor das schafft. Der ULN 2803 schafft das.


> Wie sieht es mit dem benötigten Strom für Transistoren im Ruhezustand
> aus? [...]
> Wieviel Strom fließt durch einen Transistor wenn an
> der Basis kein Strom anliegt?

Nüscht.


Gruß

Jobst

von Mike J. (emjey)


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Martin schrieb:
> Der Akku ist fest eingebaut.
Du kannst den Akku über eine Ladebuchse aufladen?
Ist es ein 4.1V oder ein 4.2V Akku?

> Direkt an die Pins kann ich die LEDs wohl nicht anschließen, da der
> Controller insgesamt nicht mit mehr als 200 mA belastet werden soll. Wie
> sieht es mit Transistoren aus?
Du kannst kleine N-Kanal MosFETs nehmen, da fließt kein Basisstrom rein.

> Ich habe z.B 6 LEDs für die Kabinenbeleuchtung. Die würde ich gerne über
> einen Pin schalten. Kann ich einen Transistor benutzen und dann die 6
> Leds mit Vorwiderständen parallel an den Transistor hängen?
Ja das geht.

> Wie sieht es mit dem benötigten Strom für Transistoren im Ruhezustand
> aus?
In Ruhe ziehen bipolare und unipolare Transistoren keinen Strom.

> Ich möchte, das die Schaltung jeden Tag für ein paar Minuten
> angeht. In der Zwischenzeit soll sie schlafen und sowenig Strom wie
> möglich verbrauchen.

Hier gibt es einen Artikel der sich damit beschäftigt.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Sleep_Mode
Eigentlich nur eine Aufwachquelle auswählen und dann:
        set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); // Modus auswählen
        sleep_mode();                   // in den Schlafmodus wechseln

von Martin (Gast)


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Mike J. schrieb:
> Du kannst den Akku über eine Ladebuchse aufladen?
> Ist es ein 4.1V oder ein 4.2V Akku?

Ich hatte vor das zugehörige defekte Handy zum Laden zu benutzen. Also 
die Kontakte vom Handy mit Kabeln verbinden und die andern Enden 
entsprechend mit Steckern zu versehen um so den Akku im Flugzeug zu 
laden. Man hat mir allerdings in einem anderen Thread "Pfusch" 
vorgeworfen ;-) Ich bastel mir später dann noch eine entsprechende 
Ladeelektronik. Ob ich dann mit 4,1 oder 4,2 Volt laden muss weiß ich 
noch nicht. Da muss ich mich dann nochmal gründlich informieren.

Jobst M. schrieb:
> ULN2803 - 8 Transistoren für genau solche Zwecke in einem Gehäuse

Das hört sich gut an. Kann ich es auch so machen wie auf der beigefügten 
Skizze? Dann müsste ich nicht extra das Bauteil bestellen.

Mike J. schrieb:
> Hier gibt es einen Artikel der sich damit beschäftigt.
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Sleep_Mode

Vielen Dank, den Link halte ich fürs programmieren im Hinterkopf

Grüße

Martin

von Jobst M. (jobstens-de)


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Martin schrieb:
>> ULN2803 - 8 Transistoren für genau solche Zwecke in einem Gehäuse
>
> Das hört sich gut an. Kann ich es auch so machen wie auf der beigefügten
> Skizze? Dann müsste ich nicht extra das Bauteil bestellen.

Schau Dir einfach das Datenblatt vom ULN2803 an, dann siehst Du auch, 
daß die Verschaltung so nicht ganz richtig ist.


Ich würde allerdings zu der von mir zuerst genannten Verschaltung raten 
- dann benötigst Du keine Transistoren.


Gruß

Jobst

von Michael (Gast)


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Jobst M. schrieb:
> ULN2803 - 8 Transistoren für genau solche Zwecke in einem Gehäuse

Wenn die U_CE_sat noch von der ohnehin schon geringen Oberspannung für 
die Stromstabilisierung abgeht, bleibt gar nichts mehr, um den Strom bei 
sich veränderndem Ladezustand des Akkus irgendwie halbwegs stabil zu 
halten. Ein FET wäre IMHO besser geeignet (oder eine richtige 
Stromstabilisierung).

von Jobst M. (jobstens-de)


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Michael schrieb:
> Wenn die U_CE_sat noch von der ohnehin schon geringen Oberspannung für
> die Stromstabilisierung abgeht

Stimmt, liegt aber ehr an der Darlington-Schaltung. Stimmt. Dann besser 
einen FET.

Oder eben die LEDs direkt an den Controller. 10 gegen GND und 10 gegen 
Ub.


Gruß

Jobst

von Martin (Gast)


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Jobst M. schrieb:
> Ich würde allerdings zu der von mir zuerst genannten Verschaltung raten
> - dann benötigst Du keine Transistoren.

Jetzt hab ich das verstanden. Ich werde es so machen.

Vielen Dank

von Michi (Gast)


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Hallo
Ich habe auch vor das gleiche Modell von Revell mit einem 
Mikrocontroller und smd's zu beleuchten!

Ich habe mal ne frage was für led's bei dem hier besprochenem Modell 
verwendet wurden!

Weil die Größe ja schon ein Problem ist.

Was hast du für Die Landescheinwerfer genommen ?

freundliche grüße

Michi

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