Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Aquarienbeleuchtung


von Hans M. (hans_m64)


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Hallo zusammen,

ich bin ein absoluter Neuling in Bezug auf Lichtsteuerung. möchte aber 
mein Aquarium mit einem Lichtverlauf über 24 Stunden mit LEDs 
beleuchten.
Das bedeutet von Sonnenaufgang (rötlich) Mittag (volles 
Spectrum)Sonnenuntergang (rötlich) bis Nacht (blau /weiss gedimmt).
Ich möchte dafür kein Vermögen ausgeben wie es im Handel für 
Aquarientechnik verlangt wird.
Meine Idee währe RGB Leisten mit einem Gerät welches über eine 
DMX-Software programmiert wird anzusteuern.
Wie währe so etwas möglich und welche Steuerelemente benötige ich.
Ich hoffe daß ich hier richtig bei euch bin und ich Hilfe bekomme.
Im voraus vielen Dank

Hans

von deathfun (Gast)


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Hallo Hans,


wenn du dein Projekt nüchtern betrachtest ist es gar nicht so komplex.
Vielleicht etwas fummelig für ganz ungeübte.



Du möchtest LEDs Dimmern, also PWM. Da du gerne Farben durchlaufen
möchtest und dein Band aus RGB LEDs besteht benötigst du 3 x PWM. Die
meisten Atmel Uc bringen das auch von Haus aus mit. An die PWM Ausgänge 
legst du noch entsprechend kräftige Transistoren oä. und der Teil ist 
abewickelt.

Nun soll morgens und abends etwas passieren, dh. benötigst eine Uhr. Der
Einfachheit halber zB. ein DCF Modul, natürlich gibt es hierzu noch
viele andere Lösungswege!
(Mein Favorit wäre hier auf das DCF Modul zu verzichten und die Uhr mit
dem Uc zu realisieren. Da du die Uhr auch mal stellen oder an die
Jahreszeit anpassen möchtest, ein kleines einzeiliges Display mit 3
micro Schaltern. Auch hierzu gibt es schon reichlich im Forum)

Nun musst du nur noch wissen, dass LEDs idr. keinen linearen
Helligkeitsverlauf haben, dazu gibt’s hier im Forum aber auch schon eine
sehr schöne Liste die du fast einfach übernehmen könntest.





Zusammengefasst:
Nimm einen uC + Grundbeschaltung. Verbinde ihn mit Transistoren (Achte 
auf PWM Ausgänge, sonst musst du extra eine Software PWM schreiben). 
Wähle eine Lösung für die Uhrzeit (ich mag die „kleines Display“ Lösung) 
und beachte den Helligkeitsverlauf der LEDs. Für das meiste brauchst du 
nur die Suchfunktion bemühen :)



Nur EIN Vorschlag!



Gruß
Deathfun

von Thomas L. (ics1702)


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RGB LEDs werden aber nur für den Süßwasser-bereich reichen. Bei 
Salzwasser mit Korallen wirst du einfarbige LEDs mit höherer Leistung 
benötigen.




Gruß Thomas

von Electronics'nStuff (Gast)


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Hast du Zeit oder muss es innerhalb von einem halben Jahr laufen?

von Hans M. (hans_m64)


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Hallo deathfun,
danke für die schnelle Antwort aber leider kein Wort verstanden - 
Anfänger.
Was ist Atmel Uc, PWM, DCF ?
Das Ding soll zusammengesteckt oder als Bausatz gelötet werden über eine 
Schnittstelle Programmiert werden können und dann von selbst ohne PC 
laufen.
Ich dachte z.B an DMX-Control plus entsprechender Hardware(welche wird 
benötigt?) und alles sollte in Absehbarer Zeit laufen.

Danke

Hans

von Hans M. (hans_m64)


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Hallo Thomas,
es geht um ein Malawiaquarium mit aufgesetztem Palludarium
das Becken wird z.Zt. schon mit weissen LED-Leisten beleuchtet - für 
Seewasser reichen normale LEDs (noch) nicht da hast du recht

Gruss

Hans

von Hans J. (step_up_mosfet)


Angehängte Dateien:

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Ich glaube nicht dass diese LED-Stripes genug Leistung haben.


Es gibt recht leistungsstarke LEDs, da sind gleich drei Farben (rot, 
grün, blau) drin und sie können gut gekühlt werden.
Jede LED-Farbe würde ich mit maximal 10W ansteuern.

http://www.ebay.de/itm/50W-Watt-SMD-RGB-LED-Lamp-Bright-Light-High-Power-bulb-Chip-/110993794020?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item19d7bee3e4
1 Stück der 50W LED kostet 13,55 Euro

Man kann auch noch zusätzlich weiße oder warmweiße LEDs nutzen um das 
Aquarium auszuleuchten.

http://www.ebay.de/itm/5pcs-High-Power-Super-Bright-Integrated-LED-Light-Bulb-Beads-10W-Lamp-Pure-White-/350673830360?pt=US_Light_Bulbs&hash=item51a5ca01d8
5 Stück der 10W LEDs kosten 6,60 Euro

Als Kühlkörper kann man eine Aluleiste nutzen oder auch CPU Kühlkörper 
wie ich sie gerne nutze, die Oberflächen werden vorher jeweils mit 
Spiritus oder Isopropanol gesäubert, mit Schleifpapier angeraut und noch 
mal gesäubert, dann verklebe ich die LED mittels einfachem 
Sanitär-Silikon mit dem Kühlkörper und drücke es so fest dass eine sehr 
feste Verbindung entsteht. (die LED ein bisschen hin und her ruckel 
damit das Silikon beiseite gedrückt wird und der Metallboden direkten 
Kontakt mit dem Kühlkörper hat)

Das sieht dann in etwa so aus als ob man die LED mit einem Kaugummi an 
den Kühler geklebt hat. (siehe Anhang)
Bei der anderen Methode muss man in das Alu ein Loch bohren, ein Gewinde 
hineinschneiden und die LED dann mit einer passenden Schraube 
befestigen, das bekommen die Leuten dann aber meist nicht hin.

Zur Ansteuerung würde ich einen AVR und die Transistoren + Widerstände 
auf eine normale Lochrasterplatine löten, dazu ein blaues 16x2 LCD und 
ein DCF-Modul damit man die Zeit nicht selbst einstellen muss.

Du kannst allerdings auch eines dieser Arduino-Boards mit den 
verschiedenen Aufsätzen nehmen, das sollte dann fast ohne löten gehen 
und eine gute Programmierumgebung und Tutorials sind auch da.

von Stefan (Gast)


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Aquarien haben meines Wissens nach spezielle Lampen (meist 
Leuchtstoffröhren) mit einem besonderen Spektrum, damit die (richtigen) 
Pflanzen wachsen.
Möchtest Du das bei Deiner Beleuchtung berücksichtigen oder hast Du nur 
Plastik Pflanzen?

von Hans J. (step_up_mosfet)


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Das mit dem Lichtspektrum haut schon hin, die Wellenlängen liegen gut im 
Bereich der zwei Chlorophyllsorten.
Es wird von den LEDs keine UV-Strahlung hergestellt, aber die wird ja 
auch nicht benötigt.

von Oliver R. (f3i3rfly0r)


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Malawi Buntbarsche bedeutet Du hast keine Pflanzen, möchtest unter 
Wasser also nur die Fische sehen? Paludarium meint, über Wasser hast Du 
Pflanzen und die sollen genug Licht zum wachsen haben, Du möchtest aber 
nicht ständig gärtnern?

Dann solltest Du falls Du nicht Wellenreflexe haben möchtest u.U. bei 
den Stripes bleiben, per PWM (PulsWeitenModulation, Du schaltest die 
LEDs in einer Frequenz ein und aus, so dass es nicht mehr sichtbar 
flimmert aber dunkler wird) dimmen.

Nachdem wir hier über allen Becken zig Watt (Insgesamt 400W) T5 Röhren 
hatten habe ich kürzlich alles auf LED beleuchtung umgebaut (Insgesamt 
ca70W), allerdings dimme ich (noch) nicht. Bei höheren Becken habe ich 
eine mit knapp 2W betriebene 3W High Powerled ca alle 20-30cm mittig 
angeordet (Kaltweiss) da bei grösserer Wassertiefe bodendeckende 
Pflanzen sonst zu wenig Licht abbekommen.

Bei allen Becken ist vorne 1cm hinter der Scheibe einen LED Stripe 
Kaltweiss, der sorgt dafür, dass die Farben der Fische gut rauskommen 
und im hinteren dritte 1-2 Stripes Wamweiss, der Verlauf der Lichtfarbe 
von Vorne nach hinten lässt das Becken tiefer wirken. Bei bis 25 cm 
echter Wassertiefe reicht das auch dicke. Becken die mehr Stelltiefe 
haben sind dann noch zusätzliche Stripe Inseln verteil, da wo es was 
heller sein soll.

Die Fische nehmen die unterschiedlichen Lichtbereiche gegenüber dem sehr 
Flächigen Röhrenlicht gut an, viel weniger gestresst. Der Stripe von 
vorne lässt Glanzschuppen und Zeichnungen perfekt herauskommen.

Die Kaltweissen Stripes hängen an Relais, welche erst 2 Stunden nach der 
Zeitschaltuhr einschalten und die Konstantstromquelle für die 
HighpowerLEDs ist mikrocontrollergesteuert und schaltet noch eine Stunde 
später ein.

Der Microcontroller soll irgendwann mal alles steuern aber dafür, das 
umzusetzen, habe ich im Moment keine Zeit.

Schön bei den LEDs finde ich die Modularität, Du könntest z.B. das 
Hauptlicht aus HighpowerLEDs weiss, zusätzlich die Morgendämmerung aus 
roten HighpowerLEDs und die nachtbeleuchtung aus blauen Stripes machen.
Denk aber daran, das Pflanzen eine dunkelphase brauchen, um langfristig 
schön zu bleiben, also nicht zuviel Vollmond...

Der Autor von  Konstantstromquelle fuer Power LED schreibt er würde 
Fertigmodule verkaufen...

Gruß

Oliver

von Oliver R. (f3i3rfly0r)


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Stefan schrieb:
> Aquarien haben meines Wissens nach spezielle Lampen (meist
> Leuchtstoffröhren) mit einem besonderen Spektrum, damit die (richtigen)
> Pflanzen wachsen.
> Möchtest Du das bei Deiner Beleuchtung berücksichtigen oder hast Du nur
> Plastik Pflanzen?

Hersteller bauen teurere Lampen, mit schlechteren Lichtausbeuten und 
nicht so günstigem Spektrum und verkaufen sie für ein Vielfaches von 
Dreibandenröhren, um dadurch reich zu werden...

von deathfun (Gast)


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Hallo  Hans,

du hast natürlich recht, es waren recht viele Elektronik Begriffe in 
meinem Posting. Ich schlüssele kurz auf:

Atmel uC: Mit der Abkürzung uC sind hier im Forum generell 
Mikrocontroller gemeint. Eigentlich wäre µC (oder MCU) passender, doch 
das Zeichen hat niemand auf der Tastatur. Atmel ist ein Hersteller der 
gleich eine nette Entwicklungsumgebung (AVR Studio) kostenlos zur 
Verfügung stellt. Wie du schon festgestellt hast muss dieser noch über 
ein Programmiergerät mit dem PC ein (selbstgeschriebenes) Programm 
bekommen. Günstige Programmiergeräte mit einer ISP Schnittstelle bekommt 
man an vielen Ecken.

Bei der PWM, der wie weiter oben beschriebenen Pulsweitenmodulation, 
werden vereinfacht gesagt Impulse mit voller Spannung aber variabler 
Breite an die Last gelegt. Quasi die LED alle x ms für y ms 
eingeschaltet. Das ganze passiert so schnell das du das Theoretische 
flackern nicht sehen kannst.

Mit DCF (genauer DCF77) sind Funkuhrmodule gemeint. Der Sender müsste 
irgendwo bei Frankfurt stehen (meine in Mainhausen oder so) und versorgt 
Deutschland und Teile von Europa mit der „Gesetzlich“ geltenden Uhrzeit.

So wieder zur Umsetzung:
Ich würde die Schaltung zunächst auf einer normalen Lochraster Platine 
aufbauen da du wirklich nicht viele Bauteile brauchst. Lochraster 
bedeutet du musst Löten.
Anleitungen und Beispiele zur Grundbeschaltung eines uC findest du im 
Wiki oder über die Suchfunktion. Sie besteht nur aus wenigen Bauteilen.

Zur PWM findest du ebenfalls im Wiki und über sie Suchfunktion 
Programmbeispiele und Schaltungen für nahezu jeden uC der hier im Forum 
mal im Gespräch war. Theoretisch nur ein Wiederstand und ein zB 
Transistor pro Farbe. Was für einen Transistor für dich in Frage kommt 
können wir klären wenn du ungefähr weißt wie viel Leistung du schalten 
musst.

Ein einmal Programmierter uC läuft dann ohne PC. Damit du die Parameter, 
zb die Zeiten wann er was Dimmen oder einschalten soll, einfach ändern 
kannst solltest du ein Display mit ein oder zwei Zeilen nehmen. Die 
bekommst du bei vielen Läden für ca 15€. Es gibt (ja ebenfalls im Wiki 
:) schon viele Programm und Schaltungsbeispiele für diverse Display 
Controller. Am besten suchst du dir ein Display das hier schon einmal 
behandelt wurde.


Tja und den Rest kannst du deiner Phantasie überlassen.  :)
Jeder fängt mal klein an. Bedenke aber das das Thema grundsätzlich 
komplex ist. Wenn du alles in zB einem Monat fertig haben willst musst 
du dich schon sehr reinhängen.




Fast vergessen, die DMX Geschichte. Wenn ich mich nicht irre ist „DMX“ 
eigentlich nur ein Protokoll. Bedeutet, wenn du die LEDs mit DMX steuern 
wollen würdest, bräuchtest du erste eine Steuereinheit die das Verhalten 
des Aquariums definiert.
Zusätzlich zu der Steuereinheit brauchst du noch je Lichtkomponente 
einen DMX Receiver, der das Protokoll auswertet und die LEDs steuert 
(Dimmt).

Die uC Lösung enthält beides in einem, also das Verhalten und die 
Ansteuerung in einem Stück.
Programm -> uC -> LEDs ansteuern.

Die DMX Lösung besteht theoretisch aus:
DMX Programm -> DMX Sender -> Übertragung ->DMX Empfänger -> uC -> LEDs 
ansteuern.

Es mag sein das die Suchfunktion dir mehr Informationen Richtung DMX 
liefern kann, ich habe damit bisher nur wenig Kontakt gehabt.



Am besten gibst du die Begriffe von oben mal in die Suche ein und guckst 
dir die Beiträge mal durch. Eventuell kannst du dann einschätzen in 
welche Richtung es geht. LEDs mit PWM ansteuern ist schon eine der 
einfachen Übungen. Generell zum Thema uC Programmieren gibt es das VAR 
Tutorial hier im Forum. „Mal eben“ ist eigentlich nicht drin, man muss 
sich etwas damit beschäftigen.

Die oben erwähnten Arduino’s: Hm ich persönlich(!) mag die Dinger nicht 
sonderlich.





Hast du dich inzwischen für spezielle LEDs entschieden?
Soll alles auf einmal gesteuert werden oder Bereiche?
Zeitrahmen?




Gruß
Deathfun

PS: oha. Ist wieder viel zu viel geworden... sorry :)

von Hans M. (hans_m64)


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Hallo Deathfun,
dein letztes Posting war nicht zu ausführlich sondern passend für einen 
(noch) DAU wie mich. Du hast mir über das Wochenende ein wenig Arbeit 
gegeben zum  googeln und lesen.
Ergebniss: wenn ich noch dieses Jahr Licht haben möchte und mir alles 
aneignen möchte muss ich meinen Job aufgeben.
Das heist für mich erstmal eine vorkonfektionierte Lösung nachbauen und 
das Programmieren und entwerfen von Schaltungen "nebebei" mir 
Anzueignen.
Beim googeln ist  mir der Leuchtmuff (leuchtmuff.de) über dem Weg 
gelaufen, er entspricht in etwa deinem ersten Vorschlag und er hat auch 
sogar ein GUI womit auch die Farbmischung erst einmal einfacher geht und 
alles open source.
Er hat zwar keine direkte Schnittstelle zum PC - die Daten kommen über 
eine SD karte auf den Chip - aber so etwas müsste aber auch relativ 
einfach nachzurüsten sein.
Der Schaltplan ist für mich auch noch schwer zu verstehen , vorallem da 
manche Verbindungen irgendwo aufhöhren oder zusammengeführt werden was 
so eigentlich nicht sein kann - ich vermute es ist nur eine 
Vereinfachung der Zeichnung.
Um aber auch einen Einstieg in uC Programmierung zu kommen dachte ich 
dass das Startset von ullihome.de nicht schlecht wäre und dieses auch 
recht nützliche Softwarebeigaben hat.
Ich hoffe da liege ich nun nicht mehr ganz so schief wie am Anfang.
Bitte korrigiere mich wenn ich falsch bin - Hilfe nehme ich gerne an 
auch weil ich so schnell nicht aufgeben möchte.

Vielen Dank auch an alle die bisher auch ihren Beitrag geleistet haben

Grüße

Hans

von Stefan E. (stefan_e52)


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Also ich kann den Leuchtmuff nur empfehlen, lässt sich sogar auf 
Lochraster aufbauen (habe ich gemacht, allerdings fertiges Modul mit 
ATMega128) und passt selbst dann noch in das Gehäuse. Das Einzige, was 
von mir noch modifiziert werden musste, war die I2C-Kommunikation zum 
DS1302, da kam bei mir nur Schrott an. Ansonsten ein wunderbares 
Projekt, vorallem, weil der Quellcode offen ist und man so auch seine 
eigenen Ideen mit einbauen kann.
Ich leuchte mein 300L-Becken mit 2 der vorgeschlagenen Leuchtbalken aus, 
reicht völlig und Pflanzenwachstum ist überhaupt kein Thema (was bei 
Malawis sowieso eine untergeordnete Rolle spielt).

An dieser Stelle noch ein herzliches Dankeschön an Oliver Schwaneberg 
für sein tolles Projekt.

Gruß Stefan

von Chris (Gast)


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Unabhängig von der Beschaltung brauchst du für Malawibecken, die ja 
naturgemäß zu den größeren Exemplaren zählen sollten, aber ganz schöne 
Brüller an RGB-Stripes. An welchen Typ in welcher Menge hast du bei 
welcher Größe gedacht?

von Hans M. (hans_m64)


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Hallo zusammen,
da bereits mehrmals die Frage aufgekommen ist welche LEDs ich verwende 
oder verwenden möchte erst einmal Grundlegendes:
Das Becken hat die größe 150x50x50cm und der Aufbau ist 70cm hoch.
Z.Zt verwende ich 3 Leisten mit SMD kaltweiß ca. 80st pro Leiste wobei 2 
Leisten auf den Glasstabilisatoren vorn und hinten und eine oben 
angebracht ist. Mit Pflanzenwachstum gibt es kein Problem im Becken, 
oben ist es noch unbepflanzt mal sehen was kommt - Orchideen für meine 
Frau oder so.
Es soll dann auch alles Geschlossen werden wegen der Feuchtigkeit.
Geplant ist eine Aufstockung oder Komplettumstellung auf Nichia LED mit 
den Superflux und Multibarleisten von leds.de oder den Wasserdichten 
Modulen.Da die RGB nicht so hell sind?? werden sie vieleicht zuerst zu 
den bestehenden dazugelegt für den Effekt und wenn ich weiß wie hell sie 
wirklich sind wird es angepasst. Ich gehe mal von je 2 Leisten RGB und 
weiss für unten und oben aus d.H. insgesamt je 4 Stück.
An Stefan - welche vorgefertigten Module hast du verwendet und welche 
Änderungen hast du vorgenommen?  Ich habe mir jetzt mal bei Reichelt den 
vorgegebenen Warenkorb bestellt mal sehen wann es kommt und dann mal 
Teil für Teil auf Lochraster aufbauen.
Gru?

Hans

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