Hi Leute, ich heiße Massi und befinde mich derzeit im Praktikum an der UCT in Südafrika(Kapstadt). Ich studiere Nachrichtentechnik und bin jetzt im 6. Semester. Meine Aufgabe lautet wie folgt: Ein Fluoroszenz Mikrospkop, was von Studenten vor 3 Jahren entworfen wurde und ständig Neuerungen unterzogen wurde soll von mir jetzt ein USB Schnittstelle verpasst kriegen, mit dem LED Streifen angesteuert werden können. Mit Hilfe dieser Funktion können noch hellere und damit schärfere Bilder erzeugt werden. Dimmbar soll das alles auch sein(PWM gesteuert), um Überbelichtung zu vermeiden. Wie immer soll das alles "gut und günstig" realisiert werden. Ich hatte mit Mikrocontroller immer meine Schwierigkeiten, aber meine grobe Idee wäre folgendermaßen: - USB-Stecker auf Platine - verbunden mit USB-Microcontroller - der Controller steuert den Zustand bzw die Hellikeit der LED Streifen mit Hilfe PWM(soll in C++ programmiert werden) Gibt es da schon fertige Lösungen oder sind diese zu teuer?(>20€) Vielen Danke im Vorraus für alle Tipps! Grüße Massi
Soll auch fotografiert werden was im MIkroskop zu sehen ist? Dann ist PWM ne ganz schlechte Wahl, das flimmert dann so unangenehm auf dem Bild. Weil die Fotozellen der Kamera denn eben unterschiedlich Hell bekeuchtet wurden. Die Kamera liest den Sensor ja seriell aus. Ansonsten V-USB Lib und nen AVR, dazu ne Konstantstromquelle die vom AVR gesteuert wird oder ne Konstantspannungsquelle. http://www.obdev.at/products/vusb/index-de.html
Mikrocontroller Module mit PWM und USB bekommst Du z.B. bei Chip45 oder bei Ebay. Dort oft unter dem Stichwort "Arduino". Man könnte auch einfach einen PWM Motor Controller mit USB Anschluss verwenden, denn hast Du was fertiges von der Stange und musst den Mikrocontroller nicht selbst programmieren.
Danke fuer die Antworten. Es sieht folgendermaßen aus: Das Licht ist lediglich dafuer da, dass der vollautomatische Autofokus den passenden Bereich auf der Bakterienkultur findet. Der Vorgang des Fotografieren erfolgt über eine anderes fluoreszenstechnisches System. Ausschaltbar soll es sein, damit beim Vorgang des eigentlichen Fotografierens keine Störungen auf dem Bild entstehen und dimmbar, um den besten Arbeitspunkt für den Autofokus zu finden. An sich spricht gegen eine Konstantstromquelle nicht, ist diese denn auch dimmbar. Welche der Möglichkeiten ist preisgünstiger. V-USB scheint ein super tool zu sein! Kann man damit jedem Microcontroller ansteuern? Danke. Gruß
Hallo! Also bei deiner Form des Mikroskopes ist wahrscheinlich die Variante mit der Konstantstromquelle wesentlich günster. (zumindestens in Mitteleuropa) Und mit dem V-USB kann man jeden Microcontroller problemlos ansteuern. (mir ist nichtmal eine einzige Ausnahme bekannt!) Mehr nützliche Kurzinfo's kannst du hier "http://mikroskop.at/"; nachlesen. LG
> Das Licht ist lediglich dafuer da, dass der vollautomatische Autofokus
Über ne Kamera ? Wenn ja dann wars das auch wieder mit PWM, denn dort
würden auch abgehackte Zeilen, Bilder vorkommen und einen scharfen
Kontrast liefern, der den Autofokus eine scharfe Kannte vorgaukeln
würde.
Hallo Ich hatte vor einiger Zeit mal ein kleines Bastelprojekt bei dem ich mir eine VUSB-basierte Firmware implementierte (ATmega8) welche einerseits die 3 PWM Kanaele nutze und zusaetzlich WS2812 LEDs ansteuert. Zusaetlich dazu gibt es eine GTK basierte HOST Software (laeuft unter Windows und Linux - vorkompilierte binaries sind enthalten) mit welcher man am Farbkreis die Farbe einstellen kann. Die Entwicklung is aber noch nicht abgeschlossen und ist als Betastadium zu versehen. (Moeglicherweise aendere ich zukuenftig das Protokoll) Getestet und implementiert wurde auf dem (fuer das) 16MHz ATmega8 tinyUSBboard Rev.3 ( http://matrixstorm.com/avr/tinyusbboard/ ) Zusaetzlich benoetigen Windowsuser eine installierte GTK Runtime: http://matrixstorm.com/avr/files/gtk2-runtime-2.24.10-2012-10-10-ash.exe Und ggf. die libUSB fuer Windows: http://matrixstorm.com/avr/files/usbasp-windriver.2011-05-28.zip Ich freue mich auf konstruktives Feedback und hoffe dir damit helfen zu koennen.
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Hi Leute, sorry für die späte Antwort, war ein paar Tage verreist und hatte kein Internet. Ich bin echt beeindruckt, wie hilfsbereit die User hier sind. DANKE! Also wir haben nun entschiede beide Möglichkeiten, da so auch für mich der Lerneffekt größer ist(also Konstantstromquelle und PWM) Konstantstromquelle/Konstantspannungsquelle: habe ich mal eine Schaltung hochgeladen, die so, wie sie abgebildet auch funktioniert. Widerstand entpricht den LED Stripes und einmal in ww=warmwhite und einmal ind cw=coldwhite. Wenn ich die 24Volt Grundversorgung nun variiere ändert sich ebenfalls die Helligkeit der LED. Dies funktioniert im Moment auch nur, da ich einen Spannungsgenerator habe. Fragen: - Wie würdet ihr die Dimmung nun realisieren? Per drehbaren Poti? Eigentlich soll die Einstellung über den PC laufen. - Was für eine Konstantstromquelle brauche ich? Es fließen 60mA durch die LED Stripes. Kann ich mir selbst eine bauen, wenn ja welche Form würdet ihr mir empfehlen(Stromspiegel, JFET, BTR ...) PWM: Ich habe hier ein Arduino UNO Board liegen. Kann ich damit das PWM Signal erzeugen und an den Gateeingang schicken? Wie würdet ihr da die Änderung des DutyCycles realisieren? Genial wäre eine Regler am PC.
Na wenn du jetzt wieder PWM aufs Gate legst, dann werden die LED STreifen ja wieder heller und dunkler. Das wollten wir ja nicht wegen der Kamera. Da du ja LED Streifen hast brauchste Konstantspannung. Die einfachste Lösung ist ein LM317, der braucht ja nen Spannungsteiler als Feedback. Der Spannungsteiler Widerstand an Masse wird durch mehrere ersetzt die durch Transistoren von einem prozessor ein und abschaltbar sind. -> schon ahste eine per USB einstellbare Spannung und LED Helligkeit. Im Datenblatt ist das auch so beschrieben. http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nationalsemiconductor/DS009063.PDF dierekt die erste Seite unten rechts. Natürlich kannste auch mehr Transistoren nehmen.
> Die einfachste Lösung ist ein LM317, der braucht ja nen Spannungsteiler > als Feedback. > Der Spannungsteiler Widerstand an Masse wird durch mehrere ersetzt die > durch Transistoren von einem prozessor ein und abschaltbar sind. > -> schon ahste eine per USB einstellbare Spannung und LED Helligkeit. Das würde doch aber heißen, dass keine stufenlose Regelung möglich ist, da die Widerstände ja physikalische auf die Platine müssen oder?
Massi Jabbari schrieb: > Das würde doch aber heißen, dass keine stufenlose Regelung möglich ist, > da die Widerstände ja physikalische auf die Platine müssen oder? Es gibt praktisch keine stufenlose Regelung. Ich habe aber auch schon gesehen, dass der lm317 mit Pwm gefüttert wurde.
Mit PWM haste auch keine Stufenlose Auflösung, sondern meißt 8bit. Die Transistorvariante lässt sich ja auch auf 8bit ausbauen. Ist dann ne schöne Rechenübung die Widerstände zu berechnen ;)
Wenn man ein PWM Signal durch einen R/C Tiefpass schickt, bekommt man eine analoge Spannung, mit der man die LED's versorgen kann. Im Prinzip könnte es so gehen:
1 | MOSFET |
2 | LED-Stripe |
3 | 10k ||------|<|--|<|--|<|--|<|---o 24V |
4 | PWM Signal 5V o---[===]---+----+----|| |
5 | | | ||---+ |
6 | 10µF === |~| | |
7 | | |_| 1M | |
8 | | | | |
9 | GND GND GND |
Der R/C Filter wandelt das PWM signal in eine analoge Spannung um von 0-5V um. Der MOSFET wandelt die Spannung in einem Strom um. Der 1M Pull-Down Widerstand sorgt dafür, dass das Licht sicher aus geht, wenn der Mikrocontroller (PWM Ausgang) nocht nicht initialisiert (hochohmig) ist. Jetzt brauchst Du nur noch einen MOSFET, der bei 5V den gewünschten Strom liefert. Oder du nutzt einfach nicht den vollen Spannungsbereich aus. Der IRL530N liefert zum Beispiel bei 2,5 Volt ungefähr 1 Ampere. Achtung: Bei steigender Temperatur sinkt der Strom, was eventuell sogar erwünscht ist. Die Schaltung lässt sich ggf. um einen Regelkreis erweitern, um die Helligkeit auch bei temperatur-Schwankungen stabil zu halten. Ein konstanter Strom alleine reicht dazu nicht, da die LED's ja auch temperatur-abhängig sind.
Was ich noch vergessen hatte: Während der Entwicklung würde ich für die 24V ein Labornetzteil mit einstellbarer Strombegrenzung verwenden. Später im betrieb sollte eine einfache Schmelzsicherung in Reihe zum LED Stripe reichen. Und noch ein Nachtrag: Falls Du vor hast, mehrere MOSFETS zu verwenden, dann bedenke, dass jeder Trasistor eine etwas andere U/I Kennlinie hat. Du musst dann für jeden Transistor individuell ermitteln, bei welchem PWM Wert der gewünschte Strom fließt.
Stefan schrieb: > Wenn man ein PWM Signal durch einen R/C Tiefpass schickt, bekommt man > eine analoge Spannung, mit der man die LED's versorgen kann. Im Prinzip > könnte es so gehen: Heißt dass, dass ich im eine Wechselspannung habe, die jedoch nicht ins Negative geht. Warum soll bei dieser Variante keine flickering entstehen? Oder dadurch, dass aus einem Rechteck ein Sinus wird wird flickering verhindert?
> Heißt dass, dass ich im eine Wechselspannung habe Nein, hinter dem R/C Tiefpass erhälst Du eine Gleichspannung, dere Höhe dem PWM Steuerwert entspricht. Die LED's flackern nicht, weil du eine einigermaßen stabile Gleichspannugn hast und nach dem Transistor hast du eine stabilen Gleichstrom. Der Tiefpass macht aus den PWM Impulse eine Gleichspannung. Lies das: http://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation#AD-Wandlung_mit_PWM
Generell sind Leds nicht wirklich geeignet um gute Bilder mit einem Mikroskop zu erstellen... Bei weißen Leds ist das Spektrum nicht durchgehend, daher werden die Farben nicht richtig wiedergegeben. Normalerweise werden daher spezielle Halogenlampen mit UV Filter zur Beleuchtung verwendet...
> MOSFET > LED-Stripe > 10k ||------|<|--|<|--|<|--|<|---o 24V > PWM Signal 5V o---[===]---+----+----|| > | | ||---+ > 10µF === |~| | > | |_| 1M | > | | | > GND GND GND > Hi Stefan, ich habe diese Schaltung aufgebaut und es funktioniert!!! Danke erstmal dafür. Jetzt hätte ich aber doch noch eine Frage. Im unteren PWM Breich bin ich doch im Ugs<Uth (subtreshold)Bereich was eigtl nicht sein soll. Muss ich nicht befürchten, dass der MOSFET zu viel Saft abkriegt?
Ohne die Frage des Fragers direkt ^^ hier drüber beantworten zu können, weise ich darauf hin, dass du bei der Lösung mit dem LM317 auch anstatt eines Potis oder einer Widerstandsmatrix, ein digitales Poti verwenden kannst.
Schai ins Datenblatt des Transistors, da wird drin stehen, welche Spannung er am Gate verträgt. Meines Wissens nach liegt die Grenze immer weit über 5V. Du musst nur noch austüfteln, welche PWM Werte ein nutzbares Ergebnis produzieren. Freilich muss der Transistor ausreichend gekühlt werden.
Angehängte Dateien:
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LED_control.JPG
71 KB -
LED_control_exe.JPG
17 KB -
LED_control_plot.JPG
160 KB -
2013-10-02_10.54.33.jpg
1,4 MB
Hallo, also um mich allen, die mir versucht habe dankbar zu erweisen möchte ich ein Zwischenstand meines Projektes posten, was vielleicht dem ein oder anderen in Zukunft helfen könnte. Ich habe mir für die Kontantspannungsquell-Variante entschieden und zwar mit dem Spannungsregler lm317. Ziel war es 3 verschiedene Zustände zu erreichen: Helles, gedimmtes und kein Licht. Die Digitalen Signale werden mit einem ArduinoBoard an die Gateeingänge der Mosfets gesendet. Zu Berechnung der Widerstände des LM317 haben mir folgende Seiten geholfen. http://www.dieelektronikerseite.de/Tools/LM317.htm http://www.sengpielaudio.com/Rechner-parawid.htm Um die LED über den PC anzusprechen, hab ich ein kleines exe Programm geschrieben, das hervorragend funktioniert.
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