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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Farbmischer (Phillips LivingLight) mit Logikbausteinen


Autor: Lennart Irgendwas (brutzelatze)
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Tach gesacht!

Nun hab ich es auch mal endlich geschafft mich anzumelden und habe 
gleich einmal die erste Frage.
Fuer ein Labor in meiner FH sollen wir eine Schaltung aus Logik 
Bausteinen entwerfen. Restriktionen sind: Nicht zu viel eigentlicher 
Analog Kram und keine programmierbaren Bausteine ausser GALs oder 
aehnliches.
Wir hatten die Idee so ne Art LivingLight von Phillips nachzubauen. Also 
drei Hochleistungs LEDs (rgb) ansteuern und durch ein digital 
Drehimpulsgeber den Farbkreis abklappern.
Der Schaltplan ist soweit erstmal entworfen, allerdings mit dem Problem 
das die PWM fuer die LEDs sich linear mit drehen am Drehgeber 
veraendert.
Jetzt zur eigentlich Frage: Wenn ich die LEDs untereinander Linaer 
ansteuer also heller und dunkler machen, sollten sich die Farben doch 
eigentlich ganz normal und fuer das menschliche Auge ersichtlich 
veraendern oder?
Wie kann ich mit logik Bausteinen jetzt noch die Helligkeit aller LEDs 
gleichzeitig veraendern. Koennte ich die Versorgungsspannung der LEDs 
auch als PWM an die Treibertransistoren loslassen und wie mache ich das 
diese dann logarithmisch ist? Gibt es logartihmische Zaehler ICs?

Hoffe man kann mir hier weiter helfen. Bei Bedarf stell ich gerne mal 
meinen groben Schaltungsentwurf online. Dann kann der auch gleich noch 
was Kritik abbekommen.

Besten Dank schonmal und schoene Gruesse,

Lennart

Autor: Bob (Gast)
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Jede LED(-Farbe) kriegt ihre eigene PWM. Das unabhängig verändern ist 
also nicht das Problem, der PWM-Schaltungsteil wird einfach dreimal 
identisch aufgebaut.
Die Erzeugung der PWM-Vorgaben ist da eher problematisch. Drei getrennte 
R, G, B drehgeber? Kein Problem.
Ein Farbkreis-Drehregler (+ Helligkeit + Sättigung) würde aber eine 
HSV->RGB Umrechnung erfordern, die wiederum eine ganze Tüte TTL-Chips...

Was soll Sinn der Übung sein? Euch vor augen zu führen, wieviele kg 
Logik-Chips man heute durch einen kleinen µC für <1€ ersetzen kann? ;)

Autor: Lennart Irgendwas (brutzelatze)
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Hehe ja uns ist doch schon schnell aufgefallen dass das ganze mit 
Programmierbaren Kloetzchen sehr viel einfacher sein wuerde. Das Projekt 
haben wir uns ausgedacht. Wollten halt was haben was nicht in der 
dunklen Schublade wie die kleine Digitalampel oder die Digitaluhr 
verschwindet, sondern etwas was man dann auch benutzen kann. Tolle Idee 
ich weiss ... ^^

Ich hab mir das bisjetzt so gedacht, das ich mit dem Drehpoti einen 8bit 
Zaehler "hochzaehle" und dieser dann nach ein wenig Logik drei 4bit 
Zaehler enabled und diese hoch oder runter zaehlen laesst. Der erste 
Zaehler schaltet so nach 16 takten (16 mal am Drehgeber gedreht) 
zwischen den anderen Zaehlern hin und her. Die hinteren Zaehler gehen 
dann an einen 8bit Komparator mit einem weiteren Zaehler der einen 
Quartz als Takt hat. Nach einem RS Flip, (S angesteuert durch den 
Ueberlauf des mit Takt versorgten Zaehler / R angesteuert vom 
komparator) wodurch dann jeweils ne PWM entsteht die von nem Transistor 
verstaerkt wird. Diese ist nur dummerweise linear :(
Um das ganze nicht in kg Logik ICs enden zu lassen hatten wir vor nen 
grossen GAL zu programmieren ... aber darueber muessen wa uns noch 
Gedanken machen ^^

Was ist den eine HSV-RGB umrechnung? also rgb krieg ich noch auffe Kette 
aber HSV?

Autor: Bob (Gast)
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Lennart Irgendwas schrieb:
> Was ist den eine HSV-RGB umrechnung? also rgb krieg ich noch auffe Kette
> aber HSV?

http://de.wikipedia.org/wiki/HSV-Farbraum

Für einen "natürlich" aussehnden Farbwechsel drehst du am H-Wert (Winkel 
im Farbkreis). Verstellbarkeit für S ist noch nice-to-have und V fürs 
Abdunkeln auch nicht verkehrt.

Ist ein CPLD noch innerhalb der Regeln?

Oder ein EPROM? Ist zwar programmierbar, würde aber nur als große 
Tabelle genutzt.

Autor: Lennart Irgendwas (brutzelatze)
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Denke das mit dem HSV mache ich bereits ... wenn ich das richtig 
verstanden habe.

Die Zähler für die PWM wollte ich wie folgt ansteuern, ausgegangen von 
der roten LED bei 100% Leistung, jeweils in 16 linearen Schritten:
                                                  entstehende Farbe:
wenn rot=100%  geht grün von 0 auf 100% hoch           rot->gelb
wenn grün=100% geht rot runter auf 0%                 gelb->gruen
wenn rot= 0%   geht blau von 0 auf 100% hoch          gruen->PurPur
wenn blau=100% geht grün runter auf 0%               PurPur->blau
wenn grün=0%   geht rot von 0 auf 100% hoch           blau -> lila
wenn rot=100%  geht blau auf 0% runter               lila -> blau
dann wird der erste Zähler geresettet und das ganze geht von Forne los.

CPLD müsste nach Wikipedia eigentlich noch in Ordnung sein. Ne GAL 
dürfen wa auf jedenfall benutzen und ein CPLD ist das ganze ja mit nur 
mehr verschiedenen Gattern bzw FlipFlops oder? Weiß nur nicht ob wir die 
nötige Hardware zum beschreiben haben. Werd ich mal in Erfahrung 
bringen.

EPROM glaub ich wär nicht mehr ok, aber ich werd mal fragen bzw. mich 
mal bei wikipedia erkundigen was die Dinger eigentlich so können. Kenn 
die nur unter dem blanken Begriff "Speicher" ^^

Autor: Lennart Irgendwas (brutzelatze)
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Also wie es mir scheint muss man tatsaechlich das ganze logarithmisch 
und nicht linear machen ... Jemand ne Ahnung wie ich ohne EPROM und 
riesen Zaehler logarithmisch zaehlen kann?

Autor: MaWin (Gast)
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Da die Farbauswahl nur auf einer Achse erfolgt, folgt draus daß eine 
Elektronik auch nur von einer abhängigen Variablen gesteuert werden 
muss:

      grün
rot \  /\  / blau
     \/  \/       ^
     /\  /\   Helligkeit
    /  \/  \
Ansteuerspannung

So was lässt sich mit Analogtechnik superprimitiv mit nur einem LM324 
aufbauen (ein Komparator jeweils für rot, grün blau und einer als 
Dreieck-Oszillator).

Da ein Dreieckgenerator eine ansteige und eine abfallende Flanke hat und 
man die gut mit einem Poti im Verhältnis regeln kann, kann man auf der 
fallenden Flanke alle LEDs ausschalten um die Gesamthelligkeit 
abzusenken.

Wer das mit GAL, CPLD, EPROM oder einem Haufen Logikchips aufbaut, hat 
zumindest gegenüber unserer chinesischen KOnkurrenz schon verloren.

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