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 WS2812LEDs 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.
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.
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.htmhttp://www.sengpielaudio.com/Rechner-parawid.htm
Um die LED über den PC anzusprechen, hab ich ein kleines exe Programm
geschrieben, das hervorragend funktioniert.
