LED im Herzschlag Takt

frankie · Mo, 15.03.10, 11:13

Hallo zusammen,

ich möchte mich erstmal kurz vorstellen. Ich bin Mechaniker, 36 Jahre alt, heise Frank und komme aus der Nähe von Göttingen.
Mit Elektronik habe ich recht wenig zu schaffen, deshalb suche ich hier um Rat.

Mein "Problem" bei dem ich Hilfe suche sieht wie folgt aus.
Ich möchte mit 5-6 LED´s einen Herzschlag nachstellen.
Das Ganze sollte wie im Anhang aussehen.

Es sollte mit max 12Volt gespeist werden und vorallem nicht besonderst viel kosten.
Ich hoffe so etwas ist zu realisieren.

Vielen Dank

Frank

Borax · Mo, 15.03.10, 12:55

Hallo frankie,
welcome on board!

vorallem nicht besonderst viel kosten.

Das ist ein sehr relativer Begriff... Ähnlich wie die max. 12V. Am einfachsten wäre es das mit einem kleinen µC (ATTiny) zu realisieren. Die kosten so ca. 1€ und laufen bei einer Spannung zwischen 3V und 5.5V. Soll das Ganze Batteriebetrieben sein?
Dann 3 AA Zellen verwenden (die gibt es billig). Sollen die 5-6 LEDs alle gleichartig Deinem 'Helligkeitsverlauf' folgen?
Wie viele davon willst Du bauen?
Prinzipiell kann man so was mit Kosten unter 5€ realisieren.
Es gibt aber zwei Gründe, warum es ggf. um einiges teurer wird:
1. Gehäuse und sonst. 'Schönheitsgründe'
2. Die µCs müssen programmiert werden. Falls kein Programmer zur Verfügung steht, kommen nochmal 'Einmalkosten' von 5-30€ (je nach vorhandener Hardware) dazu.

frankie · Mo, 15.03.10, 13:23

Ok, mit wenig kosten meinte ich den Bereich bis 30,- bis 40,- für eine komplette Schaltung.

Die Schaltung soll mal als Gag unter einer Motorradverkleidung verbaut werden. D.h. es steht wenn keine andere Stromquelle möglich wäre steht ein 12 Volt Bordnetz zur Verfügung.
Die LED´s sollten alle synchron laufen.
Ich möchte davon 2 Schaltungen bauen, meine Frau hat ja auch ein Moped.
Ein Gehäuse bzw das eingießen in Harz wäre kein Thema, das bekomme ich hin. Das Programmieren kann ich eben nicht darstellen. Bei diesem Punkt beginnen meine Grenzen.

(wie gesagt, bin Mechaniker

)

Gruß Frank

Borax · Di, 16.03.10, 09:08

Das Programm selbst ist eher 'trivial'... Das kann ich Dir schnell schreiben. Schaltplan ist auch kein Problem. Du musst nur irgendwie das Programm auf den Chip schreiben. Vielleicht hast Du ja irgendjemand in Deiner Bekanntschaft, der das übernehmen könnte. Falls Dein Computer einen 'echten' seriellen RS232-Port (kein USB-Seriell-Adapter!) hat, kann man den nötigen Programmer auch für ein paar € selbst aufbauen. Ist nicht schwierig.
Wobei... Bei einem Preis von ca. 60€ für beide Schaltungen wäre sogar ein USB-Programmer noch locker im Budget...

gil · Di, 16.03.10, 10:12

hmm...dass es immer noch keinen findigen Schüler gibt,
der im Internet programmierte Chips anbietet, mit einem Programm,das man sich aussuchen kann!?
Für ein paar Euro halt...
Der Aufwand für "Mechaniker" (like me to) ist einfach zu groß, um ein oder zwei mal im Jahr so eine Sache zu verbauen.

Borax · Di, 16.03.10, 17:42

Ok. bevor wir jetzt schon an die Programmierung denken, sollten erst mal die sonstigen 'Rahmenbedingungen' abgeklärt sein/werden.

Das Programmieren kann ich eben nicht darstellen.

Aber ein paar Bauteile korrekt auf eine Streifenraster oder Lochrasterplatine löten kannst Du?
Weil sonst glaube ich wird das nichts...

Betrieb am Bordnetz kostet ein wenig 'Zusatzbeschaltung' (Schutz vor Überspannung, Spannungsstabilisierung...) ist aber sonst kein Problem. Welche LEDs (Farbe(n)/Helligkeit/Bauart) sollen es denn werden? Also wie soll das Ganze 'mechanisch' aussehen?

frankie · Mi, 17.03.10, 07:24

Guten Morgen,

die Bauteile auf eine Platine platzieren und richtig verlöten traue ich mir zu. Bin auch im Besitz eines Feinlötkolbens und Brille

.
Zu den LED`s, da sollten 10 mm LED`s reichen. Die sind groß genug um sie anständig in Halterungen zu verbauen.
Ich dachte an sowas: LED 10mm rot, extrem hel ca.l 7 Lumen max., 4-CHIP ~30°. Editiert von Sailor
Die Stromversorgung würde ich gerne über Batterien gestalten und das Bordnetz unangetastet lassen. (Wenn das klappt)
Wobei es mir egal ist ob 9 Volt Block oder ein Pack mit 3-4.5 Volt.

Was würde sich da am besten eignen?

Die mech. Größe der Schaltung (Wunsch) wäre bis 100x100x50mm.
Die Kabel zu den LED`s sollte 500-700mm lang sein.

Vergießen bzw in eine schwingungsgedämpfte Box kann ich ohne Probleme herstellen.

Gibt es noch "Eckpunkte"?

Vielen Dank schonmal,
Gruß Frankie

Sailor · Mi, 17.03.10, 07:54

Als LED im Fahrzeugbereich rate ich zur Superflux. Sowohl die mechanische Festigkeit durch die doppelte Verlötung jeden Anschlusses, als auch die bessere Wärmeableitung über die vier Pins sind Vorzüge dieses Gehäusetyps, die im rauen Fahrzeugbetrieb nicht zu unterschätzen sind.

Bei vier AA-Akkus (Eneloop) in Reihe und 3 Reihen mit jeweils 2 LED´s steht genügend Energie für mehr als 12 Stunden Dauerleuchten zur Verfügung. Mit dem Herzschlag kommst Du deutlich über 20 Stunden pro Akkuladung.

Borax · Mi, 17.03.10, 09:41

Würde ich auch empfehlen (4 x eneloop + Superflux). Ich kann zu den 10mm Leds nichts sagen, mit denen hatte ich bisher noch nie zu tun. Sollte aber vorher geklärt sein, da die 10mm Leds nur eine Spannung von unter 2V brauchen, die Nichia wohl eher 2.3-2.4V.

Die mech. Größe der Schaltung (Wunsch) wäre bis 100x100x50mm.
Die Kabel zu den LED`s sollte 500-700mm lang sein.

Also bei 100x100x50mm kriegst Du auch die 4 eneloop Zellen problemlos unter. Die Schaltung selbst wird eher so 40x40x25mm Größe haben, hängt aber auch von Deinen 'Layout- und Lötkünsten' ab

Wie lang Du die Anschlusskabel für die LEDs machst, ist Dir überlassen.

frankie · Mi, 17.03.10, 11:47

Der Vorschlag mit Superflux und die Stromversorgung über 4x 1,5 AA finde ich sehr gut.
Die Abmessung des Batteriehalter mit (L x B x H) 61.7 x 56.6 x 15.5 mm ( http://www.conrad.de/ce/de/product/6510 ... R-4-MIGNON
bietet dann auf der Unterseite auch genug Platz für die Platine. So wäre alles schön kompakt und kann auch gut verbaut werden.
Dann wären die "Rahmenbedinungen" erstmal:
1. Stromversorgung: 4x 1,5 Volt AA
2. 2x 3 Superflux

Gruß Frankie

Borax · Mi, 17.03.10, 13:21

Ok. Dann denk ich mir dafür mal einen geeigneten Schaltplan aus.
BTW:

4x 1,5 Volt AA

Nicht ganz... Wir reden von Akkus, nicht von Batterien. Gut, randvoll geladen haben die schon mal fast 1.5V im Leerlauf, aber üblicherweise rechnen wir mit 1.2-1.3V pro Zelle. Da wir ja weder mit Platz noch mit Kosten super sparsam umgehen müssen, würde ich die drei Gruppen mit je einer KSQ versehen. Das erhöht die Kosten um ca. 3€, aber die LEDs leuchten unter allen 'Betriebszuständen' der Akkus schön gleichmässig hell (ok, wenn die Zellen auf ca. 1.2V runter sind wird schon dunkler, aber dann halten sie sowieso nicht mehr lang...)

Borax · Mi, 17.03.10, 16:09

Um Dich nicht zu erschrecken, hier erst mal der Schaltplan ohne KSQs (nur Vorwiderstände). Damit die LEDs bei vollen Akkus (6V) keinen Schaden nehmen, begrenzen die 15Ohm Widerstände den max. Strom auf 70mA bei 6V. Bei 5.4V (also 1.35V pro Zelle) sind es dann 50mA, bei 5.2V (1.3V pro Zelle) sind es noch 35mA und bei 4.8V (1.2V pro Zelle) halt nur noch 28mA.
ACHTUNG: Diese Angaben beziehen sich auf die im Datenblatt als 'typisch' angegebene Flussspannung. Kann in der Praxis locker um 20% abweichen. Weil es doch recht eng ist, würde ich auf alle Fälle zunächst nachmessen!

Simple Schaltung:

: LED_im_Herzschlag1.png (4.83 KiB) 13958 mal betrachtet

Mit KSQs wären es zwischen 6V und 5V genau 50mA, und selbst bei 4.8V immer noch 40mA. Ist aber doch etwas aufwändig:

: LED_im_Herzschlag2.png (8.02 KiB) 13958 mal betrachtet

'Herzschlag-Funktion' ist bei beiden Schaltungen gleich (das macht der µC per PWM).

Borax · Do, 18.03.10, 15:32

Noch eine Idee...
Ist nicht so aufwändig wir die drei KSQs, aber fast genauso 'wirksam'

: LED_im_Herzschlag3.png (5.42 KiB) 13929 mal betrachtet

Der Very-Low-Drop Spannungsregler L4941 (0.8€ beim R) regelt die Spannung auf genau 5V, solange die Eingangsspannung mind. 0.2V höher liegt. Das tut auch dem µC gut, von daher würde ich diese Variante vorschlagen. Also bei Akkuspannung zwischen 6V und 5.2V genau 50mA, bei 5V noch etwa 42mA und bei 4.8V immerhin noch 35mA. Wie gesagt, diese Werte gelten unter Vorbehalt, da die genaue Flussspannung der LEDs nicht bekannt ist. Bei niedrigerer Flussspannung der LEDs sind die Verhältnisse noch besser, ansonsten eben etwas schlechter...

frankie · Do, 18.03.10, 16:09

Habe ich richtig gelesen das der Spannungsregler L4941 bis zu 30 Volt verträgt?
Dann wäre es ja sowohl für Akku als auch für Bordnetz geeignet.
Vom Aufwand wäre es ziemlich das gleiche in meinem Augen löten, plazieren etc.

Welche Schaltung ist die sinnvollste?

Gruß Frankie

Borax · Do, 18.03.10, 17:08

1. Ja
2. Ja (ggf. einen kleinen Kühlkörper vorsehen, der L4941 muss dann etwa 1.5W 'loswerden')
3. Wenn Du damit leben kannst, dass die Helligkeit der LEDs unterhalb von 5V Eingangsspannung etwas schneller absinkt als bei der KSQ-Variante und die LED-Vorwiderstände 'eingemessen' werden müssen (sowohl LEDs als auch Regler haben Toleranzen was die Spannung angeht, die vom Regler ist vmtl. zu vernachlässigen, die der LEDs nicht!), dann nimm die L4941 Schaltung.

BTW: Es muss kein ATTiny45 sein, der ATTiny25 reicht auch (die beiden sind Pingleich) und der Tiny25 kostet beim R nur 1.1€

JENSeits · Mi, 12.01.11, 10:29

Hallo liebes Forum,

ich habe dieses Thread gefunden und schließe mich mal an.
Ich brauche für eine Freundin eine LED-Schaltung, welche im Herzschlag blinkt. Die Zeichnung / Beschreibung des TO passt soweit.
Ich benötige eine helle, blaue LED und habe das normale 230V-Stromnetz zur Verfügung.
Verwendung wird die Schaltung in einem Kunstprojekt finden. Größentechnisch gibt es bisher keine Einschränkungen und auch die Hitze sollte kein Problem darstellen.
Ich möchte diese verwenden http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=5; ... 3ab390b432 Sie soll mit 3,8V und 1,4A betrieben werden. Somit habe ich einen Vorwiderstand von 1Ohm und 2W gewählt. Kann ich diesen anstatt der 5,6kOhm im dritten Beispiel einsetzen?

Zum Programmüberspielen auf einen Tiny 25 werde ich mich hier auf der Firma mal umschauen. Da werde ich schon etwas geeignetes finden. Da fehlt "nur" das Programm

Danke schonmal und liebe Grüße

Jens Horstmann

Borax · Mi, 12.01.11, 14:36

Hallo Jens,
welcome on board!

Ich antworte lieber hier als per PN, wir tauschen ja keine Geheimnisse aus.
230V Versorgungsspannung gehen so natürlich nicht, aber mit einem geeigneten geregeltem 5V Netzteil (gibt es auch bei Reichelt) ist das kein Problem.
Programm ist kein Problem, das kann ich Dir schnell zusammenschreiben. Allerdings müsste man es ggf. noch ein wenig 'anpassen'. Weil die erforderliche Software aber als Freeware/Shareware erhältlich ist, sollte auch das kein Problem sein. Für mich ist es schwierig zu beurteilen, ob der 'Herzschlag' so brauchbar dargestellt wird. Das Auge ist halt nicht sehr linear, und daher könnte es sein, dass es besser aussieht, wenn anstatt auf 50% Leuchtstärke auf etwa 30% 'runtergeregelt' wird. Das müsstest Du aber selbst ausprobieren.
Anstatt Vorwiderstand würde ich hier lieber eine KSQ-Schaltung integrieren und weil Du ja nur eine LED brauchst, wird die Schaltung dadurch auch nicht wesentlich komplizierter:

: LED_im_Herzschlag4.png (8.87 KiB) 13705 mal betrachtet

JENSeits · Do, 13.01.11, 09:28

Hallo,

klar sind das keine Geheimnisse :p War mir nur nicht sicher ob du diesen Thread noch im Abo hast.
Das wäre super wenn du mir das Programm schreiben könntest.
Das es optisch fürs menschlige Auge passt denke ich doch - und wenn nicht werden die Werte im Programm geändert. Das dürfte ja kein Thema sein, wenn man weiß wo man suchen muss.
Ok, die KSQ-Schaltung macht Sinn!

Meinst du bei R3 tatsächlich 0,5 Ohm? Ich gehe mal davon aus das keine Angabe = Standardeinheit bedeutet (Ohm / A / V)

Danke nochmal und liebe Grüße

Jens

Borax · Do, 13.01.11, 12:57

Meinst du bei R3 tatsächlich 0,5 Ohm?

Ja. Dieser Wert sorgt für etwa 1.3 A (der genaue Wert hängt ein wenig vom Transistor ab). Mehr würde ich der LED lieber nicht zumuten.
Zur 'Theorie' dieser Schaltung siehe: viewtopic.php?f=31&t=7920&start=0
Programm gibt es vmtl. morgen.

JENSeits · Do, 13.01.11, 16:42

So,
Madame möchte umstrukturieren.
Sie hätte das gerne (weils halt Kunst ist) als Glühbrine.
Da brauchen wir allerdings hohe Spannungen und ich glaube da liegt das Problem, es sei denn man findet eine geeignete 12V Version. Da dürfte es die Bauteile ja für geben.
Falls nicht, wird das ganze mit einem Relais zu träge, oder?

Herzlichsten Dank nochmal!

TomTTiger · Do, 13.01.11, 17:30

Du könntest das ganze per "Solid State Relais" statt der KSQ auf der 230V Seite steuern, das ist nicht das Problem...

Basteleien mit 230V Netzspannung sind allerdings lebensgefährlich, drum sollten Laien da auch zu 100% die Finger von lassen!
Wer da nicht weiß, was er tut, verursacht im "glücklichen Fall" nur Sachschäden!!!!

Problem wird eher die Trägheit der Glühbirne, da könnte das ganze aufgrund der Geschwindigkeit vom Nachglühen der Glühwendel
zunichte gemacht werden.
Ausserdem wirst du ab 2015 KEINE Glühbirne mehr als Ersatz bekommen, also Vorrat anlegen

Ab September 2012 gibts keine 60W Glühbirnen mehr
ab 2013 sind die 40W vom Markt (usw.)

grüße
Tom

JENSeits · Do, 13.01.11, 18:25

Da weiß ich Ausbildungsbedingt schon was ich tuhe, aber Danke für die Gedanken!

Ja die Glühbirnen haben wir hier schon für unser Haus gebunkert

Also werde ich ihr das mit der Glühbirne mal flott wieder ausreden tuhen. Vielleicht bekomme ich es aber auch hin ne alte Glühbirne zunehmen und von unten die LED drunter zusetzen, damit sie die Glühbirne von innen Blau beleuchtet .... ich telefonier Heute Abend mal mit ihr und spreche darüber.

Danke und LG

Jens

Sailor · Fr, 14.01.11, 10:10

Das war auch mein erster Gedanke:

Was spricht dagegen, die Glühwendel mit einer LED (oder auch mehreren LED´s) zu ersetzen?

Borax · Fr, 14.01.11, 10:23

Wenn es nicht unbedingt eine 'typische' 230V Glühbirne sein muss, dann könnte man ja auf 12V Glühbirnen ausweichen. Aber prinzipiell haben hier Glühbirnen nur Nachteile...
1. Glühbirnen haben prinzipbedingt wenig Blau. => Ineffizienter als blaues Licht aus einer Glühbirne geht nicht
2. Hauptproblem ist die von TomTTiger angesprochene Trägheit. Man könnte zwar das Problem abmildern, indem man nicht auf 50% runtergeht, sondern gleich auf "0", aber es könnte sein, dass das Nachleuchten der Glühwendel immer noch zu lang ist um den Effekt deutlich genug abzubilden.

Hier schon mal das Programm. Chip: ATTIny25 (1.3€ beim Reichelt).
Die Hex-Datei kann direkt auf einen 'frischen' Chip geschrieben werden. Die Basic-Datei kann/muss mit BASCOM compiliert werden (Demo reicht), falls man am Timing oder den Leuchtintensitäten bzw. der Rampe etwas ändern will.

JENSeits · Fr, 14.01.11, 11:20

Danke Danke schonmal für das Programm!
Wirklich sehr nett von dir!

Am Wochenende wird sie hoffentlich Zeit haben über das Projekt zu sprechen.