PWM Dimmung : Potentiometer durch Endlospotentiometer ersetz

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
BohemianRhapsody
Mini-User
Beiträge: 2
Registriert: Do, 13.06.13, 20:26

Do, 13.06.13, 20:41

Hallo ,
ich bin Industriedesignstudentin und möchte euch vorab warnen , dass ich leider bei weitem nicht so viel Ahnung von LED-Technik habe wie ihr . Also brauche ich bitte ganz dringend eure Hilfe.

Ich arbeite momentan an einem Projekt für einen LED-Hersteller , bei dem ich eine LED-Kachel über einen PWM Dimmer ansteuern möchte . Wichtiges Merkmal für meinen Entwurf ist , dass ich über eine Drehbewegung dimmen will . Ich habe mir also bereits diesen Dimmer herausgesucht :

http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... xid-7.html

Über dieses Potentionmeter dimme ich von 0% auf 100% , und drehe , beim Anschlag des Schalters angekommen , von 100% auf 0% wieder zurück . Ich möchte aber statt des Potentiometers , einen Encoder / Inkrementaldrehgeber / Endlospotentionmeter benutzten , um wirklich ohne mechanische Unterbrechung,, hin- und her " dimmen zu können . Hierbei wäre also meine erste Frage , wie kann ich das realisieren ? Habe mich schon durch einige Foren gelesen und weiß , dass man sich Dimmer auch alleine zusammenbauen kann und da dann ein Endlospoti miteinbeziehen könnte ,....aber wie gesagt ich bin sehr ahnungslos was solche Dinge angeht . Könnte ich den Dimmer unter dem Link bestellen und den Poti durch ein Endlospoti irgendwie ersetzen ??

Mein zweites , größeres Problem ist , dass ich nicht linear von 0% auf 100% dimmen will , sondern bei einer 180° Drehung des Schalters bereits von 0% auf 100% kommen will , um dann von da aus wieder über eine weitere 180° wieder von diesen 100% auf 0% kommen will . So , als wenn man einen Sonnenauf- und -untergang nachahmen möchte .

Vielleicht hilft das Bild beim Verständnis :
Bild
espri128
Super-User
Super-User
Beiträge: 51
Registriert: Di, 28.10.08, 11:55
Wohnort: Hessen

Do, 13.06.13, 20:49

Hallo BohemianRhapsodie,

zuerst Willkommen im Forum und als zweites: ist Dein Nickname nach "dem Song" benannt?
Aber um zum Thema zu kommen:
Mir fallen dazu zwei Möglichkeiten ein:
1. Benutze einen Inkrementalgeber , von dem Du die Anzahl der Steps pro umdrehung weißt, dann kannst Du mit einem µC Deine Funktion bauen
2. Mache einen Touch-Ring mit mehreren Segmenten und werte diesen mit einem µC aus (Tip: suche mal mit "Atmel QTouch").

Grüße
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Do, 13.06.13, 21:39

Du brauchst zusätzlich einen Speicher, wo der momentan eingestellte Wert abgelegt werden kann. Beim nächsten Einschalten muss dieser Wert ausgelesen werden. Eine Änderung der Dimmung beginnt immer mit dem zuletzt eingestellten Wert.

Kein Speicher: man fängt mit jedem Einschalten immer wieder von Vorne an.

Alternativ müsste der Atmel ständig unter Strom sein. Damit hätte man allerdings auch Standby-Verluste.
BohemianRhapsody
Mini-User
Beiträge: 2
Registriert: Do, 13.06.13, 20:26

Do, 13.06.13, 22:18

Das ging ja schnell , vielen Dank für die Antwort !

Und ja , daher der Nickname , hatte das Album laufen als ich mich vorhin angemeldet hab 8)

Ich kann für meine Anwendung den Atmel Ring leider nicht verwenden , ich brauche für die spätere Konstruktion umbedingt ein drehbares Element . Ich werde mich zunächst nach einem passenden Drehgeber umschauen .

Im zweiten Post wird der Speicher erwähnt , ist damit ein Microcontroller gemeint , den ich dann einfach mit meiner kompletten Anwendung programmieren kann ? Könnte sich dieser den letzten Wert
,, merken" ?

Ich hatte bis vor zwei Wochen absolut keine Vorstellung davon , wie ich meine Dimmung technisch lösen könnte , mittlerweile habe ich einen groben Überblick welche Bauteile ich verwenden muss , aber letztendlich werde ich daran scheitern , dass ich so gut wie keine Erfahrung im Programmieren habe...wie ist denn eure Einschätzung , klingt meine Anwendung sehr aufwendig für einen Neuling wie mich ?
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10684
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Do, 13.06.13, 22:38

Könnte sich dieser den letzten Wert ,, merken" ?
Ja. Kann er.
Ich werde mich zunächst nach einem passenden Drehgeber umschauen .
Ok. Das ist eigentlich nicht schwierig. Wichtig wäre, wie viele 'Stufen' es pro Umdrehung sein sollen/müssen. Viele Encoder haben nur so ca. 20 pro Umdrehung, was z.B. bei einem Lautstärkeregler im Auto auch egal ist, weil man ja ggf. mehrere Umdrehungen auswerten kann. Wenn aber ein bestimmter Drehwinkel auch einem bestimmten Wert zugewiesen sein soll, dann muss die maximale Anzahl Stufen schon passen.
Beispiel:
http://such001.reichelt.de/index.html?; ... OUPID=1266
aber letztendlich werde ich daran scheitern , dass ich so gut wie keine Erfahrung im Programmieren habe...wie ist denn eure Einschätzung , klingt meine Anwendung sehr aufwendig für einen Neuling wie mich ?
Einfach ist es nicht. Aber mit hinreichend zeitlichem und finanziellen Einsatz durchaus machbar.
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Do, 13.06.13, 22:45

So einfach, wie Du dir das vorstellst, ist ein Dimmer mit einem Inkrementalgeber nicht.

Ein Inkrementalgeber liefert nur 2 zeitversetzte Impulse über 2 Schalter. Die Reihenfolge, wie diese Schalter geschlossen werden, definiert die Drehrichtung. Die Auswerte-Elektronik muss aus diesen Impulse (unter Beachtung der Reihenfolge = Drehrichtung) ein PWM-Signal mit veränderlicher Pulsweite herstellen.

Zusätzlich (siehe Frage 2) müssen die Impulse gezählt werden. Ein Inkrementageber liefert pro voller Umdrehung (360°) nur eine sehr geringe Anzahl Impulse. Bei einer halben Drehung halbiert sich die ohnehin schon sehr geringe Anzahl.

Beispiel (Link zu Reichelt):
ALPS - STEC12E Drehimpulsgeber 11 mm ohne Taster

Pro voller Umdrehung (360°) liefert dieser Inkrementalgeber nur 24 Impulse (keine Ahnung, ob es Drehimpulsgeber mit mehr Stellungen gibt.). Bei einer Halbdrehung entsprechend 12 Impulse.

Der Dimmbereich von 0% bis 100% würde entsprechend mit 12 Stellungen erfolgen.
Du kannst Dir selber ausmalen, dass das Licht nicht fließend (wie bei einem Poti) verändert wird, sondern stufig:
- bei Nutzung einer vollen Drehung wären es 100% / 24 Stufen = 4,16% je Stufe.
- bei Nutzung einer halben Drehung wären es 100% / 12 Stufen = 8,33% je Stufe.
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10684
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Do, 13.06.13, 23:00

Man kann es natürlich auch mit einem 'echten' 360° Poti machen. Gibt es beim Conrad, sind aber nicht billig:
http://www.conrad.de/ce/de/product/4241 ... -k-1-W-20-
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Do, 13.06.13, 23:07

Mit etwas handwerklichem Geschick könnte man sich seinen eigenen Drehimpulsgeber basteln. Gleiches Verfahren wie bei der Maus (optisch über 2 Gabellichtschranken). Je nach Größe der Fächerscheibe könnten somit viel mehr Stellungen produziert werden. Und damit würde die Dimmung letztendlich sehr viel feiner erfolgen.
Benutzeravatar
Beatbuzzer
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 3174
Registriert: Fr, 17.08.07, 11:02
Wohnort: Alfeld / Niedersachsen
Kontaktdaten:

Fr, 14.06.13, 05:25

Ein Problem sehe ich hier bei den Inkremental-Gebern mit Rastung oder Lichtschranke:
Wenn man so einem Teil einen Zeiger verpasst und 100% oben und 0% unten sein sollen (soll das wirklich so?), dann kann man den Wert beim Ausschalten zwar im Eeprom des µC speichern, nicht aber die Stellung des Drehgebers. Will heißen, wenn jemand im ausgeschalteten Zustand am Rad dreht (auch unbeabsichtigt), dann ist beim nächsten Einschalten 100% nicht mehr oben und 0% nicht mehr unten.

Beim 360°-Poti kein Problem. Da ist der Widerstand bezogen auf den Winkel ja fest und man müsste nichtmal einen Wert speichern. Einen µC brauchts für ne gute Lösung aber trotzdem, weil man ja nicht über die ganze Drehung proportional zum Widerstand von 0% auf 100% will, sondern ab der Mitte wieder in die umgekehrte Richtung. Das ginge vielleicht auch mit Logik-ICs, wäre aber bestimmt ungleich aufwändiger.
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Fr, 14.06.13, 06:27

Die Alternative wäre ein Taster mit 2 Stellungen (ähnlich dem für elektrische Fensterheber).
Im eingeschalteten Zustand bräuchte man nur ein Clock zum Schalter schicken. Je nach dem, welches Seite des Taster gedrückt wird, liefert Ausgang A oder Ausgang B die Impulse zum IC.
Im ausgeschalteten Zustand könnte man wie wild drauf rum drücken, da würde sich nichts ändern oder verstellt werden.

Nachteil: die Dimm-Geschwindigkeit ist abhängig von der Frequenz.
Für den Einen zu langsam, für den Anderen möglicherweise schon zu schnell.

Das 360°-Poti ist nicht wirklich ein 360°-Poti.
Mechanisch kann man diesen zwar um die eigene Achse drehen, der elektrische Drehwinkel beträgt aber nur 340° +/-3°
Benutzeravatar
Beatbuzzer
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 3174
Registriert: Fr, 17.08.07, 11:02
Wohnort: Alfeld / Niedersachsen
Kontaktdaten:

Fr, 14.06.13, 07:50

Achim H hat geschrieben: Das 360°-Poti ist nicht wirklich ein 360°-Poti.
Mechanisch kann man diesen zwar um die eigene Achse drehen, der elektrische Drehwinkel beträgt aber nur 340° +/-3°
Die mechanische Freiheit war hier aber, glaube ich, das Kriterium. Wenn man mit µC arbeitet, wären die toten/undefinierten ~20° aber kein großes Problem. Die könnte man dann als Full ON oder Full OFF nehmen. Auf der anderen Seite kann man dann das gleiche nochmal für 170°-190° ansetzen. So hat man gleich eine gewisse Breite für die beiden Endstellungen.
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10684
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Fr, 14.06.13, 07:59

Ich würde die 20° 'Totzone' auch als 'Full ON' oder 'Full OFF' verwenden (je nachdem, wie das 'normale' Poti im Dimmer verschaltet ist). Um das 'erwünschte' Verhalten zu bekommen, kann man die beiden 'End-Anschlüsse' des Potis kurzschließen (dann hat der Schleifer an dieser Stelle hoffentlich 0Ohm - das geht aus dem Datenblatt für mich leider nicht eindeutig hervor). Wenn der Schleifer am gegenüberliegenden Punkt steht (180° relativ zum 'Nullpunkt') hat das Poti den maximalen Widerstand (der nur noch halb so groß ist, wie der Nennwiderstand des Potis). Und in beide Richtungen nimmt der Widerstand zum Nullpunkt hin wieder ab.
Benutzeravatar
Beatbuzzer
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 3174
Registriert: Fr, 17.08.07, 11:02
Wohnort: Alfeld / Niedersachsen
Kontaktdaten:

Fr, 14.06.13, 15:07

Borax hat geschrieben:Um das 'erwünschte' Verhalten zu bekommen, kann man die beiden 'End-Anschlüsse' des Potis kurzschließen (dann hat der Schleifer an dieser Stelle hoffentlich 0Ohm - das geht aus dem Datenblatt für mich leider nicht eindeutig hervor). Wenn der Schleifer am gegenüberliegenden Punkt steht (180° relativ zum 'Nullpunkt') hat das Poti den maximalen Widerstand (der nur noch halb so groß ist, wie der Nennwiderstand des Potis). Und in beide Richtungen nimmt der Widerstand zum Nullpunkt hin wieder ab.
Ahh, ist ja viel einfacher. Hab ich mal wieder nicht zu Ende gedacht...

Aber ich befürchte, dass der Schleifer beim durchdrehen durch den Nullpunkt kurz "abhebt"/keine Widerstandsbahn unter sich hat. Sonst würde das ja bedeuten, dass er ein sonst zwischen den Anschlüssen anliegendes Potenzial kurzschließt.
Das "abheben" würde dann ein unschönes Flackern des Lichtes bedeuten.
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 10684
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Fr, 14.06.13, 15:37

Wahrscheinlich hast Du recht. Vielleicht könnte man das mit Leitsilber o.ä. selbst überbrücken. Aber zum öffnen und dran rumspielen wäre mir so ein Poti zu teuer... Man kann natürlich so ein Poti komplett selbst bauen (Konstantandraht selber auf einen entsprechend Ringkörper wickeln und mit einem Schleifer versehen). Ist allerdings mechanisch recht anspruchsvoll. Aber dann könnte man es so machen (sogar ganz ohne toten Winkel).
Antworten