Bau einer schweren Lichtorgel mit µController-Steuerung

Autor

Beitrag

Der_Papst
Stammgast

#1 erstellt: 04. Apr 2007, 17:01

Da mich hier im Forum viele Selbstbauten inspiriert hatten und sich bei den Preisen für ordentliche Geräte ein Selbstbau lohnt will ich hier mal mein Projekt vorstellen, in der Hoffnung, dass die Profis im Forum ihre Meinung dazu abgeben, mich auf eventuell übersehene Probleme hinweisen, mir bei bestehenden Problemen mit Rat zur Seite stehen und ich vielleicht auch in ein paar Elektronik-Interessierten das Interesse für die Leistungselektrik wecke.

Konzept: Die Lichtorgel wird in Steuerung und Endstufe aufgeteilt.
Ein Kleinspannungs-Trenntrafo für die Versorgung und Opto-Triacs für die Kanal-Steuerung sorgen für ausreichende Sicherheit am Steuergerät.

Verbindung: Eine 8polige Steckverbindung wird wie folgt belegt: Masse, V+, CLK, Datenleitung, Endstufe ein, 3 Adressleitungen

Das Äusserst einfache Protokoll:
Adresse 000-110: Kanäle 1-7
Adresse 111: Lüfter

Endstufe

"Intelligenz" der Endstufe:
Ein 1-aus-8-Decoder steuert die enabled-Eingänge von 8 Taktflanken-Daten-FFs an.
Die Datenleitung überträgt den Zustand der Lampe (ein/aus).

Kanäle:
6x2KW, 1x4KW

Versorgung:
3x32A Drehstrom
L1: 3x2KW
L2: 3x2KW
L3: 1x4KW

Lastkreis:
An der Last liegt die Phase ständig an.
Die Rückleitung der Last wird per Triac auf den Sternpunkt (N) durchgeschaltet.
Die Verschaltung der Triacs werde ich aus der Lichtorgel-Bauanleitung in diesem Unterforum übernehmen.
Der Phasenanschnitt ist mit Potis an der Endstufe einstellbar.

Ausgänge: Schraubklemmen

Steuerung:

Versorgung:
Wird über die Steuerleitung von einem kleinen Netzteil in der Endstufe mit 5VDC versorgt.

Funktionsweise:
Hier kommt ein µController zum Einsatz, der sich um die Datenübertragung kümmert und Funktionen der Lichtorgel realisiert.

Soviel zu meinem Konzept.

Für Vorschläge/Anregungen ect. bin ich dankbar.

Und nun das letzte Problem, für das ich noch keine Lösung fand:

Wie bringt man dem µController bei, auf Bässe zu reagieren?

Wäre es möglich, mit einer Drosselspule alles ausser Bässen herauszufiltern und mit einem OPV auf Amplituden ab eingestellter Größe zu reagieren?

tede
Inventar

#2 erstellt: 05. Apr 2007, 15:32

Hallo,

wenn ich das richtig verstehe willst du 7 Gruppen Lampen mit dem uC schalten.
Wird das eine 7-Kanal Lichtorgel ? (du schreibst nur von Bass)

Von der Hardwareseite aus gesehen ist es am einfachsten, du liest das NF-Signal über einen AD-Wandler in den uC ein und wertest das Signal nach deinen Vorstellungen aus.
Dazu ist aber eine gewisse Rechenleistung des uC (schätze 5-10Mips) und Kentnisse des Programmierers nötig.

Ansonsten: gibt es einen besonderen Grund, dass du die Triacs zwischen Last und Nullleiter schalten willst ?
Ich hätte die Phase geschaltet.

Grüße
Thomas

Der_Papst
Stammgast

#3 erstellt: 05. Apr 2007, 16:03

tede schrieb:

Hallo,

wenn ich das richtig verstehe willst du 7 Gruppen Lampen mit dem uC schalten.
Wird das eine 7-Kanal Lichtorgel ? (du schreibst nur von Bass)

Ja, es wird eine 7-Kanal-Lichtorgel.
Da die Endstufe praktisch alles umsetzen kann was ihr der µController vorsetzt, wird der µController die verschiedensten Funktionen realisieren.

Also verschiedenste Formen von Lauflicht, Stroboskop mit allen Lampen (bis zu welcher Frequenz das bei Par-Scheinwerfern Sinn macht muss ich ausprobieren),...

Und einige dieser Funktionen werden eben wahlweise auch auf Bässe reagieren können.

tede schrieb:

Von der Hardwareseite aus gesehen ist es am einfachsten, du liest das NF-Signal über einen AD-Wandler in den uC ein und wertest das Signal nach deinen Vorstellungen aus.
Dazu ist aber eine gewisse Rechenleistung des uC (schätze 5-10Mips) und Kentnisse des Programmierers nötig.

Genau deshalb wollte ich eben mit einer Spule Frequenzen über 100Hz aus der Leitung schmeißen und dann einen Komperator dahinter hängen.
Bei jeder Amplitude bekomme ich dann vom Komperator eine binäre Eins (5VDC), die ich als Interrupt verarbeiten kann.

Deine Idee ist allerdings auch gut, wie stellst du dir die Auswertung ungefähr vor?
In Richtung Fourier-Analyse?

tede schrieb:

Ansonsten: gibt es einen besonderen Grund, dass du die Triacs zwischen Last und Nullleiter schalten willst ?
Ich hätte die Phase geschaltet.

Prinzipiell ist es ja egal, aber durch die Verwendung von Drehstrom zur versorgung lässt sich so die Platine der Endstufe eleganter anlegen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass es keinen direkten Phasenschluss oder Kurzschluss geben kann, egal was passiert.
Bei einem internen Kurzschluss hängt eine Lampe an 230V, bei einem internen Phasenschluss hängen 2 Lampen in Serie an 400V

(Man weiß ja nie was passiert...)

[Beitrag von Der_Papst am 05. Apr 2007, 16:08 bearbeitet]

Stampede
Inventar

#4 erstellt: 05. Apr 2007, 16:36

Welchen Controller verwendest du?

Wie bringt man dem µController bei, auf Bässe zu reagieren?

Ich sehe da 4 Möglichkeiten:

1.Wenn der µC genügend ADC- fähige I/O's hat, könntest du mit Bandpässen einzelne Frequenzbereiche erfassen und die mit dem ADC (du bräuchtest halt 7 Kanäle) auswerten. Das wäre aber relativ aufwendig, ob sich das lohnt?
2.Du benutzt ganz einfach einen einfachen passiven (oder aktiven) Tiefpass.
3.Der Overkill. Man nehme einen DSP und erfasse das Signal, welches dann mittels FFT analysiert wird. Damit könnte man alles erdenkliche mit machen, ist aber extrem aufwendig und erfordert viel Hirnschmalz.
4.Die Idee mit dem Komparator könnte gehen, wobei ich da einige Zweifel habe, ob der Komparator die Signale so erkennt wie er es soll. Vorteilhaft wäre allerding, dass du keine AD-Wandlung brauchst.

Sonst halte ich das Konzept für gut und durchdacht.

Gruß Stampede

tede
Inventar

#5 erstellt: 06. Apr 2007, 08:16

Hallo,

ich dachte schon an Stampede's punkt 3:"Der Overkill"

Ein DSP ist dazu nicht unbedingt nötig. Von verschiedenen Herstellern bekommt man fertige Routinen zur FFT, die man in die eigene Software einbauen kann, und nur die Auswertung selbst vornehmen muss.

Grüße
Thomas