Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Что бы еще такого сделать?... Предлагайте! Обсудим все!!!
Ответить
lev.evg
Родился
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Сб дек 21, 2013 21:26:52

Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение lev.evg »

Доброго времени суток
Задумался над тем, как сделать чтобы в комнате было посветлее, да так чтоб интересно и красиво (ну хотя бы чтобы интересно! :))
Пришла в голову такая вот странная идея :idea: - натянуть под потолком провода сеткой, на пересечениях повесить мощные белые светодиоды и каким-то чудом их питать и раздельно управлять яркостью. Хочешь - включил свет в одном углу, хочешь - в другом, хочешь - анимацию какую, или вообще бегущую строку. Вобщем, то что надо! Даже жена не против :)

Задумался, как это можно реализовать. Опыта у меня в электронике, прямо скажем, маловато, но любопытный программист - страшная сила ;)
Делал когда-то бинарные часы с динамической индикацией, и фонарь на мощном диоде (с ШИМом на атмеге - не КПД ради, а дабы развлечься), но как объединить - ума не приложу. Собственно, это самое сложное, что я когда-либо делал, так что если что мою безграмотность и незнание азов прошу принять с терпением :)
Для мощных диодов нужно контролировать ток. С фонариком все было просто - навесил конденсатор побольше чтобы шим сгладить, поставил последовательно резистор пошире, и меряй на на нем напряжение атмегой. А что делать тут - непонятно. Не хочется усложнять конструкцию, тянуть по проводу от каждого диода и один общий. Хочется именно сетку (8х8, например), и чтобы только светодиодов было 64, а всего остального по 8-16 максимум :) Но я уже догадываюсь, что это не реально. В мелкие индикаторные свтодиоды можно было гнать десятикратный ток с 10% скважностью и им хоть бы хны. С большими диодами так нельзя, насколко я понял. Конкретные я пока не выбирал, но глянул два случайных даташита на белые 1Вт диоды, картина примерно одинаковая: при номинальном токе 350мА максимальный пиковый всего 700-1000, т.е. в 2-3 раза больше (и это при 1кГц и 10% скважности). Уже значит нужно как-то пики сглаживать, а коль каждый диод должен управляться раздельно, то чем не сглаживай, но этого чего-то тоже потребуется 64. Моя неискушенная в электронике интуиция говорит, что паралелльно с каждым диодом все-таки придется вешать конденсатор (а инстинкт самосохранения подсказывает: танталовый. раз в год и палка стреляет, а тут 64 электролита:)). Однако остается вопрос как контролировать ток каждого диода (и управлять им!). Сначала я увидел в atmega16 восемь каналов ADC и было уже обрадовался. Потом попытался прикинуть насколько быстро это все вообще должно работать. Считал так (наверное, неправильно, но порядок величины, думаю, оценить можно и так): адекватный конденсатор будет иметь емкость порядка десятков мкФ. Пусть будет 0.000002 Ф. В момент, когда динамическая индикация переходит к новой строчке, в старой все конденсаторы заряжены до напряжения питания, пусть будет 5 В. Будем считать, что светодиод будет гореть половину времени и потреблять в среднем двойной номинальный ток, 0.7 А. Считаем, что светодиод светит пока конденсатор не разрядится до 3 В. Тогда конденсатор до потухания диода сможет отдать заряд (5В - 3В)*0.000002Ф = 0.000004 Кл. Делим на ток 0.7А, получаем 5.7e-6 сек. То есть через 6 микросекунд диод погаснет. Итого чтобы он горел 50% времени, через 12 микросекунд нужно подать питание. Получаем частоту развертки 80кГц. Уменьшить можно если взять конденсатор побольше, или увеличить напряжение питания (но этому диод врядли будет рад). Однако разницы в порядки не будет.
Возвращаясь к ADC в атмеге: один замер при максимальной точности занимает 65 мкс. Умножить на восемь столбцов. С меньшей точностью можно быстрее, но нас это не спасет. За время, пока есть доступ к одному столбцу, померять что-либо не представляется возможным. Или я ошибаюсь?

Короче говоря, те подходы, которые мне известны, тут не подходят. А это отличный повод узнать что-нибудь новое :) Минусы светодиодного освещения, цены, стоит такое делать или нет - все это пока не важно. Интересует КАК бы это делали опытные электронищки :)
Реклама
Аватара пользователя
BOB51
Друг Кота
Сообщения: 15575
Зарегистрирован: Вт мар 16, 2010 22:02:27
Откуда: ДОНЕЦК

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение BOB51 »

Используй кучу мелких светиков, сгруппированых по N штук с собственным стабилизатором тока в веточке при нескольких веточках на точку. Световая отдача будет такой же, трахотни с монтажом гораздо поболее, зато равномерность свечения по площади гораздо приятнее.
Насчет динамики - Х/У матрица максимальная скважность... при матрице 8*8 использовалось 1 строка из 8 при частоте кадров более 62 герца (0,016/8=0,002секунды на строку)... :dont_know:
Реклама
Аватара пользователя
Eugene.Negrobov
Мучитель микросхем
Сообщения: 472
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 09:00:34
Откуда: Киев

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение Eugene.Negrobov »

Приобретай себе какую-нибудь вот такую фиговину:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... Matrix.JPG
Пили прошивку, управление желательно через 595-е регистры запили, плюс прием команд с отдельно запиленного ИК пульта сделай...
Вот когда задрайвишь игрушечную матрицу- вот тогда и про мощные светодиоды на потолке поговорим. :)))
I'm on a huge rock, flying through space!
Аватара пользователя
As
Модератор
Сообщения: 46096
Зарегистрирован: Пт янв 23, 2009 19:20:05

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение As »

Динамическое питание осветительных светодиодов здорово снизит к.п.д... Либо - придётся использовать светодиоды далеко не на номинальную мощность, а если учесть нынешнюю на них цену - это не очень выгодно... :dont_know: Так что правильнее - питание каждой группы постоянным током, а вот уже драйвером, задающим ток через диоды, можно управлять...
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Аватара пользователя
Eugene.Negrobov
Мучитель микросхем
Сообщения: 472
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 09:00:34
Откуда: Киев

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение Eugene.Negrobov »

Серьезно, пусть для начала управляющую часть соберет, а то здесь уже миллион тем было, когда автор благородно извещал люд о желании чего-либо построить, пол года обсуждал детали конструкции, а потом тема уходила в отстойник. :facepalm:
I'm on a huge rock, flying through space!
Реклама
lev.evg
Родился
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Сб дек 21, 2013 21:26:52

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение lev.evg »

Eugene.Negrobov писал(а):Приобретай себе какую-нибудь вот такую фиговину:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... Matrix.JPG
Пили прошивку, управление желательно через 595-е регистры запили, плюс прием команд с отдельно запиленного ИК пульта сделай...
Вот когда задрайвишь игрушечную матрицу- вот тогда и про мощные светодиоды на потолке поговорим. :)))
Чем это отличается от бинарных часов 3х7, которые я уже делал?
Пульт пока не обязателен, управление кнопками меня вполне устраивает (которое я опять же делал)
С матрицей такой и атмегой игрался в протеусе буквально пару дней назад. Прошивку "запилить" - дело одного вечера.
Если Вам нечего сказать по теме - прошу воздержаться.
As писал(а):Динамическое питание осветительных светодиодов здорово снизит к.п.д... Либо - придётся использовать светодиоды далеко не на номинальную мощность, а если учесть нынешнюю на них цену - это не очень выгодно... :dont_know:
КПД меня не беспокоит, сильно хуже чем лампочка накаливания не получится :) Цена пока тоже не предмет обсуждений. На ebay, aliexpress и тому подобных сайтах продаются пачкми по 50-100 штук и цены в этом случае кусаются не очень больно.
Беспокоит другое - срок жизни светодиодов сильно зависит от температуры, а на номинальной мощности без радиатора они будут сильно греться и быстро сдохнут. Вот тогда уже встает вопрос цены - не хотелось бы их менять раз в полгода. Так что в любом случае на номинальную мощность я не рассчитываю.
As писал(а):Так что правильнее - питание каждой группы постоянным током, а вот уже драйвером, задающим ток через диоды, можно управлять...
65 проводов с потолка и 64 драйвера? :) Если бы такое решение меня устраивало, я бы не спрашивал как сделать это по-другому :)

BOB51 писал(а):Используй кучу мелких светиков, сгруппированых по N штук с собственным стабилизатором тока в веточке при нескольких веточках на точку. Световая отдача будет такой же, трахотни с монтажом гораздо поболее, зато равномерность свечения по площади гораздо приятнее.
Насчет динамики - Х/У матрица максимальная скважность... при матрице 8*8 использовалось 1 строка из 8 при частоте кадров более 62 герца (0,016/8=0,002секунды на строку)... :dont_know:
Про трахотню это точно :) Честно говоря, слова "стабилизатор тока" мне мало о чем говорят, но я подозреваю, что управлять отдельно током каждой из 64 групп с этим вариантом не получится. В чем польза использования нескольких мелких диодов против одного большого? Мы просто используем факт, что мелкие диоды не так сильно дохнут от высокого пикового тока?


Что если к динамической индикации добавить динамический же съем показаний? Допустим, у нас 16 полевиков в нужные моменты подают ток на нужные светодиоды, потягивая одну из восьми строк к земле и некоторые из восьми столбцов к питанию. Что если взять еще 16 полевиков, которые будут в другом, медленном темпе подтягивать каждую пару диод+конденсатор к дифференциальным входам ADC и снимать напряжение на них столько, сколько нужно? Ведь температура диодов меняется медленно (а вроде как это основной фактор, влияющий на ВАХ), можно хоть раз в секунду корректировать скважность. Пострадает скорость реакции, но это даже можно считать фичей :) Плавное переключение режимов :) Что думаете?
Реклама
Аватара пользователя
A_AVL
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 311
Зарегистрирован: Чт фев 10, 2011 10:22:20
Откуда: Беларусь
Контактная информация:

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение A_AVL »

Есть WS2811/2801. Это адресуемый драйвер RGB светодиодов. Есть готовые светодиоды со встроенной WS2811. Останется подвести на каждый светодиод питание и соединить их однопроводной линией связи. Получите именно то, что хотели и со статической индикацией.
lev.evg
Родился
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Сб дек 21, 2013 21:26:52

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение lev.evg »

A_AVL писал(а):Есть WS2811/2801. Это адресуемый драйвер RGB светодиодов. Есть готовые светодиоды со встроенной WS2811. Останется подвести на каждый светодиод питание и соединить их однопроводной линией связи. Получите именно то, что хотели и со статической индикацией.
Во-первых, они на ток 18.5 мА
Во-вторых, 64 драйвера? Плюс кроме питания еще один провод ко всем для данных? Плюс по два резистора и конденстору (рекоментации из датошита)? Так я лучше сразу 65 проводов с потолка спущу, меньше будет и геммороя, и каши под потолком :)
Готовые светодиоды со встроенной WS2811, очевидно, RGB. А три светодиода RGB и один с люминофором - это несколько разные вещи. Даже вторые высоким идексом цветопередачи не блещут. RGB вообще не обсуждается. Только теплый ламповый звук светодиодный свет, 3500К-4000К
Аватара пользователя
As
Модератор
Сообщения: 46096
Зарегистрирован: Пт янв 23, 2009 19:20:05

Re: Светодиодное освещение с динамической индикацией: как?

Сообщение As »

Думаю, при скважности около 8 к.п.д. и надёжность осветительных светодиодов будут сравнимы с к.п.д. лампы накаливания... Осветительные светодиоды не рассчитаны на большие пиковые токи, и их люкс-амперная характеристика существенно нелинейна (яркость свечения почти не растёт при превышении номинального тока...). А что сложного - сделать простейший "драйвер" для каждого светодиода? В простейшем случае, это может быть цепочка из диода и фильтрующего конденсатора, причём, выбрав достаточно высокую частоту сканирования, ёмкость можно взять совсем небольшую! :dont_know: Ну, и использование мощных светодиодов без охлаждения - плохая идея, радиатор обязателен! Можно продумать конструкцию светильника так, что бы его корпус являлся теплоотводом...
Ответить

Вернуться в «Умные мысли»