Effiziente Kerzenlicht Simulation

      Effiziente Kerzenlicht Simulation

      Eigentlich eher ein Beitrag für den Herbst, aber was tun bei dem Dauerregen ?

      es gibt ja wirklich eine ganze Handvoll nützliche oder auch weniger nützliche Artikel
      mit LEDs welche oft gar nett anzusehen sind und auch bei Kids recht gut ankommen.



      Da wird dann am Abend so ein Teil an Bett gestellt und Eingeschalten, nur wer macht
      das dann wieder aus? Genau, niemand, und da hier fast immer nur 3 Knopfzellen drinnen
      sind ist das irgendwie nervig oder (und) auch totaler Quatsch.

      Da in den meisten Gadgets viel genug Platz vorhanden ist um hier etwas gescheites zu
      machen habe ich mir auf dem Steckbrett mal eine kleine Schaltung mit einem µC
      zusammengesteckt um das generell mal auszuprobieren.



      Zuerst war ich auf dem Trip das ich 1 oder 2 LEDs ganz langsam so innerhalb von 15 oder
      30 Minuten herunter dimme, das hat auch schon ohne Probleme funktioniert.



      Die Schaltung läuft nun mit 3 oder 4,5 Volt, auch alte Lithiumzellen können sehr gut dafür
      eingesetzt werden. Bei Tastendruck wird der Prozessor aus dem Sleep Modus geholt und
      beginnt zu arbeiten, im Moment ist das eine Stunde Kerzenlicht und dann ist wieder Ruhe.
      Die Stromaufnahme im Sleep Modus ist fast nicht vorhanden und kann vernachlässigt werden.

      Dann aber habe ich eine ww PLCC6 LED mit dem Kaminfeuer Programm laufen lassen und
      das war einfach ein wesentlich schönerer Effekt und daher laufen die nun halt als Flackerlicht.




      Die ww PLCC6 LEDs leuchten bis ca. 2,5 Volt noch, dann sind die aus. Bei 3 Volt ist die
      mittlere Stromaufnahme in etwa bei 10mA, das sind pro LED im mittel 3,3 mA und das ist
      absolut ausreichend als Helligkeit für ein Schlummerlicht. (Eigentlich schon zu hell)

      Mit 4,5 Volt betrieben liegt die mittlere Stromaufnahme dann schon bei ca. 20mA bis 30mA und die
      Helligkeit ist absolut ausreichend um in einer IKEA GRÖNÖ Lampe einen tollen Effekt zu bringen.

      Hier könnten auch 3 Baby Zellen verwendet werden, die halten dann einige Monate,
      je nach der jeweiligen Einschaltdauer natürlich.



      Hier sind noch einige Aufbauten, welche im Moment noch ausgiebig getestet werden.
      Wenn die Test abgeschlossen sind kommt anstelle von dem DIP Prozessor ein
      SMD Prozessor drauf und dann ist das ganze total flach.



      Na ja, die Realität hat mich eingeholt und während der Beitrag
      entstanden ist wurde bereits eine SMD Version angefertigt.



      Es sollte zuerst nur ein Versuch sein und es war geplant vielleicht so um die 5 Stück davon
      zu bauen wenn es bei den Tests zufrieden stellend verläuft, allerdings haben einige Bekannte
      nachdem sie es in Aktion gesehen haben ein so großes Interesse an dem Teil bekundet das
      ich da doch mehr davon zusammenbasteln musste.



      Diese Version wurde Versuchsweise mit einer Knopfzelle ausgestattet,
      auch das klappt ganz ohne Probleme, die Laufzeit ist aber noch unklar.


      So, im zweiten Teil geht es dann weiter, der muss erst noch fertig gemacht werden.
      Schaltplan, Layout und hex File kommt dann auch noch.

      Teil 2 / heiter geht es weiter

      Hier kommt dann mal der Schaltplan, so wie ich das ganze gemacht habe.



      Es sind einige Sachen auf der Platine welche scheinbar keinen Sinn machen oder
      unnötig erscheinen, die Platine wurde absichtlich so erstellt weil ich damit einige
      Modifikationen ohne neue Platinen zu machen durchführen kann.

      Hier die Eagle Dateien: Flacker.zip

      Es wurde ein PIC 12F629 verwendet, das .hex File ist ebenfalls dafür erstellt.
      Interner Oszillator, MCLR rausgeführt (muss an +UB gelegt werden) no CLKout.
      Das dazugehörige hex File: 12F629_Flacker_01.zip

      Diese Version mit 2 Mignon Zellen und 2 gelben und 1ner roten LED ergibt einen
      sehr realistischen Kerzenschein, sogar mit wandernden Schatten.



      Hier noch der Blick von der Seite, so sind die LEDs angeordnet.



      Hier noch eine Ausführung mit einer RGB LED, da kommt das Flackerlicht aber nicht
      so richtig gut rüber, hier währe ein Regenbogen Farbwechsler fast besser.



      Zum Abschluss noch ein Blick mit dem Oszi ob die PWM auch das macht was soll,
      nicht nur optisch sondern auch von der messtechnischen Seite.
      Die Stromaufnahme lässt sich eigentlich nur so ordentlich bestimmen.



      Der Oszillograf zeigt hier den Spannungsabfall über einen 1 Ohm Messwiderstand,
      die 3 PWM Routinen laufen unabhängig voneinander, das ist hier schön zu sehen.
      Die Eingangsspannung war hier eine LiPo Zelle mit 3,4 Volt, Spannungsabfall ist
      ca. 12mV das entspricht einem maximalen Strom von 12mA.


      Funktion der Schaltung bzw. des Programmes:
      Nach dem ersten einschalten bzw. dem anstecken der Batterie leuchtet nach
      1 Sekunde die Led an GPIO1, nach 5 Sekunden geht zusätzlich die an GPIO2 an
      und nach weiteren 5 Sekunden geht die LED an GPIO 4 für 5 Sekunden an.
      Danach gehen alle LEDs aus und die Feuersimulation beginnt für ca. 5 Minuten.

      Das ist alles auch zum testen und checken der Funktionen gedacht.
      Wenn die LEDs dann aus sind ist die Schaltung betriebsbereit und bleibt
      einfach an der angeschlossenen Stromversorgung daran.

      Ein Druck auf den Taster an GPIO5 startet nun immer die Simulation für ca. 4 Stunden.
      Danach geht die Schaltung in den Ruhezustand bis der Taster erneut gedrückt wird.

      Je nach Auslegung der Widerstände ist auch die Stromaufnahme.
      Mit einem mittleren Strom von 10 mA hält eine Mignon Zelle mit ca. 3 Ah
      Kapazität geschätzte 300 Stunden, bei 4 Stunden pro Abend sind das 75 Tage.

      Die weiter oben gezeigte Knopfzelle ist nicht so ideal, die kommt hier nur auf ca. 20 Stunden.
      Wenn nicht mehr Platz vorhanden dann ist das auch OK.

      Die Lithium Primär Zelle kommt ca. auf die selben Werte wie die 2 Mignon Zellen,
      allerdings ist die wesentlich kleiner und leichter.
      Solche Zellen sind oft als B Qualität oder überlagert zu unschlagbaren Preisen zu erhalten,
      da rentiert es sich nicht mal über einen LiPo Akku nachzudenken.


      Viel Spaß beim eventuellen Nachbau.

      MfG Raimund


      Nachtrag 1:
      Es gibt doch einige Leute welchen die RGB Ausführung gefällt, die nicht zu langsamen
      weichen Farbübergänge scheinen gut zu gefallen. Mir sind die zu schnell, aber OK.

      Die PWM hat 8 Bit Auflösung und eine Frequenz von ca. 250 Hz.

      Auf dem EAM / Vellemann PIC Programmer P8048 sind nur die LEDs 1 und 2 an dem
      8 poligen Sockel angeschlossen, die leuchten aber dann richtig.
      Beim EASYPIC 5 oder 6 Board kann alles komplett getestet werden.

      Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von „RH“ ()