Rainbow-Fader mit Zusatzfunktionen - Neu: mit Dimmerkurve

So, die SW-Version 2 für den "Fader" ist fertig - Hier zum Runterladen - das ist gut kommentiert, bei Fragen einfach melden...

Da das Dings inzwischen weit mehr als nur ein "einfacher Fader" ist, habe ich mal den Thread-Titel geändert...

Hat etwas gedauert wegen dem "Disco-Blinker", ich hatte da ne "falsche Zeile" drin, die ich einfach übersehen habe... geht jetzt aber, und ich habe das gleich so gemacht, dass man 4 versch. Programme auswählen kann. Die sind in Tabellen abgelegt, ein Byte für Dauer der Farbe, drei Bytes für R,G,B - wenn das "Dauer"-Byte auf "0" steht (das gibt's auch nicht als Geschwindigkeit), weiß die Routine, dass die Tabelle zuende ist und startet von vorne...

Habe an der Fader-Routine auch noch rumgeschnitzt, und eine "Zeitkorrektur" eingebaut, wie von LedBob auch schon vorgeschlagen... Ich ziehe dazu einfach vom "Speed"-Wert den Wert der gerade geänderten Farbe ab, d.h. je heller die Farbe schon ist, desto schneller läuft der Fader... aber nur bis zu einer gewissen Grenze, da sonst der Übergang bei "Farbe ist an" zu schnell ist... einfach mal angucken. Der Unterschied ist im Video nicht soo deutlich, obwohl ich es geschafft habe, Weißabgleich, Belichtungszeit und Blende manuell einzustellen...

Der Fader läuft hier zweimal ohne und dann zweimal mit "Korrektur" - seltsamerweise finde ich je nach Geschwindigkeit die eine oder andere Variante "geschmeidiger", deswegen ist das auch zum umschalten... noch besser würde es jetzt nur noch mit der HSB-Umrechnung von Neni gehen (bin noch nicht dazu gekommen), oder mit ner Dimmerkurve... wobei das Problem bleibt, dass die "LED auf minimaler Stufe an" schon relativ hell ist, hier würde nur ne höhere PWM-Auflösung helfen...

Die Zusatzfunktionen wurden auch etwas erweitert, unterm Programmieren fällt einem immer wieder was ein. Deswegen sind mittlerweile einige Schalter doppelt belegt - ist aber trotzdem noch recht übersichtlich:

DIP 1-3: Rot, Grün, Blau jeweils ein/aus - also 7 Farben (inkl. Weiß) - DIP 1 und 2 auch für "Disco", siehe unten

DIP 4: Bei Mischfarben wird hier das Grün reduziert, um Orange zu erzeugen, bei Weiß wird damit ne Korrektur eingeschaltet, um den Rosastich des Rebel-Sterns wegzubekommen - Zeilen sind im Programm kommentiert, hier kann man auch andere Werte eintragen, wenn man z.B. (wie ich hier) nen 5-mm-Cluster mit zu schwachem Rot hat o.ä. ....ist mir jetzt erst nachträglich gekommen: man kann das "Rosa-Weiß" ja auch schon anpassen, und dann mit diesem Schalter z.B. zwischen Warmweiß und Kaltweiß umschalten....

DIP 5: Schaltet das "Stroboskop" ein - die gerade eingestellte Farbe blitzt/blinkt in der eingestellten Geschwindigkeit... mit einem festen Ein-/Aus- Verhältnis von 2:10, deswegen "blinkt" das mehr bei langsamen Geschindigkeiten, könnte man noch ändern, hat mir so aber besser gefallen...

Einschub: hier war doch mal ein Thread, wo jemand ein Strobo mit LEDs bauen wollte, dabei kam dann raus, dass die wohl zu schwach sind (stimmt ja *eigentlich* auch) - ich muss aber sagen, dass die zwei RGB-Rebelsterne auf 200 mA mit nem 10-Euro-Baumarkt-Strobo leicht mithalten können, also z.B. 3 davon auf 750 mA sollte für den Partykeller leicht reichen - das schöne dran ist dann noch, dass man farbig blitzen kann....

DIP 6: Schaltet die "Disco-Programme" ein - mit DIP 1 und 2 kann man dann 4 verschiedene auswählen...

DIP 7: schaltet den RGB Fader ein

DIP 8: wenn der RGB-Fader läuft, wird hiermit die "Zeitkorrektur" aktiviert - wenn das Strobo läuft, kann man hier auf ein "Sonderprogramm" (abwechselnd rot und blau blitzen) umschalten - das musste einfach sein...

DIP 9+10: Geschwindigkeit (für Fader, Strobo, Discoblinker) - beide aus = "Grundgeschwindigkeit", 10 an = doppelt so schnell, 9 an = 4x, beide an = 8x

Hier noch ein Video von den Zusatzfunktionen, die werden einfach der Reihe nach durchgeschaltet... Das Strobo blitzt in echt schon gleichmäßig, da gibt's halt wieder ne Überlagerung von Strobo-Frequenz und Kamera-Abtastung...

Ich werde da jetzt trotzdem zu Übungszwecken etwas weitermachen, Version 3 bekommt dann die Dimmerkurve, und wird eigentlich komplett umgestrickt/vereinfacht: Momentan ist das ganze ja "gewachsen", erst war's nur ein Fader, dann kamen Farben, Strobo, Disco dazu, jeweils in einer eigenen Subroutine, deswegen ist das nun schon etwas durcheinander...

Bei Version 3 gibt's dann im Prinzip NUR noch die "Disco"-Programme zum auswählen, das vereinfacht das Ganze (auch schon im Hinblick auf mein "Großprojekt". - Man hat also nur noch die "Disco"-Routine, die Auswahl der Programme und die jeweiligen Tabellen... Da soll noch ein "globales Fading" dazu, also die Programme "blinkern" entweder, oder sie gehen ineinander über... wie man das bei einem Lichtpult ja auch einstellen kann...

Der "Rainbow-Fader" ist dann einfach ein Programm rot-gelb-grün-cyan-blau-magenta-rot... mit aktiviertem Fading. Einzelne Farben sind einfach "Programme" mit nur einem Schritt, das "rot/blau-Strobo" ist halt ein Programm, das Rot, schwarz, blau, schwarz, ... mit hoher Geschwindigkeit ausgibt... und in die "Fade-Routine" kommt noch ein Zähler rein, der einfach komplett die ausgegebenen Werte mit Strobo überlagern kann...

Dazu wird dann aber wohl die Geschwindigkeitssteuerung auch in ne ISR gepackt - das mit dem Faden wird noch schwierig, ich muss ja Farbwerte ausgeben, dann schon mal die nächsten laden, ausrechnen, wie viel Unterschied zur nächsten Farbe ist, und das mit der Geschwindigkeit verrechnen... oder ich mach' erst mal so nen Billig-Fader wie in Chinesenlichtpulten, wo man die Fade-Zeit per Hand an die Geschwindigkeit anpassen muss...

Übrigens: *Falls* jemand hier das nachbaut und/oder meine SW benutzt (oder Teile davon) würde ich mich über Fotos/Movies davon sehr freuen!

So, es gibt hier noch mal ein Update auf dem Weg zum "perfekten Fader"

Ein Problem war ja, dass die LEDs "zu schnell angehen", und sich dann von "halb" bis "voll" nicht mehr wirklich viel ändert - das liegt an der logarythmischen Empfindlichkeit des Auges. Im unten verlinkten Video noch mal am Anfang zum Vergleich enthalten.

Um das auszugleichen, wurde nun in die letzte SW-Version noch eine Dimmerkurve eingebaut.

Ausserdem haben ein paar Leute, die das Ding in echt gesehen haben, die "schwankende Helligkeit" bemängelt - ist ja auch klar: bei gelb, cyan, magenta sind immer 2 LEDs an, bei Rot, Grün, Blau jeweils nur eine, dadurch sind die dunkler.

Ich habe mir meine billigen Baumarkt-Fader-Kugeln angesehen, und festgestellt: da geht die eine Farbe (z.B. Rot) schon aus, während die nächste (z.B. grün) angeht - Gelb ist hier dann z.B. 1/2 Rot + 1/2 Grün, und damit nicht so übermäßig hell. Und diese Art sind eben viele Leute gewohnt, die so Baumarkt/Aldi/Lidl-Kugeln haben...

Diesen Fader habe ich deswegen auch noch eingebaut (Aktivierung durch DIP 8, wenn der Rainbow-Fader (Dip 7) läuft). Dadurch wird die SW leider noch "chaotischer" vom Aufbau her (Sprung von ner Subroutine in eine weitere), aber ist jetzt eh' das letzte Update...

Zur Unterscheidung (auch im Video) heisst der neue Fader jetzt eben "RGB-Fader", und der Rot-Gelb-Grün-Cyan-Blau-Magenta-Rot-...-Fader heisst jetzt Rainbow-Fader...

Den Quelletxt gibt's wieder zum download.

Zur Dimmerkurve: ich habe mir die von LedBob genannten Seiten mal angesehen, auf der Mikrocontroller-Seite war auch ne Dimmerkurve zu finden. Die kam mir nur etwas seltsam vor: halbe Helligkeit (unkorrigiert 128) war hier nur 16 - das kam mir etwas wenig vor... hab' die Kurve dann mal rein, war auch ein Fiasko - hier war es genau "andersrum falsch", erst hat sich beim Auffaden wenig getan, und am Schluß wurde es schlagartig hell...

ich habe mir dann mal die dort verlinkte Stevenssche Potenzfunktion angesehen: in vereinfachter Form für das Helligkeitsempfinden:

Empfundene Reizstärke = Reizstärke (hoch) 0,33

Also umgekehrt: Reizstärke = Empfundene Reizstärke (hoch) 3,03 - Damit habe ich dann den Taschenrechener gefüttert (254 Werte per Hand!), und bin auf eine enstsprechende Dimmerkurve gekommen.

Die war leider auch nicht gerade ideal - siehe Video ("Dimmerkurve 0,33") - es ruckelt schon arg im unteren Bereich (wegen Rundungsfehlern und dadurch verursachten Sprüngen), und gelb, cyan, magenta gehen total unter, weil hier "halbe Helligkeit" immer noch viel zu dunkel (32) ist...

Also habe ich mal meinen vorher schon empirisch ermittelten Wert von 90 für die halbe Helligkeit genommen, und das auf ne entsprechende Hochzahl von 1,5 umgerechnet - da gab's auch wieder ein paar Sprünge durch Rundungsfehler, also habe ich noch ein paar Werte hin- und hergeschoben, um das etwas "auszubügeln" - das Ergebnis von insg. 3 Stunden Arbeit möchte ich Euch nicht vorenthalten:

[code:1]
.db 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2
.db 2, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4
.db 4, 5, 5, 5, 6, 6, 7, 7
.db 8, 8, 9, 9, 10, 10, 11, 11
.db 12, 12, 13, 13, 14, 14, 15, 15
.db 16, 16, 17, 17, 18, 18, 19, 19
.db 20, 20, 21, 21, 22, 22, 23, 23
.db 24, 24, 25, 25, 26, 27, 28, 29
.db 30, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36
.db 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43
.db 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50
.db 51, 52, 52, 53, 54, 55, 56, 57
.db 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65
.db 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73
.db 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81
.db 82, 83, 84, 85, 86, 88, 89, 90
.db 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98
.db 99, 100, 102, 103, 104, 105, 106, 107
.db 108, 109, 110, 112, 113, 114, 115, 116
.db 117, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 126
.db 127, 128, 129, 130, 132, 133, 134, 135
.db 136, 138, 139, 140, 141, 142, 144, 145
.db 146, 147, 149, 150, 151, 152, 154, 155
.db 156, 158, 159, 160, 161, 162, 164, 165
.db 167, 168, 169, 171, 172, 173, 174, 176
.db 177, 178, 180, 181, 182, 184, 185, 187
.db 188, 189, 191, 192, 193, 195, 196, 197
.db 199, 200, 202, 203, 204, 206, 207, 208
.db 210, 211, 213, 214, 216, 217, 218, 220
.db 221, 223, 224, 226, 227, 228, 230, 231
.db 233, 234, 236, 237, 239, 240, 242, 243
.db 245, 246, 248, 249, 251, 252, 254, 255
[/code:1]

Das funktioniert schon recht gut, siehe Video ("Dimmerkurve 0,67") - durch das "Rumschieben" hat die Kurve aber nen leichten Knick bekommen, bei ca. 1/3 ruckt der Verlauf mal etwas... und im untersten Bereich (erste 5-6 Werte) wirkt er *etwas* abgestuft... das leichte Flackern kommt wieder von der niedrigen PWM-Frequenz, in echt geht das geschmeidiger...

Und man sieht hier ganz deutlich, dass eine PWM-Auflösung von 8 Bit für 256 Werte mit Dimmerkurve nicht reicht - daher kommt am Anfang so oft 1 und 2 und 3 usw. - und auch die "LED auf kleinster Stufe an" ist eben noch zu hell im Vergleich zu 12 Bit...

Fazit: bei meinem 30-Kanal-DMX-Dimmer werde ich Hardware-PWM mit 12 Bit und höherer Frequenz einbauen, die einfachen Sachen bekommen keine Dimmerkurve, ist immer noch besser als ruckeln und stufen... käufliche 8-Bit-Geräte haben sowas ja auch nicht (Dimmerkurve meine ich jetzt)

Dieses Fader-Projekt ist hiermit abgeschlossen, die nächste Version wird - wie schon gesagt - SW-mäßig komplett anders aufgebaut...

Anregungen, Fragen und (fundierte, konstruktive) Kritik sind natürlich trotzdem willkommen!

Hi Piet,

Quelle hat der Garfield genannt, das Teil kostet 6 Euro...

wie ich schon geschrieben habe, kann man sich das aber auch sparen - ich war halt damals zu faul zum selber ätzen und wollte das nicht auf Lochraster machen.

Habe aber festgestellt, dass das auch überhaupt kein Problem ist - falls Du jetzt z.B. diesen Fader nachbauen willst (oder auch andere Sachen): auf der Platine vom Hendrik gehen einfach lauter "gerade" Leitungen direkt von nem µC-Pin zu den Dip-Schaltern bzw. den Stiftleisten, das geht auf Streifenraster auch ganz einfach.

Die Platine vom Hendrik ist gut, wenn man Hendriks Schaltungen (LED-Dimmer, Phasenanschnittsdimmer, etc.) bauen will, weil die "Schnittstellen" dafür ausgelegt sind - zum rumexperimentieren ist das nicht so gut, da Du halt hier mal 3 Port-Pins auf ner Stiftleiste hast, dann 2 wieder dort und hier noch einen etc. - der Spannungsregler etc. ist hier eigentlich auch überflüssig, im "Labor" hat man ja meist stabile 5V (und wenn's aus nem Pollin-1,95-Schaltnetzteil ist)

Zum ausprobieren ist es besser, wenn man pro Port eine Leiste hat, sowas kann man sich leicht selbst bauen - siehe unten z.B. mein "Tiny2313-Experimentierboard" - fast nur gerade Streifen-Verbindungen und ein paar Brücken dazu... und eine handvoll Lötnägel an GND und Vcc, dann kann man die Stromversorgung auch gleich weiterpatchen...

Also ich würde empfehlen, zum experimentieren ein "universelles" Board (entweder selbst bauen oder ggfs. dann halt das vom Pollin für 15 Euro, bevor Du hier 6 Euro für ne simple Platine ausgibst), und für "fertige Geräte" jeweils eine angepasste Platine (wo dann gleich die restliche Elektronik auch mit drauf ist) - die vom Hendrik ist weder für das eine noch für das andere optimal...

Die kommt jetzt, damit sie mal "verstaut" ist, in meine LED-Moonflower (da sollte ich auch endlich mal weitermachen), dafür passt sie halbwegs - wenn ich die nicht schon hätte, würde ich dafür jedoch auch ne eigene machen mit den "Endstufen" gleich drauf....

Zum eigentlichen Thema keine Kommentare (Dimmerkurve etc.) - ist wohl doch nicht so interessant...?

Hey, danke, doch ein paar Reaktionen!

ich wollte dazu halt nur mal hören, ob ich da irgendwo nen argen Denkfehler oder was theoretisches falsch gemacht habe - ich habe auch schon mit so Reaktionen gerechnet wie "da sieht man doch keinen Unterschied"... das Video gibt das halt (trotz fester Blende/Verschlußzeit/Weißabgleich) nur ungenügend wieder.

Ist klar, dass es *etwas* dauert, bis das mal jemand anders ausprobiert (ich bin ja selbst an div. Sachen dran, für die ich nie genug Zeit habe, meinWasserhahn z.B. liegt ja auch immer noch kaputt im Eck :wink:), aber über Ergebnisse würde ich mich dann sehr freuen!

Ist ja gut möglich, dass diese Kurve nur für meine Rebels auf den (für Testzwecke) 180 mA passt, und das woanders wieder ganz anders aussieht - die aus dem Mikrocontroller-Forum mit Ihrer noch "krasseren" Kurve betreiben damit ja z.B. auch ne "normale" LED, vielleicht passt die ja genau dafür....?

Und da hätte es mich eben auch interessiert, ob andere den "Knick" in der Kurve auch sehen, oder ob ich mir den nur einbilde, so in der Art, ich weiß, dass er da ist, deswegen sehe ich ihn auch...

Piet: für das Kaminfeuer könnte mein nächstes Projekt für Dich interessant sein: wie schon beschrieben, gibt es da keine extra Routinen mehr für Fader, Einzelfarben etc., sondern es werden nur noch "Einstellungen" aus einem Speicher mit versch. Dauer und mit oder ohne Fading abgespielt - also da ein paar entsprechende Werte von Rot über Orange bis Gelb reingehackt mit unterschiedlicher Dauer und mal mit, mal ohne Fading, könnte schon nen guten Flammen-Flacker-Effekt geben...

Das wird aber etwas dauern, v.a. wegen dem Fading (nur blink blink ist ja simpel, ist ja hier schon drin), da müssen eben Zwischenwerte von einer Einstellung zur nächsten berechnet werden, ich weiß noch nicht, ob 16 Bit da reichen, nicht dass das dann auch wieder wegen Rundungsfehlern ruckelt...

Andy: keine Sorge, DMX kommt dann auch in diesem Projekt - dass man dann per DMX die verschiedenen Programme auswählen kann... und später noch auf jede LED direkt per DMX zugreifen

Was ich mir noch selbst überlegt habe, war das mit der Aussage von Neni, dass die Farbe nur vom Verhältnis (nicht den Absolut-Werten) von Rot, Grün und Blau bestimmt wird, und dass er mit exponentiellem Fading schlechtere Ergebnisse hatte....

Das mit der Farbe stimmt schon: Wenn irgendein Trumm z.B. die Farbe "hellblau" "hat" (wobei Farbe ja weniger eine Eigenschaft als eher ein Zustand ist), dann bleibt die (Extremsituationen mal ausgenommen) bei jeder Beleuchtungsstärke gleich, also egal, ob Schreibtischlampe, bedeckter Himmel oder praller Sonnenschein (Farbtemperatur lassen wir jetzt mal aussen vor) - weil es auch immer das selbe - absolute - Verhältnis von Rot, Grün und Blau reflektiert.... wenn jetzt R, G und B jeweils durch ne exponential-Kurve gebogen werden, dann ist das absolute Verhältnis ja nicht mehr gleich...

Dafür werde ich auch ein kleines Testprogramm machen, dass man einfach R, G und B per DMX einstellen kann (Andy, das ist dann wohl auch für Dich interessant), weil dann kann ich einfach mal am Lichtpult ne Farbe einstellen, und diese dann insgesamt heller und dunkler machen und mal schauen, ob sich an der Farbe (also am Hue) durch die Dimmerkurve was verschiebt... weiß nur nicht, ob ich das dann auch hier reinstellen soll, oder nen extra Thread dafür aufmachen....?

Am Besten wäre es wohl, das Ganze komplett per HSB zu machen (also sowohl von extern als auch bei den internen Programmen), und nur die Helligkeit dann eben über ne Exponentialkurve, dann das Ganze auf RGB umgerechnet - aber ob der ATMega da genug Rechenpower hat, das entsprechend schnell für 30 Kanäle zu machen...?!?

Zur anderen Sache: Neni meinte ja, dass der Fader mit Exponentialkurve bei ihm mehr "gepumpt" bzw. "geflasht" hat als ohne - bei mir ist es genau andersrum... ist vielleicht auch Geschmackssache, oder wieder Psychologie: man denkt sich halt, man hat sich so viel Arbeit gemacht, dann *muss* das ja besser sein

Oder es liegt auch daran, dass meine Kurve nicht so arg "durchgebogen" ist, wie sie lt. Stevens sein müsste... dass sie einfach zufällig ein "guter Kompromiß" ist....?

Und evtl. spielt da auch noch ein anderer Effekt mit rein, dass ne PWM-Dimmung evtl. von sich aus schon nicht linear ist: Andy, Du hast doch bestimmt auch die Doku von Oberflows Dot-Matrix gelesen, da stand doch sowas, dass es mit der Helligkeit nicht so kritisch ist, weil das Auge einen Mischmasch macht aus Spitzenwert feststellen und intergrieren - dass also so ein Dot heller erscheint als der Durchschnittswert, weil dieser ja kurz mal mit Maximalhelligkeit leuchtet... die empfundene Helligkeit ist dann irgendwo zwischen Durchschnitt und Maximalwert (der ja immer gleich ist) - und das müsste bei PWM ja auch so sein....?

>>>>> Kleiner Einschub: das wäre ja evtl. ne Möglichkeit, die empfundene Helligkeit von LEDs bei gleichem Stromverbrauch zu erhöhen, einfach durch Pulsbetrieb? - Ich bin neulich mal an ner Baustelle vorbeigefahren, da hat die (LED-)Warnbeleuchtung leicht geflimmert - es war nicht zu erkennen, warum - war keine Matrix oder sowas - evtl. wurde das da eben aus dem Grund gemacht, dass die Leuchten dann heller erscheinen, obwohl sie auch nicht mehr Strom brauchen...? <<<<<<

Drum wäre es mir ganz recht, wenn sich mal ein paar Leute das Video ansehen und sagen, ob sie den Fader ohne Dimmerkurve (gleich der erste) oder den mit ("Rainbow-Fader DImmerkurve 0,67") harmonischer, geschmeidiger finden... oder gar keinen Unterschied feststellen können

Und auch wegen der PWM-Auflösung, mancher ist ja der Meinung, dass 12 Bit übertrieben sind - aber bei acht Bit verschenkt man halt einfach (wie in der Tabelle zu sehen) einige Stufen im sensibelsten Bereich...

Du Leichenschänder! - der Thread ist doch uralt!

wie da auch schon weiter oben steht, wird da nix mehr weiterentwickelt, das Ding ist soweit fertig.... wie schon gesagt, mir gefällt das nicht, dass das so viele versch. Bestandteile sind, die nächste Version (die ist aber auf nem Mega8, kann das dann auch per DMX ausgeben um weitere Einheiten synchron zu steuern) spielt dann nur noch hinterlegte Programme ab (so wie der "Disco-Blinker" in dieser Version), mit oder ohne Faden, damit kann man dann auch alles machen, so wie bei nem programmierbaren Lichtpult...

Bedienung dann auch per Taster statt DIP-Schalter, evtl. mit Display...

Da kommt dann auch die Dimmerkurve rein, mit 10 Bit BCM....