Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Raspberry Pi und LEDs in Abhaengigkeit der umgebenden Lichtverhaeltnisse steuern


von Jose G. (taek)


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Hallo zusammen,

da ich in Elektronik leider noch nicht den grossen Durchblick habe, 
wollte ich dieses Forum benutzen, um Hilfe zu finden, wie ich an mein 
kleines Projekt rangehen kann.

Mein Ziel sieht so aus:

Ich moechte mithilfe des RasPi und einem Lichtsensor die Helligkeit von 
6 weissen LEDs steuern und ab einem Schwellwert diese LEDs ausschalten 
und gleichzeitig 6 IR-LEDs (z.B. Osram LD274-3) ansteuern.

Die weissen LEDs sollen linear mit der Aenderung der Lichtverhaeltnisse 
angesteuert werden: wird es dunkel, sollen die weissen LEDs in derselben 
Weise dunkler scheinen, wird es heller, sollen die LEDs heller scheinen.

So, jetzt meine ersten Fragen:

1.) Als Lichtsensor boete sich ein digitaler Lichtsensor an, oder? Da 
der RasPi keinen ADC von sich aus dabei hat, wuerde ich damit diese 
Komponente sparen. Ich denke mal, das sollte in Ordnung sein, oder? Gibt 
es empfehlenswerte Lichtsensoren?

2.) Der RasPi besitzt nur ein PWM-PIN. Lassen sich damit alle weissen 
LEDs gleichzeitig steuern oder brauche ich ein elektronisches Bauteil, 
das mir die passende Anzahl PWMs liefert?

3.) Ich vermute stark, dass die LEDs (die weissen als auch die IR-LEDs) 
ueber Treiberbausteine angesteuert werden muessen. So ist zumindest mein 
Eindruck nach mehrmaligen "googeln". Wenn das stimmt, was fuer Bauteile 
nimmt man dafuer idealerweise?

Ist das Ganze mit dem RasPi zu realisieren?

Vielleicht kann mir der eine oder andere eine kleine Hilfestellung 
geben.

Schoene Gruesse, Taek

von Wusel D. (stefanfrings_de)


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Ich bin immer wieder verblüfft, was für simple Aufgaben manche Leute mit 
dem Raspberry Pi lösen wollen.

Ein simpler Mikrocontroller wäre viel einfacher, sowohl 
Harwaretechnisch, als auch Softwaretechnisch. Je nach Anzahl der LED's 
kannst Du ganz ohne zusätzliche Bauteile auskommen! Nur ein 
Mikrocontroller, ein wie auch immer gearteter Lichtsensor (z.B. LDR), 
Leuchtdioden, Vorwiderstände und ein Kondensator.

Die Lösung mit Rasberry Pi wäre in etwa so, als ob ich einen Apfel mit 
der Küchenmaschine schälen würde.

1) Ja. Ich habe allerdings noch nie einen Lichtsensor mit digitalem 
Ausgang verwendet oder gesehen. Aber wen Du einen findest, dann viel 
Spaß damit.

2) Nur ein PWM Pin ist aber enttäuschend wenig. Wie dem aus sei, ein Pin 
reicht aus, wenn alle LED's gemeinsam gesteuert werden sollen und es 
sich nicht um mehrfarbige LED's handelt, bei denen die einzelnen Farben 
separate gesteuert werden müssen.

3) Der Ausgang des Raspberry Pi muss durch einen Transistor verstärkt 
werden. Um Dir einen zu empfehlen, brauche ich mehr Angaben zu den 
LED's, der Anzahl und der Stromversorgung.

> Ist das Ganze mit dem RasPi zu realisieren?

Ja. Du kannst damit auch die Klospülung betätigenoder Radio hören, oder 
den Toaster steuern. Aber das ist echt totaler Overkill!

von Peter D. (peda)


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Jose G. schrieb:
> 1.) Als Lichtsensor boete sich ein digitaler Lichtsensor an, oder?

Hast Du einen gefunden?

Oft nimmt man einen Kondensator für die Lichtmessung.
Der Kondensator wird entladen (Pin = Ausgang Low) und dann über den 
Fotwoderstand aufgeladen bis zur Schwellspannung des MC (Pin = Eingang).
Diese gemessenen Zeit ist dann reziprok zur Helligkeit.
Der Vorteil ist, daß man damit eine sehr hohe Dynamik erreichen kann, 
vergleichbar mit einem 24Bit-ADC.

von Jose G. (taek)


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Peter Dannegger schrieb:
> Jose G. schrieb:
>> 1.) Als Lichtsensor boete sich ein digitaler Lichtsensor an, oder?
>
> Hast Du einen gefunden?
>

im Hinterkopf hatte ich den hier: http://www.adafruit.com/products/439 
(TSL2561)

von spess53 (Gast)


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Hi

Könnte auch so etwas sein:

http://www.watterott.com/de/Licht/Frequenz-Wandler-TSL230R

MfG Spess

von Jose G. (taek)


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Wusel Dusel schrieb:
> Ich bin immer wieder verblüfft, was für simple Aufgaben manche Leute mit
> dem Raspberry Pi lösen wollen.
>
> Ein simpler Mikrocontroller wäre viel einfacher, sowohl
> Harwaretechnisch, als auch Softwaretechnisch. Je nach Anzahl der LED's
> kannst Du ganz ohne zusätzliche Bauteile auskommen! Nur ein
> Mikrocontroller, ein wie auch immer gearteter Lichtsensor (z.B. LDR),
> Leuchtdioden, Vorwiderstände und ein Kondensator.
>
> ...
>
> 1) Ja. Ich habe allerdings noch nie einen Lichtsensor mit digitalem
> Ausgang verwendet oder gesehen. Aber wen Du einen findest, dann viel
> Spaß damit.
>
> 2) Nur ein PWM Pin ist aber enttäuschend wenig. Wie dem aus sei, ein Pin
> reicht aus, wenn alle LED's gemeinsam gesteuert werden sollen und es
> sich nicht um mehrfarbige LED's handelt, bei denen die einzelnen Farben
> separate gesteuert werden müssen.
>
> 3) Der Ausgang des Raspberry Pi muss durch einen Transistor verstärkt
> werden. Um Dir einen zu empfehlen, brauche ich mehr Angaben zu den
> LED's, der Anzahl und der Stromversorgung.
>
>> ...

Hallo Wusel Dusel,

ich stimme Dir vollumfaenglich in dem Punkt zu, dass das Ganze overkill 
ist.

Nach allem, was man so liest, ist fuer so eine Aufgabenstellung ein 
Mikrocontroller sinnvoller.

Nun verhaelt es sich bei mir so, dass ich nur den RasPi habe. Den hatte 
ich anfaenglich nur als Spielerei besorgt, aber in der Zwischenzeit ist 
der Wunsch aufgekommen, mit dem RasPi Erfahrung in Elektronik zu 
sammeln.

Und daher ist halt der RasPi die Grundlage fuer meine Aufgabenstellung.

Zu Punkt 1)

Als digitalen Lichtsensor "kenne" ich den hier: 
http://www.adafruit.com/products/439 (TSL2561). Kennen heisst in diesem 
Kontext, dass ich nur das kenne, was dort unter dem Adafruit link zu 
lesen ist, mehr nicht.

Bedeutet "viel Spass damit", dass digitale Lichtsensoren nix taugen?

Zu Punkt 2)

Ja, alle weissen LEDs sollen gemeinsam gesteuert werden.

Zu Punkt 3)

Genauere Angaben zu den weissen LEDs habe ich noch nicht, die IR-LEDs 
sollen die Osram LD274-3 sein. Jeweils sollen 6 zum Einsatz kommen, 
wahlweise auch 4.

Zur Spannungsversorgung: da muss wohl eine externe Spannungsversorgung 
her, weil der RasPi dafuer eher ungeeignet ist. Da habe ich mir noch 
keine Gedanken gemacht.

von seit_z80 (Gast)


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Der TSL2561 lässt sich relativ problemlos am RasPi einsetzen. Ich 
benutze einen RasPi Model A um eine ntp Uhr mit gelben 100 mm 7-Segement 
zu realisieren, d.h. der RasPi kommuniziert per WLAN und zeigt außer der 
Uhrzeit noch andere Werte, wie z.B. Außentemperatur an, die von meinem 
Server kommen.
Das mag technischer Overkill sein, aber bei dem Preis des RasPi und der 
Möglichkeit der WLAN Kommunikation usw. schien mir diese Lösung am 
schnellsten und einfachsten realisierbar zu sein.
Die LEDs am Raspi per Hard- oder Soft-PWM zu betreiben ist ebenfalls 
kein Problem, wenn man schom mal weiß, dass LEDs mit Strom dauerhaft 
leuchten.

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