Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED steuerung via pwm für aquarium


von Lars M. (Firma: GlanzwerK) (glanzwerk)


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Hallo,

Ersteinmal vielen Dank für dieses super Forum! Ich bin neu hier und habe 
schon einiges gelesen. Ich heise Lars, bin Betreiber einer felgenklinik, 
komme aus der nahe von Aschaffenburg am Main- und habe ein Riesen Hobby! 
Meerwasseraquarien.

Da sind wir auch gleich beim Thema:

Ich stelle led Lampen für meine Aquarien her, läuft alles ziemlich gut- 
ich ätze platinen (leider ohne lötstoppmaske- da ich weiß nicht 
hinbekomme :-/) bestücke sie und verdrahte alles mit der Platine von 
coolhardware.

Nun folgendes, ich möchte mich an eine eigene steuerung wagen. Ich 
betreibe die Lampe
Momentan mit einer 24volt ksq von meanwell, arbeite mit 84 3watt high 
power leds, mit dieser Platine kann ich leider nur 7 LEDs in Reihe 
schalten- bestromt werden sie mit 750mA.

Nun der Plan, 67 LEDs in blau, 10 in rot und 7 in UV sollen 
vollautomatisch je nach Uhrzeit gedimmt werden. Das ganze soll am besten 
via bluetooth (pc, Handy) programmierbar bzw einstellbar sein. Sprich 
ich stelle ungefähr ein wie mir die Farben gefallen, falls mir dass doch 
nicht gefallt möchte ich es am
Liebsten per iphone schnell umstellen. Quasi eine x-y Achse 
(zeit-Helligkeit).

Super wäre natürlich auch eine Integration mit WLAN bzw. Eine 
onlineanbindung für die Einstellung per www.

Beim einlesen und durchforsten in google habe ich gesehen das sowas 
schoneinmal realisiert worden ist mit arduino. Solche Bausätze sind 
natürlich dass beste denke ich. Bin noch nicht ganz so fit was layouten 
und ätzen von platinen angeht. Super wäre es- wenn es möglich ist 
mehrere platinen miteinander zu Koppeln um mehrer Lampen
Miteinander zu verbinden und nur eine Programmierung vornehmen zu müssen 
(Master-Slave). Was ich auch zur Tat Umsetzen möchte ist eine 
temperaturuberwachung bzw. Ein Not aus bei Überhitzung zum Schütz der 
LEDs.

Leider habe ich keine Erfahrung im programmieren und hoffe hier einige 
Tipps zu bekommen wie ich dass alles Umsätzen kann. Als Budget stehen 
mir ca 300€ zur Verfügung.

Ich freue mich auf eure Antworten oder eine Zusammenarbeit mit euch- 
nehme auch gerne Angebote entgegen falls ihr bereit seid platinen für 
mich zu atzen oder sonstige Hilfe.

Ist leider echt schwer da ich mein
Hobby sehr genau nehme und die Verdrahtung selbst in die Hand nehmen 
möchte.

Lg
Und einen schönen Abend euch allen

Lars

von Karol B. (johnpatcher)


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Naja, was genau versprichst du dir denn jetzt von dem Beitrag? 
Prinzipiell ist alles was du beschreibst, machbar. Allerdings ist das 
durchaus ein größeres Projekt (gerade für einen Anfänger) und du wirst 
hier kaum jemanden finden, der dir eine individuelle Schritt-für-Schritt 
Anleitung zusammenstellen wird.

Um eine Einarbeitung in die Welt der Mikrocontroller wirst du nicht 
herum kommen. Dafür gibt es hier auf der Seite etliche Tutorials. 
Zunächst einmal solltest du dich auf die Plattform festlegen. AVRs sind 
zumindest hier recht beliebt und sicherlich ein guter Einstieg. Darauf 
basierend setzt auch der Arduino auf, wobei der Einstieg vermutlich noch 
leichter ist. Dafür werden aber viele wichtigen Details weg abstrahiert. 
Ansonsten gibt es auch noch viele anderen Alternativen, wie z.B. MSP430, 
STM32, etc. pp.

Rein von den Steueraufgaben her, müssen aber alle letztendlich das selbe 
tun, nämlich Lichter ein und ausschalten bzw. in der Farbe und 
Intensität beeinflussen. Das Stichwort hierzu heißt PWM [1].

Wo du PWM Werte herkommen bleibt dann dir und deiner Fantasie 
überlassen. Für Bluetooth reicht sicherlich ein einfacher Bluetooth UART 
TTL Tranceiver, für Netzwerkgeschichten empfehle ich persönlich dann 
schon etwas auf Linuxbasis, z.B. einen Raspberry Pi oder ein Beaglebone 
Black, wobei es auch hier fertige Module mit SPI Schnittstelle und 
ähnlichem gibt.

Ein grundlegender Tipp wäre dein Problem in Teilprobleme zu zerlegen. 
Kümmere dich zunächst um die Ansteuerung der LEDs. Fange mit einer 
einzigen LED an. Für deine 80+ LEDs musst du dir dann eine geeignete 
Möglichkeit zur Ansteuerung überlegen (sollen die überhaupt einzeln 
ansteuerbar sein?) weil du wohl kaum einen 80 Pin Mikrocontroller 
verwenden wirst. Eine Möglichkeit wären z.B. Schieberegister oder aber 
dedizierte LED Treiber. Wenn das dann irgendwann einmal steht, kannst du 
dich um die Verbindung mit der Außenwelt (Bluetooth, WiFi, etc.) 
kümmern.

Arbeit ist das jedenfalls mehr als genug und für konkrete 
Hilfestellungen, solltest du wohl auch lieber konkrete Fragen stellen 
;).

[1]: https://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation

Mit freundlichen Grüßen,
Karol Babioch

von MaWin (Gast)


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> LED steuerung via pwm für aquarium

Hast du schon rausgefunden, bis zu welcher Frequenz Meerwasserfische das 
Geflimmmer einer per PWM gedimmten LED noch mitbekommen und vom 
dauernden Geflacker Kopfschmerzen kriegen?

Fische müssen NICHT dieselbe Wahrnehmung haben wie Menschen.

Bau eine Spule mit Freilaufdiode ein, um den Strom zu glätten.

von San L. (zwillingsfreunde)


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MaWin schrieb:
> Hast du schon rausgefunden, bis zu welcher Frequenz Meerwasserfische das
> Geflimmmer einer per PWM gedimmten LED noch mitbekommen und vom
> dauernden Geflacker Kopfschmerzen kriegen?

Müsste man abklären, im grossen und ganzen Unterscheiden sich die Zahlen 
aber kaum von Menschen. Goldfische sehen Beispielsweise 30 Bilder pro 
Sekunde.

Ein Elefantenrüsselfisch, welcher Verhältnissmässig in der Fischwelt 
"schnell" sieht, nimmt 50 Bilder pro Sekunde wahr.

von husten (Gast)


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gibts schon ..  ..

https://www.bluetwiled.com/doku.php
hat mehrere Kanäle mit eigenen KSQs

von Lars M. (Firma: GlanzwerK) (glanzwerk)


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Guten morgen,

Vielen Dank für die hilfreichen Tipps.

@karol:
Also dass war ein sehr aufschlussreicher Tipp mit dem avr, möchte mich 
in die Geschichte genauer einlesen. Mein Plan war es über einen Treiber 
den Strom konstant zu halten sprich 750mA, vor die LEDs wollte ich einen 
Transistor schalten. Somit wäre eine pwm möglich. Meine Hauptaufgabe 
habe ich mir gestellt- steuerung der pwm durch einen Controller. Wie 
wurde diese Schaltung aussehen?

Ich möchte quasi dass selbe basteln wie die bluetwiled steuerung (diese 
verbaue ich momentan) allerdings ist sie sehr umständlich in der 
Software und die Hardware entspricht nicht meinen Vorstellungen. Mir 
fehlt die steuerung über iPhone und leider hat die Platine zu viele 
Kanäle.

Ich brauchte 5 - blau, weiß, rot, grün und uv

Lg
Lars

von Karol B. (johnpatcher)


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Lars Meyer schrieb:
> Mein Plan war es über einen Treiber
> den Strom konstant zu halten sprich 750mA, vor die LEDs wollte ich einen
> Transistor schalten.

So ganz schlau werde ich daraus nicht. Dedizierter LED Treiber also, 
oder "nur" Transistoren? Überhaupt wäre interessant zu wissen, ob du die 
LEDs einzeln ansteuert und in der Helligkeit regeln können willst, oder 
ob alle LEDs einer Farbe parallel angesteuert werden.

Lars Meyer schrieb:
> Meine Hauptaufgabe
> habe ich mir gestellt- steuerung der pwm durch einen Controller.

Dabei hast du ganz prinzipiell zwei Möglichkeiten. Eine Hardware-PWM 
mittels Timer oder eine in Software nachgebaute PWM. Ersteres ist 
sicherlich einfacher, die Anzahl der Kanäle ist aber stark beschränkt. 
Im Normalfall stehen bei AVRs nur zwei Ausgänge pro Timer zur Verfügung.

In Software bist du zwar flexibler, dafür kostet das (gerade bei einer 
höheren Frequenz) eben nicht unbedeutend viel Rechenzeit. Mögliche 
Ansätze werden z.B. hier [1] vorgestellt.

Lars Meyer schrieb:
> Mir
> fehlt die steuerung über iPhone und leider hat die Platine zu viele
> Kanäle.

Das würde ich wirklich ganz hinten anstellen, weil sich das im 
Nachhinein immer noch umsetzen lässt. Allerdings sollte ich gleich zu 
Beginn sagen, dass das iPhone AFAIK kein Bluetooth SPP kann, wodurch 
zumindest der Ansatz mit einfachen Bluetooth UART TTL Transceivern zu 
arbeiten, flach fällt.

Mit freundlichen Grüßen,
Karol Babioch

[1]: https://www.mikrocontroller.net/articles/Soft-PWM

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