Projekte

Netzgerät

Di-Amp

Switchpack

DimmModul-V1

Einleitung

Anforderungen

Umsetzung

Probleme

Technische Daten

Bedienung

Auf- und Nachbau

Ergebnis

DimmModul - Einleitung

Hintergrund des Projekts stellte die Notwendigkeit eines flexibel einsetzbaren Lichteffektsystems für verschiedene Anwendungen dar. Entstehen sollte im Rahmen dieses Projekts ein möglichst universell einsetzbares Steuergerät, welches für mobile Anwendungen in einem 12V-System betrieben werden kann.

Anforderungen ↑

• Betrieb von 12V-Systemen, Speisung durch 12V oder Netz
• Integrierbarkeit in DMX-gesteuerte Lichtanlagen
• Betrieb mit dimmbaren Leuchtmitteln (100Hz-Grundfrequenz)
• Betrieb mit LED-Streifen (flimmerfrei durch hohe Schaltfrequenz bei Streifen ohne eigenen Controller)
• Standalone-Funktionen: automatisches Lauflicht und Sound-To-Light gesteuertes Lauflicht
• Mindesthelligkeit einstellbar

Umsetzung ↑

• Steuereingang RS485 für DMX (5Pol. XLR-Stecker,Buchse), Hardware RDM-fähig
• Ausgänge mit P-MOS-Ventilen geschaltet (Tief-Setz-Steller/Buck-Topologie), Ansteuerung über AVR-PWM-Einheit, Ausgangsfilter zur Reduzierung der Flankensteilheit (fg~16kHz)
• Core: AVR ATtiny2313, Software in C – überarbeitet auf 4313 wg. Firmware-Update
• Netzanschluss über Standard-Industrienetzteil (ab 75W sollte ein Netzteil mit Aktiv-PFC eingesetzt werden)
• 12V Ein- und Ausgänge über 4-Pol- XLR-Stecksystem
• Ausgänge mit Polyfuse auf ca. 2A abgesichert, Eingang mit Schmelzsicherung.
• Sound-To-Light-Modul mit Micro, automatischem Pegelabgleich und Trimmmöglichkeit.
• Auswahl aller Funktionen per Dip-Schalter:
  1. DMX-Modus (exklusiv, sperrt alles anderen Funktionen),
  2. Lauflicht,
  3. Sound-To-Light (2 und 3 kombinierbar),
  4. Schalftfrequenz auf 16kHz erhöhen (für 12V-System ohne eigenen Controller)
  
• Drei BCD-Drehcodoerschalter für DMX-Startadresse in Klartext
• "Eingabe"-Taster, um Mindesthelligkeitsmenü für alle Kanäle nacheinander durchzuschalten, aktueller zu programmierender Kanal wird per 3mm-LED angezeigt, die zugehörige Helligkeit durch eine 5-mm LED. Nach dem letzten Kanal wird die interne Initialisierung des Prozessor durchlaufen, alle Änderungen werden dann wirksam.
• "Up"-Taster, um den Helligkeitwert des per Eingabe-Taster gewählten Kanals zu erhöhen (Überlauf bei höchstem Wert)
• HINWEIS: Die Codiereinheit (DIP-Schalter & DMX-Adresswahl) ist identisch zum "Switchpack"—Projekt und entstammt dessen Layout.

Bekannte Probleme ↑

• Überarbeitung des Ausgangsfilters, mglw. zu hohe Störabstrahlung
• Sound-To-Light-Modul benötigt Spannungsstabilisierung, Einbrüche der Versorgungsspannung durch die angeschlossenen Last beeinflussen die Funktion negativ.
• Programmspeicher des AVR ist voll. Dieses Problem wurde durch Einbau des Pingleichen ATtiny4313 behoben

Technische Daten ↑

• Anschluss 12V oder 230V
• Version1 auf 100W Gesamtleistung ausgelegt.
• 4 Kanäle, entsprechend Nutzung vier aufeinander folgender DMX-Adressen ca. 25W max. je Kanal

Bedienung ↑

Seite 1: (Lüftergitter, DMX und Versorgungsanschlüsse)

• Anschluss von Netzspannung über Kaltgeräte-Stecker, alternativ 12V-Anschluss über 4Pol-Cannon-Stecker (Pin1: +, Pin 2-)
• Umschaltung der Versorgung erfolgt durch den Schalter neben dem Kaltgerätestecker, darunter ist die Eingangssicherung angeordnet (Typ: M-8A 5x20mm).
• DMX wird durch die 5Pol-XLR-Stecker durchgeschleust.

Seite 2: (Montageschiene, Abgangs-Anschlüsse)

• Abgänge durch vier 4-Pol. Cannon-Stecker, Kanal 1 direkt an der kurzen Seite mit Lüftergitter (Pin1: +, Pin 2-)
• Montage an Traverse/Stativ über Befestigungsprofil (M5-Verschraubung)

Oberseite: (Anzeige und Bedienelemente, Beschreibung aus Draufsicht von links nach rechts, rote Dipschalter links, Mikro rechts)

• Modus einstellen: rote DIP-Schalter (oben = ein)
  1. DMX-Modus einschalten (DMX ist exklusiv, Lauflicht und Sound-to-Light sind dann deaktiviert.
  2. Lauflicht einschalten
  3. Sound-To-Light einschalten (Trimm → siehe Sound-To-Light)
  4. Schaltfrequenz von 100Hz (aus) auf 16kHz umstellen (ein)
  
• Startadresse für DMX einstellen
  Die drei BCD-Codierschalter stellen jeweils die hunderter-zehner-einer-Stelle dar.
  Startadresse 316 ergibt sich beispielweise:
  1. Schalter: 3,
  2. Schalter: 1,
  3. Schalter: 6.
  Ungültige Adressen werden mit dem nächstgelegenen Wert übernommen, gültig sind 001 bis 509.
• Taster und Anzeige → linker Taster ist Aufwärts-Taster, rechter Taster ist Eingabe-Taster
  Anzeige: gelbe LEDs im Anzeigefenster (oben links) zeigen aktuelle Kanal-Helligkeit der Kanäle 1 bis 4 (von links nach rechts), unter jeder gelben LED ist eine kleine grüne LED angeordnet; diese zeigt beim Programmieren der Mindesthelligkeit den ausgewählten Kanal.
  Mindesthelligkeit programmieren: Eingabe-Taster drücken → grüne LED unter Kanal 1 leuchtet.
  Mit Aufwärts-Taster die gewünschte Helligkeit einstellen. Beim Überschreiten der maximalen Helligkeit wird der Kanal wieder auf Dunkel gesetzt.
  HINWEIS: Ohne angeschlossene Last kann der Helligkeitswert verfälscht sein.
  Durch Drücken der Eingabe-Taste wird auf den nächsten Kanal gesprungen (nächste grüne LED leuchtet).
  Nach dem vierten Kanal wird durch Drücken der Eingabe-Taste der Programmiermodus verlassen. Dabei werden alle eingegebenen Werte gespeichert und alle weiteren Einstellungen neu abgerufen (Dip-Schalter-Einstellung und Startadresse). Das wird durch kurzes Blinken aller grünen LED signalisiert.
• Sound-To-Light
  Mit dem Trimmer kann die Schwelle für Sound-To-Light-Weiterschaltung kalibriert werden. Die Aufnahme von akustischen Signalen erfolgt über das Mikrofon.


Auf- und Nachbau ↑

Hier gibt es das Projektarchiv.

Es beeinhaltet den Schaltplan (Achtung: statt des im Schaltplan aufgeführte ATtiny2313 muss der größere, pingleiche ATtine4313 eingebaut werden), Stückliste, Layouts und die Programmdaten für den µC. Die Layouts sollten bei unskaliertem Druck auf Transferfolie direkt als Ätzvorlage geeignet sein. Da die Platine hauptsächlich mit SMD-Bauteilen aufgebaut ist, wird ein bisschen Löterfahrung benötigt...
Den µC habe ich per AVR-Studio (oder Nachfolger) und ISP-Programmer auf den ATtiny4313 aufgespielt (.hex für Flash-Speicher, .eep für EE-Prom). Die Fuses des µC sollten so eingestellt werden, dass er den Takt nicht nocheinmal intern teilt, mit externem Quarz betrieben wird (NICHT: Quarzoszillator) und evtl. bei Unterspannung (Brown-Out) abschaltet. Bei falsch programmierten Fuses empfehle ich, eine kurze Internetsuche zu bemühen, da die AVR-µC oft wieder "belebt" werden können.

Ergebnis ↑

Ich habe die Platine für zwei Geräte aufgebaut und jeweils zusammen mit dem Netzteil in ein Gehäuse eingebaut. Ich betreibe an den Dimm-Modulen handelsübliche, dimmbare, farbige LED-Strahler (GU 5.3), die ich in PAR-16-Gehäuse gesteckt habe.

Aufbau und Zusammenstellung eines Gerätes

Testlauf von den beiden aufgebauten Geräten im Stand-Alone-Modus

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