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RGB-Rahmen
Bei diesem Projekt steht einmal wieder das Design im Vordergrund - rote, grüne, und blaue LEDs sollten - je Farbgruppe dimmbar - ein schönes Lichtschauspiel bieten. Dazu wurde die folgende Anordnung der LEDs gewählt:
Manche sehen eine Schneeflocke, andere die Blume des Lebens, andere wiederum die reine Geometrie. So oder so, diese Anordnung ist sehr reizvoll, und zum anderen ergeben sich durch diese Anordnung der LEDs viele Überlappungen verschiedener Farbgruppen, was sehr interessant aussieht. Es werden also sieben rote, sechs grüne und sechs blaue LEDs benötigt.
Schaltplan & Software
Die Elektronik ist sehr simpel aufgebaut. Es werden drei PICs verwendet, einer für jeden Farbkanal. Warum? Nun, der PIC16F716 (und alle anderen in seiner Preisklasse) bieten nur einen 10Bit-PWM-Kanal zum Dimmen von LEDs an. Es sollte hier keine Software-PWM verwendet werden, da diese meist eine recht geringe Auflösung haben. Daher also drei PICs, was vielleicht nicht sehr ökonomisch ist, aber dennoch schnell zum Ziel führt. Hier ist der Schaltplan zu sehen:
Hier finden Sie eine hochauflösende Version des Schaltplans.
An jedem PIC hängt ein Potentiometer, verbunden mit dessen ADC-Eingang, womit sich der PWM-Wert einstellen lässt. Intern wird der 8-Bit ADC-Wert noch durch 4 geteilt, somit existieren 64 Helligkeitsstufen. Diese werden aber noch mittels einer PWM-Tabelle in einen Duty-Cycle-Wert für die PWM-Stufe umgerechnet, da sonst die Ausgangshelligkeit der LEDs nicht linear mit der Stellung des Potentiometers anstiege. Durch diese Reskalierung verbleiben effektiv 41 Dimmstufen.
Der Rest ist ziemlich geradeheraus aufgebaut: die LM317-Regler fungieren als 25mA-Konstantstromquelle (siehe auch deren Verwendung im Sport-Display), und der ULN2803A als Treiber für die LEDs. Diese wurden pro Farbe in zwei Gruppen aufgeteilt, da 12V-Betriebsspannung nicht zum Betrieb von sechs LEDs in Serie ausreichen. Die Verluste im LM317 halten sich mit ca. (12V-3×2V)×25mA = 150mW in Grenzen.
Für alle Interessierten gibt es den C-Quellcode und das fertig kompilierte Hex-File hier zum Download: RGBRahmen.zip (2 KB)
Aufbau & Bilder
Der Aufbau sollte recht minimalistisch gehalten werden, um den Fokus auf die LEDs zu lenken. Zunächst wurde das Bohrmuster ganz altmodisch mittels Zirkel auf ein Brett Sperrholz gezeichnet.
Als Potentiometer wurden Studio-Fader verwendet, daher wurden als nächstes mehr oder weniger gerade Schlitze mit der Laubsäge ausgesägt; danach wurde das Holz weiß angesprüht:
Als nächstes wurde die Elektronik aufgebaut und auf einem separaten Brett befestigt:
Dann wurden die Potentiometer eingesetzt und verdrahtet:
Die LEDs wurden mit Leim eingeklebt und verdrahtet:
Verdrahtet mit der Elektronik sieht es dann so aus:
Eingebaut wurde das ganze in einen quadratischen Bilderrahmen; der weiße Stoff darunter soll später als Leinwand dienen. Es ist ein spezieller Stoff aus dem Messebau, der ideal zum Hinterleuchten ist.
Das Problem war, dass bei der geringen Entfernung der LEDs von der Leinwand der Öffnungswinkel der LEDs nicht ausreichte, um entsprechend große Kreise auf die Leinwand zu projizieren. Daher wurden farbige Glas-Steine aus dem Deko-Bereich auf die LEDs geklebt; diese wirken dann wie eine Zerstreuungslinse.
In einem ersten Test sah das schon recht vielversprechend aus:
Nun wurde der Stoff über den Bilderrahmen gespannt und mittels Tackerklammern befestigt:
Provisorisch aufgestellt sieht es schon sehr vielversprechend aus:
Ja, es ist gut gelungen:
Auf der Rückseite sind der zweckentfremdete Bilderrahmenständer, die Farbregler, die Stromversorgungsbuchse, sowie der Ein-/Aus-Schalter zu sehen:
Der Stoff hat eine sehr schöne Struktur, die von den LEDs gut zur Geltung gebracht wird:
