Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

warp3r 21 Lis 2014 14:13 9300 16
  • NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    Witam,
    celem projektu było zaprojektowanie i wykonanie sterownika oświetlenia dla modeli latających, o wystarczająco silnym poziomie oświetlenia, aby model był widoczny także w dzień, z zastosowaniem "budżetowych" diod mocy 3W, bez konieczności stosowania radiatorów zarówno w zaprojektowanym układzie, jak dla samych diod.

    Sercem sterownika jest układ ATTiny. Programowanie układu odbywa się z użyciem bezpłatnego środowiska IDE Arduino.

    Schemat

    NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    Projekt płytki

    NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    Gotowa płytka modułu

    NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    Przykłady kodu źródłowego na stronie projektu.

    Strona projektu Realistic Navigation Lights Module

    Pozdrawiam,
    Andrzej Donczew


    Fajne! Ranking DIY
  • #2 21 Lis 2014 16:59
    cebulator
    Poziom 9  

    Zapytam po raz kolejny. Jaki jest sens stosowania diody 3W przy zasilaniu jej przez rezystor prądem 20mA?

  • #3 21 Lis 2014 20:06
    zgierzman
    Poziom 18  

    Bo świecą jaśniej niż super jasne 5mm przy tym samym prądzie?

    Nie robiłem prób na biurku, ale w teorii Luxeony powinny być czterokrotnie jaśniejsze niż 5mm.

    dane z losowych datasheetów:
    (upraszczam trochę słownictwo, jasność, strumień świetlny itp, ale jeśli ktoś szczegółowo i naukowo "naświetli" problem różnic między jednostkami używanymi w opisie źródeł światła, to chętnie poczytam)

    Luxeon 3W przy prądzie 700mA daje 150 lm i ma prawie liniową charakterystykę intensywności w funkcji prądu. To daje powiedzmy ok 4 lm dla prądu 20mA

    Superbright led 5mm ma jasność max 12 cd przy prądzie 20mA
    Według tego kalkulatora przy kącie rozsyłu 20 stopni mamy raptem niewiele ponad 1 lm

    Poza tym w schemacie są rezystory 100Ω. Przy zasilaniu do 18V popłynie tam prąd nawet do 150mA. 20mA byłoby gdyby ledy zasilane były za stabilizatorem liniowym, ale ze schematu wnoszę, że zasilane są napięciem wejściowym (chyba przez pomyłkę oznaczonym jako Vcc).

    Mnie bardziej interesuje sens wytracania mnóstwa energii na rezystorach 1W. Ja zastosowałbym jakąś wysokosprawną przetwornicę do zamiany nap. wejściowego (do 18V według dokumentacji) na, załóżmy, 4V stabilizowane i z tego zasilałbym diody przez rezystory, na których odkładałyby się ułamki volta zamiast 10 czy 14 voltów. A do tego intensywność świecenia nie zależałaby od napięcia zasilającego.
    Z tego samego napięcia stabilizowanego zasilamy procek i odpada stabilizator liniowy, który też jest niezłą grzałką. Nie ma tu pomiarów wartości analogowych, wystarczy niewyszukana filtracja, szumy napięcia zasilającego procek nie rzutują na pracę układu.

    Ewentualnie poszukałbym jakiegoś scalonego sterownika ledów. Są różne fajne i niedrogie układy regulujące prąd diody przez PWM niezależnie od zasilania.

    Myślę, ze oszczędności prądu z baterii mogłyby być duże.

  • #4 21 Lis 2014 21:17
    cebulator
    Poziom 9  

    Przekonałeś mnie co do stosowania ledów 3W.
    Sposób sterowania jest faktycznie niezbyt adekwatny.
    Tylko przy zastosowaniu zasilania większym prądem trzeba by już zwrócić uwagę na temp. LEDów.
    Bo zasilanie 3W leda przez driver prądem 20mA to też słaby interes.

    Edycja. Zaczynam mieć wątpliwości co do jaśniejszego świecenia 3W niż super jasnej diody. Wziąłeś za przykład diodę Luxeona, która jest niezbyt tania. Dioda 3W z TME za 3 zł wg obliczeń przy 20 mA ma tylko 2.3lm.

  • #5 22 Lis 2014 13:59
    zgierzman
    Poziom 18  

    W sumie zaciekawił mnie temat, więc na szybko zrobiłem mały teścik na częściach z szuflady.

    Bohaterowie:
    1) WW-E101WL0-W4
    1W, 70lm @ 350mA, 140°

    2) LL-304WC-W2-3TC
    3mm, 9000mcd @ 20mA, 30°

    Diody połączone w szereg, prąd 14,5mA

    Teoretycznie dla pierwszej diody mamy około 2,9 lm,
    dla drugiej po przeliczeniach około 1,5 lm

    Na pierwszej diodzie spadek napięcia 2,78V - moc pobierana 0,042W
    Na drugiej 3,08V - moc pobierana 0,046W

    Najpierw zdjęcie:

    NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    Na pierwszym zdjęciu wygląd "stanowiska", na drugim fota na żywca, na trzecim podświetlony od spodu kawałek papieru od drukarki (odległość ok 5 cm).
    Jak widać przy tym samym prądzie mała dioda wydaje się jaśniejsza niż duża.

    No ale mała świeci znacznie węziej niż duża: 30° do 140°...
    Aby wyrównać szanse na dużą diodę założyłem kolimator 20° - teraz światło wysyłane na wszystkie strony podąży podobną drogą jak przez soczewkę małej diody.

    NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    I tu widać wyraźną różnicę w drugą stronę. Szczególnie przy podświetleniu kartki: średnice podświetlonych obszarów są podobne, ale ten od małej diody znika w porównaniu z diodą 1W.

    Tak więc moim zdaniem czasem używanie mocnych diod zasilanych małym prądem może mieć uzasadnienie. Szczególnie w urządzeniach zasilanych z baterii - przy podobnej mocy pobieranej z układu mogą świecić znacznie skuteczniej.

  • #6 22 Lis 2014 20:52
    Sabre
    Poziom 18  

    Panowie zapominacie o podstawowej rzeczy, mianowicie o kącie rozchodzenia się światła. Diody mocy mają kąt nawet do 160 stopni, więc są widoczne z prawie każdej strony (jeśli będzie ich kilka na całym modelu), podczas gdy diody super jasne 5mm mają wąziutki kąt przez co w modelu latającym nie będą widoczne. No i oczywistym jest, że diody mocy przy identycznym prądzie mają wyższą sprawność niż super jasne diody 5mm.

  • #8 23 Lis 2014 10:09
    zgierzman
    Poziom 18  

    Sabre napisał:
    Panowie zapominacie o podstawowej rzeczy, mianowicie o kącie rozchodzenia się światła

    Ja nie zapominam. Dlatego w moim poprzednim poście jest porównanie diod zarówno z kolimatorem jak i bez. ;-)
    Zgadzam się też z tym, że w wielu przypadkach - tak jak w modelu latającym - zależy konstruktorom na możliwie dużych kątach widoczności, więc diody mocy tu są znacznie lepsze.
    Urgon napisał:
    A nie lepiej zamiast przez cały czas zasilać je prądem 20mA przepuszczać przez nie powiedzmy 100mA przez 1/5 sekundy? Pobór energii będzie taki sam, ale jasny błysk będzie lepiej widoczny od średniego świecenia...

    Przy błyskach 200ms z przerwami 800ms to byłby niezły stroboskop ;-) Ale zapewne miałeś na myśli sumaryczny czas, np. 2ms i 8ms ale 100 razy na sekundę, czyli tak na prawdę sterowanie PWM.
    Nie mam pojęcia, czy będzie różnica, ale oko nie reaguje liniowo a logarytmicznie, więc niewielkie nawet zmiany jasności kiedy obiekt jest stosunkowo ciemny będą znacznie bardziej zauważalne niż duże zmiany jasności przy obiektach jasnych.

  • #9 23 Lis 2014 10:49
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Miałem na myśli właśnie 200ms/800ms. Można nawet pokusić się o większe prądy, niż 100mA, na przykład te nominalne dla diod 3W 700mA. Można się nawet pokusić w większych modelach o pracę ciągłą diod 3W, bo im większy model, tym większą masę startową może mieć, więc da radę dołożyć dodatkowy akumulatorek dla oświetlenia. Z oczywistych względów sam modelarstwem lotniczym się nie zajmuję, ale ile czasu średnio taki model w powietrzu spędza? Jeśli mniej niż godzinę, to pojedyncze ogniwo LiIon o pojemności 2100mAh zasili trzy takie diody przez cały czas lotu...

  • #10 23 Lis 2014 11:21
    zgierzman
    Poziom 18  

    Urgon napisał:
    Miałem na myśli właśnie 200ms/800ms.

    To chyba nie jest najlepszy pomysł. Także nie zajmuję się modelarstwem, ale wiem, że ideą jest możliwie dokładne odwzorowanie oryginału. Jeżeli w oryginale lampy pozycyjne świecą światłem ciągłym, to stroboskop w modelu jest nie do zaakceptowania.

  • #11 23 Lis 2014 17:48
    warp3r
    Poziom 9  

    Moduł NLM2 od strony elektrycznej, zaprojektowany został do sterowania diodami mocy sygnałem PWM o częstotliwości 500Hz i impulsach nie dłuższych niż 100ms.
    Typowym czasem sterowania w przykładowych kodach źródłowych, czas ten wynosi 50ms przy impulsach PWM o częstotliwości 500Hz. Wpływ sterowania wartościami PWM w kodzie źródłowym na charakterystykę napięciową na wyjściach modułu, został zaprezentowany na stronie projektu.

    Sugerowane przezemnie diody mocy "budżetowe", a więc w cenie 4-6PLN to zbliżone do jakości PROLIGHT OPTO PM2B-3LWE-SD-X2 o jasności 260lm (!)

    Oczywiście, można także użyć znacznie lepszej jakości diod o jasności 300-500 lm.

    Więcej o zastosowaniu jak i szczegółów dotyczących modułu NLM2, znajdziecie na tej stronie projektu

    Ze względu na to, że projekt jest otwarty, nic nie stoi na przeszkodzie, aby dobrać samodzielnie rezystory w obwodach zasilania LED pod własne potrzeby.

    Poniżej, przykładowe zastosowanie modułu oświetlenia nawigacyjnego w modelu.

    Link


    Dodano po 12 [minuty]:

    zgierzman napisał:
    Urgon napisał:
    Miałem na myśli właśnie 200ms/800ms.

    To chyba nie jest najlepszy pomysł. Także nie zajmuję się modelarstwem, ale wiem, że ideą jest możliwie dokładne odwzorowanie oryginału. Jeżeli w oryginale lampy pozycyjne świecą światłem ciągłym, to stroboskop w modelu jest nie do zaakceptowania.


    Jest nie tylko akceptowalne, ale także zalecane i stosowane w dużych samolotach.


    Link

  • #12 23 Lis 2014 20:59
    cebulator
    Poziom 9  

    Sam projekt jest dobry bo jest bardzo prosty.
    Ale skoro użyte zostały diody 3W to wolałbym sterować je prądem koło 100mA-200mA (nie wiem czy wtedy jeszcze nie potrzeba jakiegoś radiatora ale to praca na 1/7 mocy więc może nie)
    Światła antykolizyjne ( czerwone i zielone na końcu skrzydeł i białe na ogonie) można by połączyć w szereg. Stroboskopy jeżeli by miały błyskać jednocześnie to również j.w.
    A co do tej oszczędności to nie popadajmy w skrajności. Modele godzinę to ciężko mają latać.
    Dla przykładu średni model z Lipo 2200 i silnikiem koło 240W (około 700-1kg). W locie niech średni prąd wynosi 15A. To ile się skróci czas lotu. Z 8,5 min na 8 min (dla założenia, że samo oświetlenie pobiera 1A)
    Czy przy nagrywaniu nie "wchodzą w kadr te błyski"

  • #13 03 Gru 2014 21:21
    warp3r
    Poziom 9  

    Odpowiadając na pytanie, nie. Oświetlenie znajduje się poza kadrem.

    W samym module, istnieje możliwość wykorzystania także dodatkowej funkcjonalności jaką daje użyty mikroprocesor, czyli pomiar napięcia i reagowanie na zadany wcześniej jego poziom.

    Dla przykładu, z modułem można użyć prostego dzielnika napięcia wejściowego, a programowo załączać odpowiedni tryb np. oświetlenia.

    Poniżej schemat takiego dzielnika wraz z aplikacją
    NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    NLM2 Otwarty Projekt na bazie Arduino

    Rezystory dobieramy wg własnego dzielnika, jaki chcemy uzyskać. W przykładzie wykorzystałem rezystory R1=10kOhm i R2=2kOhm. Rezystory mają swoją różną tolerancję, dlatego warto zmierzyć ich oporność rzeczywistą wpisując wartości w kodzie programu.

  • #14 15 Lut 2015 20:54
    agent00
    Poziom 9  

    Witam

    Pisałem na prv w sprawie modułu ale cisza :( , czy jest szansa na zakup takiego cacka :)

  • #15 16 Lut 2015 00:05
    warp3r
    Poziom 9  

    Moduły wykonuję wyłącznie hobbystycznie i na indywidualne potrzeby. Oczywiście że jest taka możliwość, poprzez kontakt na pfmrc.eu.

  • #16 25 Lip 2016 23:49
    jankosz
    Poziom 2  

    Witam,
    czy możliwy jest zakup płytki?
    Pozdrawiam

  • #17 06 Paź 2018 09:15
    omega-2.0
    Poziom 10  

    Witam. Czy ktoś ma kontakt do Andrzeja. Lub może macie gdzieś CAD lub brd do tego projektu?