Świąteczne oświetlenie domu 8 tys. lampek

Witam.
Od kilku lat na Święta Bożego Narodzenia przyozdabiam dom.
Co roku zwiększam liczbę lampek i w tym roku jest ich 8 tysięcy. Od kiedy zacząłem interesować się elektroniką, własnoręcznie robię układy sterowania, dzięki którym mogę urozmaicić świąteczną iluminację.
BUDOWA
Całość sterowana jest przez dwa mikrokontrolery ATmega8. Wyjścia z mikrokontrolerów zwielokrotniane są przez zatrzaski ls74374. Obecna iluminacja wykorzystuje 58 niezależnych kanałów.
Na zdjęciu widoczna część płytek.



W tym roku dodatkowo całość można kontrolować za pośrednictwem strony WWW. W tym celu powstał mini serwer na podstawie ENC28j60. Serwer generuje stronę, na której prezentowane są aktualne stany poszczególnych sekcji. Dodatkowo można ręcznie w(y)łączać sekcje lub ustawić automatyczne włączanie i wyłącznie o zadanej godzinie.



Screeny z telefonu:



GWIAZDY (6 kanałów)
Kilka otworów i kilka godzin klejenia.



DZWONEK (2 kanały)
12 metrów pręta i 4 godziny wyginania i spawania.



CHOINKA SPIRALNA (17 kanałów)



7 MAŁYCH TRZY KOLORAWYCH CHOINECZEK (21 kanałów)



Tutaj można obejrzeć filmik prezentujący całą iluminację.


Link

Biorąc tylko same diody po 2014.
To jest 0.02A*8000=160A

Widac że sterują tym albo tyrystory albo tricki wiec zapewne napięcie sieci.

Z obliczeń wychodzi ponad 36kW

KStanek napisał:

Z obliczeń wychodzi ponad 36kW

Trzeba umieć liczyć. Mnie wychodzi niecałe 500W.

KStanek napisał:

Biorąc tylko same diody po 2014.
To jest 0.02A*8000=160A

Jak wyżej - również trzeba umieć liczyć.

KStanek napisał:

Biorąc tylko same diody po 2014.
To jest 0.02A*8000=160A

Widac że sterują tym albo tyrystory albo tricki wiec zapewne napięcie sieci.

Z obliczeń wychodzi ponad 36kW

Nad obliczeniami musisz popracować.

Ten założony prąd to w przypadku, gdy wszystkie diody/żaróweczki są połączone równolegle, a tak nie jest.

Zgadza się, z pomiarów wynika, że całość bierze około 400 W.
Gdy oświetlenie jest wyłączone, pobór zasilaczy wynosi 12W.
Choinka spiralna max 45W
Gwiazdy ~21W
Dzwonek ~14W
Dach, parapety, świerk ~115 W (bo na świerku są lampki żarnikowe)
7 choinek max 175 (również lampki żarnikowe)
Są to wartości przybliżone bo pobór mocy zależy od aktualnej sekwencji.

Jakim napięciem zasilane są lampki i czy przewody wielożyłowe widoczne na zdjęciu to zwykła skrętka UTP?

Pozdrawiam

Fajny patent z tą spiralą. Tylko moim zdaniem choinka wyszła trochę za bardzo wychudzona, w sensie że mogła być szersza u podstawy . Proponuje tam jeszcze dołożyć drugi zestaw lampek ułożonych klasycznie tj. pionowo z góry na dół powiedzmy 16 kanałów albo 32 w 2 różnych kolorach też daje ciekawe możliwości animacji w połączeniu ze spiralą efekt powinien być naprawdę fajny Warto też rozważyć sterowanie jasnością a nie tylko włącz wyłącz. Przy takiej ilości elementów można się już pobawić w synchronizację z muzyką Powinno dać ciekawy efekt. Rozważ możliwość połączenia systemu z oprogramowaniem vixen - bardzo ciekawy soft sam go używam od jakiegoś czasu i gdzieś było SDK do napisania własnego plugina wyjściowego.

Lampki zasilane są napięciem sieciowym a przewody to zwykła skrętka. Zdaje sobie z tego sprawę, że nie jest stworzona do tego ale od kilku lat sprawdza się a fundusze studenta nie pozwalają na lepsze przewody.

Dodano po 35 [minuty]:

Też tak myślę że jest trochę za chuda ale na przyszły rok ją trochę przerobie.

KJ napisał:

Rozważ możliwość połączenia systemu z oprogramowaniem vixen - bardzo ciekawy soft sam go używam od jakiegoś czasu i gdzieś było SDK do napisania własnego plugina wyjściowego.

Pierwszy raz słyszę o systemie Vixen, wiedziałem tylko o Light-O-Rama jednak jest zdecydowanie za drogi dla mnie, z tego względu myślę o napisaniu własnego systemu do synchronizacji z muzyką. Marzę o tym od dawna jednak zawsze brakuje czasu

KJ napisał:

Warto też rozważyć sterowanie jasnością a nie tylko włącz wyłącz.

Większość z płytek jest do tego przystosowana ponieważ posiada optotriaki moc3020 które pozwalają włączać triaka w dowolnym momencie. Natomiast pierwsze trzy moje płytki posiadają optotriaki moc3041. Ktoś je polecał bo mają detekcje fazy. Nie dość że były droższe to jeszcze w przyszłości będę musiał je wyrzucić.

Dziękuje bardzo za zainteresowanie tematem oraz za podrzucane pomysły

Lukasz12510 napisał:

Natomiast pierwsze trzy moje płytki posiadają optotriaki moc3041. Ktoś je polecał bo mają detekcje fazy. Nie dość że były droższe to jeszcze w przyszłości będę musiał je wyrzucić.

Dlaczego od razu wyrzucić? Potrzebujesz tam regulację jasności? Jeśli tak, to musisz zrobić PWM, bo LED-y fazowo kiepsko się sterują. Jeśli chcesz robić regulację jasności LED-ów to i tak musisz przerobić cały układ wykonawczy, a do włącz wyłącz ten MOC spokojnie się nadaje.

Heh jak to mówią "o gustach się nie dyskutuje". Gdybym się wstydził i nie podobało mi się to to bym tego nie robił
Do sterowania jasnością LED, faktycznie trzeba by było zastosować napięcie stałe i PWM. W takim przypadku wystarczyło by pomyśleć o zmianie triaków BT138 na odpowiednie tranzystory.

Lukasz12510 napisał:

Do sterowania jasnością LED, faktycznie trzeba by było zastosować napięcie stałe i PWM. W takim przypadku wystarczyło by pomyśleć o zmianie triaków BT138 na odpowiednie tranzystory.

Ja bym zrobił tak - jako wykonawczy tranzystor typu MOSFET, np. IRF840, zaś izolację załatwisz poprzez dowolny transoptor np. popularny CNY17, czy PC817. Optotriak nie nadaje się do sterowania tranzystorem.
Dlatego jak pisałem - cały stopień wykonawczy do zmiany.

Kolega KJ kiedyś zrobił podobny system Link : https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2170973.html

Kilka lat temu robiłem podobny projekt. 64 kanały reg. fazowej dla zwykłych lampek.
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1177482.html

Dzisiaj opracowałem bardziej uniwersalny system z możliwością rozbudowy i z różnymi wyjściami: przekaźniki, tranzystory on/off, PWMy niskiego napięcia i sieciowego, reg. fazowe, kompatybilne działające w jednym systemie. Całość składa się z niezależnych modułów i można skompletować max około 64 wyjścia.

W przyszłym roku proponuję stworzyć system bardziej rozproszony, tj kilka modułów wykonawczych (najlepiej 1 moduł na 1 ozdobę) + główny moduł sterujący i wszystko spięte ze sobą jakąś magistralą (DMX?). W ten sposób po 1. lepiej jest zasilić wszystko bezpieczniejszym napięciem (24V), bo nie musisz pęku grubszych kabli prowadzić od modułu umieszczonego w domu do każdej ozdoby. Posiadasz 58 kanałów, więc w zależności od połączenia byłoby to co najmniej 59 grubszych przewodów do pociągnięcia. Dodatkowo jeśli każdego roku stawiasz ozdoby mniej więcej w tym samym miejscu, kable mogą zostać przez lato, można nawet pokusić się o ich zakopanie, ukrycie pod tynkiem itp. Przy ulepszaniu ozdób nie będziesz musiał ich wymieniać, jeśli na początku dobrze to przemyślisz.

Dodatkowe plusy: lepsza podstawa do sterowania PWMem i stałym napięciem ledów, łatwiejsze możliwości rozbudowy (wystarczy dostawić lub wymienić 1 sterownik sterujący konkretną ozdobą), możliwość osiągnięcia dużo większej ilości kanałów w jednym zintegrowanym systemie (do 512 przy zastosowaniu pojedynczej magistrali DMX, przy innym rozwiązaniu lub większej ilości magistrali DMX o wiele więcej) no i przy DMXie bardzo łatwo jest to wtedy zintegrować z już istniejącymi systemami i oprogramowaniem do sterowania oświetleniem.

Ja widziałem profesjonalny system oświetlenia to tam transmisja odbywa się po sieci LAN. Moduł wykonawczy był schowany w puszcze hermetycznej a do niej wchodziło zasilanie sieciowe(230v) ,wyjścia poszczególnych kanałów , wejście i wyjście lan i moduły były łączone w szeregu ,co w prostocie do sterownika głównego mógł wchodzić tylko jeden port .

konrad123456 napisał:

Ja widziałem profesjonalny system oświetlenia to tam transmisja odbywa się po sieci LAN. Moduł wykonawczy był schowany w puszcze hermetycznej a do niej wchodziło zasilanie sieciowe(230v) ,wyjścia poszczególnych kanałów , wejście i wyjście lan i moduły były łączone w szeregu ,co w prostocie do sterownika głównego mógł wchodzić tylko jeden port .

Używany był faktycznie protokół lan, czy po prostu skrętka i wtyczki RJ45? W 2 przypadku mógł być to równie dobrze DMX, tylko na innych wtyczkach.

konrad123456:
Jakie ma znaczenie czy będziemy sterować jasnością poprzez PWM, czy fazowo?
Przy sterowaniu napięciem stałym dochodzą dodatkowe elementy zupełnie niepotrzebnie, a przy sterowaniu fazowym w zasadzie już wszystko jest. Przy takiej ilości światła i tak regulacja jasności odbywać się będzie w kilku krokach może w ośmiu dla lepszego wizualnego efektu, bo stosowanie dwustu czy trzystu kroków, nikt nie zauważy drobnych przejść między kolejnymi fazami ściemniania czy rozjaśniania.

Zwróćcie uwagę na oświetlenie LED z Chin na choinkę. Tam regulacja jasności jest w kilku krokach, a jaki efekt.

gbd.reg napisał:

Używany był faktycznie protokół lan, czy po prostu skrętka i wtyczki RJ45? W 2 przypadku mógł być to równie dobrze DMX, tylko na innych wtyczkach.

LAN to nie protokół tylko skrót od Local Area Network.
Istnieje protokół sieci LAN do przekazywania informacji dot. sterowania oświetleniem i dający możliwość konwersji na DMX (zgodność ilości kanałów itp.) nazywa się ArtNET. Polecam - jest dużo projektów na arduino i dużo programów do sterownia - od darmowych po profesjonalne.

Bizart napisał:

Jakie ma znaczenie czy będziemy sterować jasnością poprzez PWM, czy fazowo?

Diody sterowane przez PWM sprawują się lepiej, jasność regulowana jest bardziej liniowo, płynnie. Poza tym diody mają dużo mniejszą bezwładność, niż żarówki i przy niskich jasnościach ich mruganie przy sterowaniu fazowym może być widoczne kątem oka (a takie mruganie najbardziej irytuje ).

Bizart napisał:

Przy takiej ilości światła i tak regulacja jasności odbywać się będzie w kilku krokach może w ośmiu dla lepszego wizualnego efektu, bo stosowanie dwustu czy trzystu kroków, nikt nie zauważy drobnych przejść między kolejnymi fazami ściemniania czy rozjaśniania.

A to już zależy od zastosowanego programu. Chińskie światełka na choinkę mają tak dobrane programy, aby nie robiło to zbyt dużej różnicy. Przy bardzo wolnych przejściach albo próbie uzyskania konkretnego koloru lub płynnych przejść między kolorami przy diodach RGB będzie już to stanowiło pewną barierę.

hubiwit napisał:

LAN to nie protokół tylko skrót od Local Area Network.
Istnieje protokół sieci LAN do przekazywania informacji dot. sterowania oświetleniem i dający możliwość konwersji na DMX (zgodność ilości kanałów itp.) nazywa się ArtNET. Polecam - jest dużo projektów na arduino i dużo programów do sterownia - od darmowych po profesjonalne.

Może źle się wyraziłem. Chodziło mi o to, czy to faktycznie jest przesył danych po LANie, czy wykorzystane zostały wyłącznie kable LAN, a wewnątrz kabli dane przesyłane są najzwyklejszym DMXem. Bo takie rozwiązanie często się stosuje w systemach, które są rzadziej modyfikowane, ale wtedy stosuje się zwykle RJ11, a nie RJ45. No chyba, że komuś potrzeba więcej magistral DMX w jednym kablu.

W jakim języku pisany program pod obsługę ENC28j60?

Bizart napisał:

Jakie ma znaczenie czy będziemy sterować jasnością poprzez PWM, czy fazowo?

To spróbuj sobie sterować prostą "żarówkę" LED za pomocą zwykłego ściemniacza - zobaczysz jaki będzie efekt.

W wypowiedzi zaznaczyłem, że przy 8 tys. LED to kto zauważy niedoskonałości regulacji.
I twierdzę nadal, że w tym przypadku nawet lepsza będzie regulacja fazowa.

Z jednym LED można się bawić na różne sposoby ale z tysiącami...

Podłącz sobie Kolego te 8000 LED pod regulator fazowy i sprawdź czy na pewno masz rację.

Świetny projekt , gratuluje.
Mam pytanie odnośnie kodu - w jakim języku napisany? Jeśli w C czy jest możliwość udostępnienia?

Bizart napisał:

W wypowiedzi zaznaczyłem, że przy 8 tys. LED to kto zauważy niedoskonałości regulacji.
I twierdzę nadal, że w tym przypadku nawet lepsza będzie regulacja fazowa.

Jeśli kanałów byłoby z 500 to może nie byłoby to aż tak widoczne. Przy 58 niestety będzie to bardzo widoczne, bo duże grupy LEDów świecą dokładnie tak samo. I widoczne to będzie nawet przy 8 tysiącach kanałów, zależy wszystko od tego jak te kanały ze sobą będą współgrać.

Panowie spokojnie, lampki choinkowe to sznur diod LED połączonych szeregowo, zasilanych przez najzwyklejszy prostownik Graetza. Porównanie do żarówki LED jest nietrafione - nie ma tam żadnych bardziej skomplikowanych obwodów jak w żarówkach LED, żadnych kondensatorów.
Regulacja fazowa takich lampek choinkowych LED faktycznie nie jest idealna, ale jak najbardziej możliwa.

To forum ma służyć. Więc proszę niech każdy zaproponuje prosty schemat swojego sterowania. Na początek niech to będzie jeden obwód z regulacją jaka mu pasuje.

Zaczynamy od symbolicznego procesora, a kończymy na łańcuchach LED. Niech proponowany układ będzie logicznie kompletny.
Ja też chcę się jeszcze czegoś nauczyć.

A ten kto chciał się pochwalić swoją pracą, będzie mógł ocenić koszty dalszej realizacji swoich ozdób świątecznych i ewentualnej jej animacji.

Bizart napisał:

Więc proszę niech każdy zaproponuje prosty schemat swojego sterowania. Na początek niech to będzie jeden obwód z regulacją jaka mu pasuje.

Tylko po co? To jest DIY, omawiamy czyjąś konstrukcję, a nie tworzymy nową. Jak Autor będzie zainteresowany to z pewnością zapyta, zwłaszcza że propozycja zmiany obwodu wykonawczego już padła. Przypuszczam że jakikolwiek nowy układ powstanie pewnie mniej więcej za rok.

komatssu napisał:

Regulacja fazowa takich lampek choinkowych LED faktycznie nie jest idealna, ale jak najbardziej możliwa.

W bardzo wąskim zakresie i na dodatek nie zawsze. Nie wierzysz? Weź ściemniacz do żarówek, podłącz nawet 5, czy 10 LED-ów szeregowo przez rezystor i diodę (żeby nie było że zaawansowana elektronika) i sprawdź czy działa. Gwarantuję, że nie będzie działało. Poszukaj odpowiedzi dlaczego nie działa.

Jeśli to jest DIY to jestem w dobrym miejscu. Po co gadać jak można pokazać. Jeden mały schemat więcej mówi niż niezliczone linie tekstu.

Autor postu napisał że ma gotowy układ wykonawczy na triakach i nie ma zbyt wielu środków na zmiany czy modernizację. Więc nadal będę sugerował sterowanie fazowe, bo do osiągnięcia celu jest mu potrzebny detektor zera sieci i podłączyć go do przerwania procesora.

Kilka elementów, koszt znikomy. Dzięki temu Nasz student usiądzie w ciepłych kapciach przed komputerem i bawi się dalej.

Życzę sukcesów!
I oczekuję filmików z pracy.

Artur k. napisał:

komatssu napisał:

Regulacja fazowa takich lampek choinkowych LED faktycznie nie jest idealna, ale jak najbardziej możliwa.

W bardzo wąskim zakresie i na dodatek nie zawsze. Nie wierzysz? Weź ściemniacz do żarówek, podłącz nawet 5, czy 10 LED-ów szeregowo przez rezystor i diodę (żeby nie było że zaawansowana elektronika) i sprawdź czy działa. Gwarantuję, że nie będzie działało. Poszukaj odpowiedzi dlaczego nie działa.

Przepraszam, ale ja o żadnym ściemniaczu nawet słowem nie wspomniałem, lecz pisałem ogólnie o sterowaniu fazowym - triakiem, tyrystorem, tranzystorem - wszystko jedno. Ściemniacz oświetleniowy do poprawnej pracy potrzebuje ciągłego przepływu prądu spoczynkowego przez obciążenie, dlatego nie zadziała z diodami LED które mają nieliniową charakterystykę u(i).