Sofabeleuchtung

 

Ausgangssituation


Beim Fernsehen braucht man eine dezente Raumbeleuchtung. Und auch sonst sind gemütliche Abende auf dem Sofa nett, wenn es schön schummrig ist.
 

Meine Lösung


Da habe ich im letzten Jahr einen 5m langen Streifen mit RGB-Leds besorgt, was 2011 noch eine richtige Investition war! Der wurde halbiert und nebeneinander auf einen Kunststoffstreifen aus weißem Polystyrol geklebt. Die LEDs sind auf einem selbstklebenden Träger untergebracht und sehen so aus:  

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Es ist kaum zu erkennen, dass die Bauteile von einer dicken transparenten gummiartigen Schicht überzogen sind. Man kann also problemlos über die Beleuchtung mit 'nem feuchten Lappen drüberwischen.  

  Das Leuchtband liegt jetzt hinter der Sofalehne und strahlt Wand und Decke an:  

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Zur Ansteuerung habe ich mir einen Controller mit Fernbedienung und Mikrofon gegönnt:  

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Das Innenleben will ich euch nicht vorenthalten:  

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Die wichtigsten Bauteile darin:  

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(FET, Dual Opamp, PIC Microcontroller, Spannungsregler, Infrarotempfänger)
Die PWM-Frequenz beträgt 122Hz - hm komischer Wert. Warum hat der Entwickler so eine krumme Zahl genommen?  

 
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Meine zweite Lösung

 

  Nach rund einem Jahr steht fest: die einzig dauerhaft erträgliche Farbe ist das Gelb unten links auf der Fernbedienung. Alle anderen Knöpfe sind quasi unbenutzt. Der Gag mit dem Geflacker zur Musik wurde auch nur ein paar mal ausprobiert und dann nie mehr benutzt. Aber das Gelb ist irgendwie nicht das richtige Gelb.
Irgendwie hätte ich wohl lieber das gemütliche Glühbirnenlicht.  

  Damit man das richtig fein einstellen kann, habe ich flugs einen Controller gehäkelt, der die Ledhelligkeit mittels PWM einstellt. So eine 8-Bit PWM kann immerhin 256 unterschiedliche Helligkeitswerte. Das ergibt rechnerisch rund 16 Millionen möglicher Farben. Sollte also reichen, oder?  

  Denkste! Das hat überhaupt nicht funktioniert. Es gab keine vernünftigen Übergänge zwischen den Farben. Das war quasi nur ganz Hell oder ganz dunkel.  

  Aber warum?  

  Jetzt weiß ich: Das Auge empfindet Helligkeit nicht linear sondern erwartet eine Steigerung um die Potenz von ca.2,2. Hier mal als Diagramm:  

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Also habe ich die Software auf 16Bit PWM umgestrickt (65536 Helligkeitsstufen je Farbe), wozu einige Tricks notwendig waren. Details finden sich im Quellcode.
Der Controller arbeitet intern mit üblichen 8MHz - geteilt durch 65536 ergibt das - na? Richtig:122Hz. Wie im Musikcontroller!
Jetzt werden zwar immer noch nur 256 verschiedene Helligkeiten erzeugt, aber die sind parabelförmig ansteigend und das Auge empfindet dabei einen linearen Anstieg.  

  Der Controller wurde auf Lochraster zusammengebraten und der Drahtverhau dann mit viel Heißkleber in einem keilförmigen Kunststoffkästchen untergebracht.  

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Da mich die Kühlkörper im kommerziellen Kontroller so beeindruckt haben, habe ich kleine Kupferbleche als Kühlfahnen an meine FETs gelötet.  

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(Man sieht noch deutlich den PVC-Staub vom Löcher bohren)  

  Die Schaltung ist recht simpel gehalten  

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(Lesbarer als PDF im Software-Download am Ende der Seite)
Ach ja: Am Eingang habe ich noch eine dicke 3A Diode (BYT56M) als Verpolungsschutz eingebaut. Die fehlt im Schaltplan.  

  Auf der Vorderseite befinden sich 5 Taster und 5 winzige Leuchtpunkte. Die Punkte sind 0,8mm Löcher in denen jeweils ein Stück Glasfaser aus einem Lichtleiter steckt. Auf der Innenseite wird die Faser mit je einer blauen LED beleuchtet.
Damit die Glasfaser schön in alle Richtungen strahlt, habe ich die Oberfläche mit 320er Nassschleifpapier angerauht.  

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Leider habe ich nach dem einkleben der Glasfasern das Gehäuse zu früh von der Unterlage genommen, so dass einige Fasern jetzt leicht herausstehen. Das war so nicht gedacht, stört aber auch nicht wirklich.  

  An der Unterseite sind drei Drehknöpfe untergebracht:  

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Diese stellen aber nicht rot, grün und blau ein, sondern die Farbe, den Weißanteil und die Helligkeit. Die Software rechnet das dann um in die zugehörigen rot-grün-blau Anteile. So kann man sich z.B. mit dem linken Knopf ein schönes gelb aussuchen, das mit dem mittleren Knopf etwas blasser drehen und mit dem rechten auf eine angenehme Helligkeit runterdimmen. Die Theorie dazu findet man unter dem Begriff HSV-Farbraum , der natürlich nix mit dem Fußballverein zu tun hat.  

  Mit den linken 4 Tasten ruft man gespeicherte Einstellungen ab. Die fünfte Taste aktiviert die Drehknöpfe. Durch langes drücken auf einen der 4 linken Tasten wird die Poti-Einstellung für diese Taste gespeichert.  

  Das keilförmige Gehäuse wurde mit dem Airbrush wohnzimmertauglich lackiert  

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Im Boden und oben an den Seiten sind kleine Lüftungslöcher, damit es keinen Wärmestau gibt.  

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Die Kühlung scheint ausreichend dimensioniert. Das IR-Thermometer mißt 37° an den FETs und 40° am Spannungsregler. Aber -hui- 67° an der Schutzdiode am Eingang. Das ist ein wenig viel. Hätte ich bloß eine Schottky-Diode genommen! Sowas habe ich aber grade nicht rumliegen und deshalb bekommt die Diode vorsichtshalber ein Schwesterchen (auch wenn das kaum was nützt):  

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  Auf einen Netzschalter und ein Netzgerät im Pult habe ich verzichtet. Als Netzschalter dient ein Zwischenstecker mit Schalter.  

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Der schaltet eine Dreifachsteckdose. Darin stecken ein 12V Netzteil für den Controller und ein 4,5V Netzteil für meine Text-Uhr .  

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Etwas primitiv, aber meine Famile akzeptiert das so.  

  Jetzt wo die erste Version funktioniert ist nach oben hin natürlich noch jede Menge Entwicklungspotential. Inspiriert vom Philips Hue System würde ich das Licht natürlich auch gerne vom Handy aus steuern. Beim Hue kann man seine Lampen per Handy-App über ein Funknetz steuern, mittels Bridge auch von Unterwegs über das Internet. Damit ergeben sich tolle Möglichkeiten. Farbwahl, dimmen, Licht-Szenarien mit mehrere Leuchten oder auch Disco-geflacker zur Musik sind damit machbar. Mittels Timern kann man Einbrechern vorgauckeln, das jemand zu Hause ist.
Um sowas zu realisieren muss ich den Prozessor erstmal ans WLAN hängen. Dafür bietet sich ein ESP8266-01 an. Bluetooth würde auch gehen - dann wird die Sache mit dem Internet aber kompliziert.
Für mein Smartphone müsste ich eine App zur Farbwahl (wieder mit Farbe/Sättigung/Helligkeit Auswahl) programmieren und da sowas wie Timer oder Mikrofon ankoppeln. Ich weiss nur noch nicht, wie ich das System so dicht machen kann, dass mir kein Fremder am Licht rumspielt. Ein klein wenig Verschlüsselung sollte ich da wohl besser vorsehen.
Vielleicht mache ich mich in den dunklen Wintermonaten mal ran und stricke sowas zusammen.  

  Hier ein paar Eindrücke, wie das jetzt im Betrieb aussehen kann:  

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[Bild(38.3k)] [Bild(35.1k)] [Bild(39.9k)] [Bild(38.3k)]

 

  Und für dieses Projekt habe ich die Bestnote eingefahren:
[Bild WAF-Gruen]

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Software und (aktualisierter) Schaltplan: 127sofabeleuchtung.zip
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Aber der Seitenquelltext sieht auch interessant aus, zumindest wenn man ihn mit einem Monospace Font in sehr kleiner Schriftgröße betrachtet.

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