Diorama verlichting m.b.v. Arduino

[Ajean]

Diorama verlichting m.b.v. Arduino

In mijn vorig draadje (http://forum.beneluxspoor.net/index.php/topic,61527.0.html) heb ik beschreven dat ik met behulp van neopixel leds een dag/nacht simulatie wilde ontwerpen voor mijn diorama.
Na veel pogingen ben ik tot de conclusie gekomen dat het werken met deze neopixel leds -ofschoon er veel mee mogelijk is- niet het door mij gewenste resultaat opleverden.
Ik heb dan ook besloten voor mijn diorama verlichting over te stappen op RGB led strip aangevuld met een gecombineerde warm/koud wit led strip.
Nu zijn er op de markt verschillende producten te krijgen waarmee je RGB led strips kunt aansturen bv. de DR4050-RGB Modelbaanverlichting controller van Digikeijs.

Het nadeel van de meeste verlichtingscontrollers vind ik echter dat je maar een beperkt aantal dagmomenten (nacht, ochtend, dag en avond) kunt instellen ofschoon er in de dag/nacht cyclus veel meer kleurnuances zijn.
Alleen met controllers in het (zeer) hoge prijssegment is dit mogelijk.

Om tot een prijs gunstige oplossing te komen ben ik weer uitgegaan van een Arduino board en op internet op zoek gegaan of er eventueel al een dag/nacht programma te vinden was.
Op de forum site van NScale.net ( http://www.nscale.net/forums/showthread.php?33849-Using-LED-Strips-for-Day-Night-Cycle) kwam ik een programma tegen van Clay Shirky dat voor mij alle mogelijkheden bood die ik op mijn diorama wil toepassen.

Voordelen:

Het aantal in te stellen dagmomenten is oneindig (het interne geheugen van de Arduino is de limit)
Duur van een dagmoment is in te stellen (geld dan voor alle dagmomenten)
Duur van de overgang van het ene naar het andere dagmoment is in te stellen (geld dan voor alle overgangen)

Nadeel:

Alle instellingen (kleurcode dagmoment, duur dagmoment en overgang dagmoment) dienen binnen het programma  geprogrammeerd te worden.
Vooral het instellen van kleur, intensiteit en overgang vergen nogal wat tijd (veel moet proefondervindelijk worden vastgesteld)
Misschien is er op dit forum een Arduino deskundige die de kennis heeft om voor dit programma een interface te schrijven zodat de instellingen  gebruiksvriendelijker kunnen.
Het zelfde geldt voor een eventuele DCC interface.
Zelf bezit ik die kennis niet

Wel heb ik tussen verschillende overgangen van dagmomenten een programmaregel toegevoegd die tijdens zo'n overgang een relais aanstuurt om bv. de straatlantaarns aan en uit te schakelen.

De volgende onderdelen heb (ga) ik gebruiken:

-   Arduino Uno of Arduino Mega
-   Arduino RGB led shield voor RGB led strip
-   2 X een Mosefet breakout voor de gecombineerde warm/koud wit ledstrip
-   externe 12 V voeding (aantal Amp moet ik nog bepalen)
-   1 of meerdere 8 relay modules


Ik hou jullie op de hoogte van verdere ontwikkelingen.


Ajean

[Hans van de Burgt]

@Ajean,

Dit lijkt me een prima initiatief. Op Warley in Birmingham heb ik zo'n dag-/nachtlicht simulator in werking gezien.
Op basis van een RGB strip icm met warm wit licht. Het resultaat was echt geweldig mooi.

Grzz, Hans

[Reinout van Rees]

Ik ben ook aan het nadenken over arduino aansturing voor ledstrips. Waar ik het vooral in ga zoeken is niet zozeer het dagritme, maar meer simulatie van de gebruikelijke variaties gedurende de dag. Dus "zon voor de wolken", "grijziger ivm regenbui", "wow, de zon breekt door". Herfstbaan, vandaar.

Wel wil ik een overgang naar de nacht of, aan de andere kant, het begin van de dag ook kunnen weergeven.

Een vraag: heb je al nagedacht over hoe je het aan wilt sturen? Hoeveel knoppen denk je te gebruiken/nodig te hebben/te willen? Als je meer mogelijkheden wilt wil je denk ik ook meer knoppen. Zelf heb ik een setje "keypads" besteld, dan kan je met een paar pinnen een 4x4 keypad qua input verwerken. Anders loopt het denk ik zo uit de klauwen met pinnen die je nodig gaat hebben.

Mosfet breakout? Hé, daar heb ik nog niet aan gedacht. Vast veel handiger dan losse mosfets. Ik zal eens kijken.

Reinout

[Timo]

Hoi Ajean,

Met gewone strippen is het denk ik al erg mooi mogelijk. Het programma zou ik de basis wel werken. Het is alleen niet zo goed geschreven... Om te beginnen is het geheel blocking geschreven. Extra dingen toevoegen zoals knoppen gaat een probleem worden. Ook is de overgangstijd tussen alle overgangen gelijk.

Als je de code wilt gebruiken zou je het instellen van kleuren om te beginnen al makkelijker kunnen maken door een test programma te schrijven. Hiervoor sluit je 5 potmeters aan de analoge ingangen aan en stuur hiermee de intensiteit van de uitgangen aan. Tegelijk laat je de actuele waardes naar de PC sturen. Op deze manier kan je lekker aan de knoppen draaien tot je een gewenst resultaat hebt en daarna schrijf je de bijbehorende waardes op om te gebruiken in het programma.

Overigens zou een simpele interface voor het later instellen van kleuren zo ook niet zo lastig moeten zijn. Maar dat is wel weer de volgende stap natuurlijk. 

Mosfet break out is op zich leuk maar zo ingewikkeld is een mosfet ook niet  Denk dat je met een break out alleen maar een dradenbende krijgt dat je eigenlijk net zo goed zelf een paar mosfetjes op een shield kan solderen. Of gelijk nog makkelijker, dump de Uno en pak een Nano en een experimenteerprint.

Aan knoppen kan je het natuurlijk zo gek maken als je zelf wilt. Een keypad met een nieuwe overlay is natuurlijk ook een optie. Overigens is de manier waarop dat werkt ook eenvoudig zelf te bouwen met willekeurige knoppen.


Timo

[smits66]

Hoi Ajean

Ik heb al eens een schakeling gemaakt voor het sturen van een rgb led strip, dat werk erg goed, ik heb er een filmpje van gemaakt de kwaliteit is niet zo mooi, misschien heb je er wat aan.

www.youtube.com/watch?v=sAnJ0WYGj7E


Foto: RGB sturing voor Ledstrips.



De diodes kunnen vervallen.

Mvg Paul 

[Ajean]

@ Timo,

Bedankt voor je tip van het testprogramma met potmeters.
Gelukkig heb ik het wiel niet opnieuw hoeven uit te vinden, want op deze site http://workshopweekend.net/arduino/labs/exploring-color heb ik een sketch gevonden die een dergelijk testprogramma beschrijft.
Heb ik nog een vraag: hoe groot moet de waarde van de potmeters zijn. Dit staat nergens beschreven.

Ajean

[Menno]

De waarde maakt waarschijnlijk niet zo veel uit, daar het slechts vergelijken met de interne comperator betreft.

Ik vermoed dat 10 k, net zoals pull-ups in de digitale wereld, geen enkel probleem is, maar hoger of lager ook nog wel werkt.

[Zaandam-Zuid]

Misschien wel een aardige toevoeging: via de I2C-bus van de Arduino een soort van versnelde klok versturen en die door andere Arduino's laten gebruiken om bijvoorbeeld de straatverlichting en de verlichting van je gebouwen te synchroniseren met je kunstmatige dag/nachtritme. Als je de door die klok verstuurde data in een cyclus van 00:00 tot 23:59 laat lopen, maakt dat het programmeren van de verlichtingsstappen een stuk eenvoudiger omdat de tijden overeenkomen met wat je in de grotemensenwereld ook gewend bent. Met de bedragen die je tegenwoordig voor een Arduino Mini of Nano kwijt bent, kun je desgewenst elk huis van zijn eigen Arduino voorzien...

Groeten,
Peter

[Timo]

Dat is inderdaad ook nog een leuke ja. Ik ben zelf alleen geen fan van alleen een vast ritme. Het is leuk als het kan maar een keer een scene vast instellen is ook wel zo leuk. Misschien wil je een avond alleen in het donker zitten of wil je juist foto's maken terwijl het dag is. Daarom vind ik het weer leuk dat de Digirails controller is aan te sturen via DCC. I2C is alleen leuk voor korte afstanden en voor broadcast moet je de Wire library iets tweaken...

Potmeters voor ledjes is gelukkig al heel vaak gedaan Maar nog leuke site, de HSB kleurruimte is ook erg interessant. Waarde van de potmeter is niet zo kritisch. Alles boven de 1k is prima.


Timo

[Zaandam-Zuid]

Hoi Timo,

Is de werkelijkheid niet dat een groot deel van de mensheid een vast ritme aanhangt? Je kunt er natuurlijk altijd voor kiezen om de aangestuurde Arduino's binnen bepaalde grenzen alsnog hun eigen ritme te kiezen. En als je een kloktijd verstuurt, kun je er ook andere info aan toevoegen om de Arduino's op te laten reageren. Bijvoorbeeld zomer/herfst/winter/voorjaar of minimale set verlichting aan/uit.

Groeten,
Peter

[Timo]

Hoi Peter,

Tuurlijk is dat zo. Maar wilde vooral aangeven dat er momenten zijn waar je iets meer regie zou willen hebben over het licht. Stuur je alleen de tijd heb je dat natuurlijk niet echt. Maar natuurlijk is dat uit te breiden. The sky is the limit natuurlijk maar dan moet je wel zelf aan de slag.


Timo

[RudyB]

Een Arduino sketch voor RGB LED Strip besturing op basis van DCC, of digitale inputs, of PC keyboard besturing is

beschikbaar via deze post.


..

[Sander Fondse]

Wat je zou kunnen doen is een 'semi-vast' patroon inbouwen. Zoiets van.

1. Inwoner komt thuis (gang (kort aan)- woonkamer aan - keuken aan(evenlater uit) )
2. Inwoner gaat naar bed (gang (kort aan) - woonkamer (uit) - slaapkamer aan)
3. Alles uit
4. Inwoner wordt wakker

enzovoort, en dan voor elk mini-programmaatje een knopje maken.