240 lumen lichtwerfer

[robocat]

hi ihr,

beim letzten schrottsammeln (eine meiner lieblingsbeschäftigungen) fiel mir ein tolles spielzeug in die hände: ein nintendo super scope.
Bild hier  
paar infos dazu gibts hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Super_Scope

um das ding für etwas sinnvolles zu verwenden, will ich daraus eine möglichst helle led-lampe bauen (der begriff taschenlampe ist wohl unpassend).

angedacht war folgendes (verbesserungsvorschläge willkommen):

die innereien landen im bastelschrank, stattdessen wird darin eine Seoul Z-LED P4 Star, weiß, 240 Lumen untergebracht (infos dazu hier: http://www.leds.de/product_info.php?...240-Lumen.html), dazu ein atmega (helligkeit über pwm regelbar, wahr scheins mit einem poti). versorgt werden soll das ganze wahrscheinlich mit einem 7,2V-akku (racing-pack). ein step-down-wandler anstelle eines ordinären 78xx wäre wohl von vorteil, um nicht sinnlos strom in wärme zu wandeln.

damit komme ich zu meinen fragen:
1. die led zieht bis zu 1A bei 3,8V - da wird einiges an wärme abzuführen sein (auch wenn ich sie wohl eher selten mit peak current betreibe). kühlkörper und wärmeleitpaste sind da wohl pflicht. nur, wie muss ich den kühlkörper dimensionieren, vor allem, weil er ja mit im gehäuse verbaut wird? (geringe luftzirkulation - einen lüfter wollte ich vermeiden)

2. der abstrahlwinkel der p4 beträgt 125°. es gibt auch eine optik zu kaufen, die auf 25° fokussiert. am liebsten wäre mir natürlich beides, also im idealfall ein verstellbarer fokus. hat da jemand eine idee?

3. mit einem spannungswandler könnte ich evtl mein akkupack (6 zellen) länger nutzen, aber laufe ich da nicht gefahr, dass eine der zellen krepiert (<0V)? was für ein bauteil/schaltung wäre zu empfehlen?

das budget ist mal wieder äusserst beschränkt (die led wird mich schon 8,50+versand kosten.. das ist viel).

weitere features, die ich einbauen könnte, wären auch interessant.. wenn jemandem was einfällt (nein, kartoffelkanone eher nicht^^).

über antworten freut sich eure katze

[Reeper]

In dem Shop findest du auchs ehr kleine Spannungswandler/Regler, jedoch ist der Preis auch nicht niedrig
http://www.led-shop24.de/pi-19437754...?categoryId=13

[HannoHupmann]

@Cat, vielleicht kann man das Pferd von hinten aufzäumen. Was soll den später der Effekt sein? 8,50€ für eine LED ich hoffe du hast sie noch nicht bestellt, den eventuell gibt es andere Möglichkeiten die einen viel schönreren Effekt erzielen.

[Manf]

weitere features, die ich einbauen könnte, wären auch interessant.. wenn jemandem was einfällt (nein, kartoffelkanone eher nicht^^).

Eine zusätliche Laserzieleinrichtung fiel mir als erstes ein.
Soetwas wir häufig bei berührungsloser Temperaturmessung eingesetzt:
http://www.neumann-messgeraete.at/032_Temperatur.htm

Hier gibt es auch eine kleine Wärmebildkamera, der Preis kommt langsam näher, wenn auch die Auflösung dann noch gering ist:
http://www.neumann-messgeraete.at/PDF/IR-1000.pdf

[robocat]

so eine wärmebildkamera wäre natürlich was tolles, sprengt aber den preislichen rahmen völlig. dann noch eher ein ir-led-cluster und eine billige cam vorne, und hinten ein beleuchtetes display - quasi also eine art nachtsichtgerät. technisch würde mir die umsetzung mehr spass machen als "nur ne lampe", vom gefühl her würde ich aber sagen, dass mir die lampe mehr nutzen bringt.

einen laser mit dran zu machen (auch wenn mir kein direkter nutzen dafür einfällt) ist schon fast beschlossene sache, weil ein discounter hier welche für 2,99 verscherbelt. vielleicht könnte man über modulation und laufzeitmessung die entfernung bestimmen? das wäre interessant, ich habe nur einige zweifel, ob da ein 16MHz µC schnell genug ist. das werde ich mal versuchen durchzurechnen, vielleicht kann auch jemand etwas dazu sagen.

@Hanno:
nein, ich habe noch nichts geordert und bin offen für andere vorschläge. fest steht nur das scope als gehäuse, dass es nicht zu teuer werden darf, und dass es möglichst hell leuchten soll (wird wohl auf einen kompromiss kosten/helligkeit hinauslaufen).

evtl sollte ich eher mehrere leds (mit verschiedenen abstrahlwinkeln) kombinieren? ideal wäre die möglichkeit, sowohl objekte in größerer entfernung anzuleuchten, als auch kleine räume gut auszuleuchten.

wäre nicht der kühlkörper, hätte ich versucht, die led in der optik beweglich zu machen, um den abstrahlwinkel zu variieren.

@Reeper, ich kenne diese stromquellen, die sind sehr klein aufgebaut um in handelsüblichen taschenlampen platz zu finden. platz habe ich genug, deshalb werde ich mir da wohl selber was aufbauen (kostenfaktor).

danke für eure antworten, vielleicht kommen ja noch ein paar ideen und vorschläge. ich werde später mal das scope auseinandernehmen und bilder davon machen, vielleicht interessiert es ja den einen oder anderen.

gruesse von der katz

[robocat]

um es etwas spannender zu gestalten, hat der hersteller 2 spezialschrauben verwendet, um das gehäuse zu "sichern", aber mit etwas phantasie war auch das keine wirkliche hürde.

hier also ein paar bilder vom innenleben (png-format, deshalb etwas lange ladezeiten, fürchte ich):

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

interessant, dass hinter der linse keinerlei optoelektronik zu finden war. das nächste element ist die schaltung im metallkästchen. hat hier schon jemand vor mir "gewildert", oder wie wird der kathodenstrahl (heisst das so?) auf dem bildschirm erfasst? beim flüchtigen angucken habe ich zumindest keine offenen stecker entdeckt, die darauf hindeuten würden, dass etwas fehlt.

gruesse von der katz

[HannoHupmann]

Hallo Robocat, mit mehr LEDs zu kleinerem Preis kommst du vielleich auch auf die gleiche Ausleuchtung. Es macht ja auch nur dann Sinn eine starke LED zu verwenden, wenn für mehrere kleine LED kein Platz ist oder aufgrund anderer Schwirigkeiten.

[robocat]

hallo,
ich habe zwar noch nichts fertig, aber wollte euch mal auf dem laufenden halten. zuerst sei ein irrtum korrigiert:

die original lightgun hat sehr wohl eine optik, in der metall-box (oben zu sehen) ist ein kleiner spalt mit einem phototransistor dahinter. habe ich vor lauter husch-husch übersehen.

leds habe ich inzwischen welche geschenkt bekommen, zwar keine P4, aber hell genug für meine zwecke. damit sind nun folgende features geplant:
- 1 led (1,2W) mit optik für weitsicht, mit PWM über ein poti regelbar, wahlweise schalt- oder tastbar
- 2 leds (auch je 1,2W) für den nahbereich, großer abstrahlwinkel, ebenfalls mit PWM über ein poti regelbar, wahlweise schalt- oder tastbar
- Laser (über taster schaltbar, aus einem billigen laserpointer entwendet)
- 3 IR-leds, bereits fertig im gerät vorhanden, über taster schaltbar)

nah- und/oder fernsicht wird mittels eines 3fach-schalters ausgewählt, dauerbetrieb oder tastbetrieb ist über einen weiteren schalter wählbar. dazu noch ein POWERONOFF (habe gehört, dass ein russe dieses namens den ein/aus-schalter erfunden hat, eine beachtliche erfindung).

als versorgung dienen 6 mignons (in reihe) da das batteriefach dafür bereits vorhanden ist. diese wird mit einem step-down (LM2576-adj, datenblatt: http://www.national.com/ds.cgi/LM/LM2576.pdf) auf etwa 4V eingestellt, um sowohl die leds als auch den atmega versorgen. damit kann meine batteriespannung bis auf ca. 5V sinken, ohne dass sich die leistung verringert.

Bild hier  

ich melde mich wieder, wenn es fortschritte (oder probleme) gibt.

gruesse von der katz

[robocat]

inzwischen habe ich die schaltung aufgebaut, und das gehäuse ist auch bald fertig. der laser wanderte (skizze siehe oben) dorthin, wo die IR-leds eingezeichnet sind (diese habe ich weggelassen).

hier ist ein bild von der elektronik:

Bild hier  

schaltplan für step-down ist folgender:

Bild hier  
(aus dem datenblatt, hoffe das ist ok, datenblatt hier: http://www.national.com/pf/LM/LM2576.html#Datasheet)

danach eine simple mega8 grundschaltung mit folgenden besonderheiten:
- an PC0 und PC1 der abgriff der beiden potis (angeschlossen zwischen den 4V vom step-down und masse), damit werden die beiden PWMs gesteuert
- an PC2 die spannung der batterien, über einen spannungsteiler runtergeteilt (7.6/4,3kOhm) auf < 4V (damit werden die 3 batterie-überwachungs-leds angesteuert)
- an PB2 (OC1B) und PB3 (OC2) hängen 2 transistoren (BC337), die die leds ansteuern
- batterie-leds (3) an PD0, PD1, PD2 (high-active)
- eingänge:
full-bright an PB7
schalter (licht immer an oder nur mit taster) an PD5
taster (1) an PB0
taster (2) an PB6 (selbe funktion)
umschalter (3 schaltstufen) an PD6 und PD7

warum ich das so genau erkläre:
naja, weil man sonst den sourcecode nicht versteht, der hier folgt (ASM):

   .NOLIST                
   .INCLUDE <m8def.inc> 
   .LIST                    

   .def temp    = r20 
   .def pwmval1 = r21 
   .def pwmval2 = r22 
   .def batval  = r23 

   .CSEG                    
   .org 0 

   ; Interupt Vektoren 
   rjmp    init           ; Reset Handler 
   reti                   ; IRQ0 Handler 
   reti                   ; IRQ1 Handler 
   reti                   ; Timer2 Compare Handler 
   reti                   ; Timer2 Overflow Handler 
   reti                   ; Timer1 Capture Handler 
   reti                   ; Timer1 CompareA Handler 
   reti                   ; Timer1 CompareB Handler 
   reti                   ; Timer1 Overflow Handler 
   reti                   ; Timer0 Overflow Handler 
   reti                   ; SPI Transfer Complete Handler 
   reti                   ; USART RX Complete Handler 
   reti                   ; UDR Empty Handler 
   reti                   ; USART TX Complete Handler 
   rjmp ADCfertig         ; ADC Conversion Complete Handler 
   reti                   ; EEPROM Ready Handler 
   reti                   ; Analog Comparator Handler 
   reti                   ; Two-wire Serial Interface Handler 
   reti                   ; Store Program Memory Ready Handler

init: 

;Stackpointer 
   ldi  temp,  LOW(RAMEND) 
   out  SPL,   temp 
   ldi  temp,  HIGH(RAMEND) 
   out  SPH,   temp 

;Aus/Eingänge 
   ldi temp,  248
   out  DDRC,  temp    ; PC0,1,2 als Eingang 

   ldi temp,   31
   out DDRD,   temp    ; PD7,6,5 als Eingang 

   ldi temp,   255 
   out DDRB,   temp    ; PB1,2,3 als Ausgang                    

   ldi  temp,  (1<<COM1A1)|(1<<COM1B1)|(1<<WGM10) ; set PWM mode  
   out  TCCR1A,temp

   ldi  temp,  (1<<CS10) 
   out  TCCR1B,temp 

   ldi  temp,  (1<<WGM20)|(1<<COM21)|(1<<CS20)
   out  TCCR2, temp

   sei                           ; Generelle Interruptfreigabe 
 
   ldi  pwmval1, 0
   ldi  pwmval2, 0

Main: ;----------------------------- Einsprungspunkt Main

   ldi r24,    0
   out OCR1AL, r24 
   out OCR2,   r24 

   ldi r24,    0
   out PORTD,  r24
   
   ldi r24,    0
   out PORTB,  r24

   ldi r24,   (1<<ADLAR)
   out ADMUX,  r24
   ldi r24,   (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE); | (1<<ADPS2) 
   out ADCSRA, r24 

off:
   clr  r25
   out  OCR1BL,r25
   out  OCR2,  r25

run:

   cpi batval, 161
   brcs bat1
   ldi r25,7
   out PORTD, r25
   rjmp check
     
bat1:
   
   cpi batval, 138
   brcs bat2
   ldi r25,3
   out PORTD, r25
   rjmp check

bat2:

   cpi batval, 127
   brcs bat3
   ldi r25,1
   out PORTD, r25
   rjmp check

bat3:

   ldi r25,0
   out PORTD, r25

check:

   sbic PINB,7 ;check for pause button
   rjmp full

   sbic PIND,5 ;check for toggle switch
   rjmp spec

   sbic PINB,0 ;check for fire button
   rjmp norm

   sbic PINB,6 ;check for cursor button
   rjmp norm

   rjmp off

norm:
   sbis PIND,7
   rjmp norm1
   ldi  r25,   0
   out  OCR2,  r25
   out  OCR1BL,pwmval2
   rjmp run
   
norm1:
   sbis PIND,6
   rjmp norm2
   out  OCR2,  pwmval1
   out  OCR1BL,pwmval2
   rjmp run

norm2: 
   sbic PIND,7
   rjmp off
   sbic PIND,6
   rjmp off
   out  OCR2,  pwmval1
   ldi  r25,   0
   out  OCR1BL,r25
   rjmp run

spec:

   sbic PINB,0 ;check for fire button
   rjmp spec0

   sbic PINB,6 ;check for cursor button
   rjmp spec0

   rjmp norm

spec0:

   sbis PIND,7
   rjmp spec1
   ldi  r25,   0
   out  OCR2,  r25
   ldi  r25,   255
   out  OCR1BL,r25
   rjmp run
   
spec1:
   sbis PIND,6
   rjmp spec2
   ldi  r25,   255
   out  OCR2,  r25
   out  OCR1BL,r25
   rjmp run

spec2: 
   sbic PIND,7
   rjmp off
   sbic PIND,6
   rjmp off
   ldi  r25,   255
   out  OCR2,  r25
   ldi  r25,   0
   out  OCR1BL,r25
   rjmp run

full:
   ldi  r24,   255
   out  OCR1BL,r24
   out  OCR2,  r24
   rjmp run

;--------------------------------- subroutines / irqs

ADCfertig: 

   sbic ADMUX, MUX0
   rjmp pwm2adc

   sbic ADMUX, MUX1
   rjmp bat2adc

   in   pwmval1,   ADCH
   ldi  temp, (1<<ADLAR)|(1<<MUX0)
   out  ADMUX, temp
   ldi  temp, (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE) | (1<<ADPS2) 
   out  ADCSRA, temp 
   rjmp ende
   
pwm2adc:
   in   pwmval2,   ADCH
   ldi  temp, (1<<ADLAR)|(1<<MUX1)
   out  ADMUX, temp
   ldi  temp, (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE) | (1<<ADPS2) 
   out  ADCSRA, temp 
   rjmp ende

bat2adc:
   in   batval,   ADCH
   ldi  temp, (1<<ADLAR)
   out  ADMUX, temp
   ldi  temp, (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE) | (1<<ADPS2) 
   out  ADCSRA, temp 

ende:
   reti

vielleicht hilft es ja dem einen oder anderen (regelbares PWM, etc.)

ich hoffe, dass ich keine ports falsch angegeben habe, wenn etwas unklar ist, bitte rückfragen. sobald die lampe fertig ist, gibt es bilder davon.

gruesse von der katze

[robocat]

wie das bei mir immer so ist, hat es doch um einiges länger gedauert, bis nun alles fertig ist. man hätte das in wenigen tagen machen können, aber ich habe mich nur ab und zu, wenn zeit war, damit beschäftigt.

als letztes das ganze kabelgewurschtel rein gepackt, und beim zuschrauben sachgemäss eine steuerleitung durchtrennt. also (fluchend) nochmal alles auseinander und wieder zusammen gebaut.

nun leuchtets aber wie erwünscht, und macht scheinbar mächtig eindruck (ein passant fragte, wo ich da die munition herbekomme).. ^^

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

schaltplan kann ich nachliefern, wenn interesse besteht. eigentlich sinds aber ja nur ein paar taster und schalter an freien ports. am interessantesten dürfte noch das sukzessive einlesen der 3 AD wandler sein, und evtl das erzeugen der pwm.

gruesse