Reaktives Licht mit Atmel AVR

:!: EDIT 10.03.2006:
Dieser Thread ist mittlerweile sehr lang und damit 'etwas' unübersichtlich geworden. Ralf hat deshalb ein 'Kochbuch' (PDF) erstellt, mit dessen Hilfe nun fast jeder diese Schaltung in all ihren Varianten relativ schnell und problemlos nachbauen kann. Dennoch sollten sich 'Neulinge' auch ruhig mal den gesamten Thread zu Gemüte führen - manche Frage beantwortet sich damit eventuell von selbst.

Moin alle,

so, nach etwas Rumgebastel ist es nun fast fertig: Ein reaktives Licht mit einem Atmel AVR. Es besteht aus einem µ-Controller (derzeit noch ein AT90S2343), einem Widerstand und einer LED. Mehr nicht. Mehr nicht? Nein, kein LDR. Ich habe es geschafft, die LED, die das Blinksignal gibt, gleichzeitig auch als Lichtsensor zu 'mißbrauchen'. Klappt alles wunderbar und tadellos. Nun habe ich aber zu diesem Thema noch ein paar Fragen an die Gemeinde:

- Auf welche Entfernung sollte ein reaktives Licht reagieren? (Bitte keine Wunschvorstellungen wie 2 km oder solche 'Späße'...)
- Welches (Standart-)Blinkverhalten sollte es zunächst haben? Ich benutze in der Schaltung derzeit eine ultrahelle rote LED (5 mm, 9,5 cd) in transparentem Gehäuse, die bisher mit 10 kräftigen Impulsen (50 ms an - 500 ms Pause) reagiert.
- Wäre eine Stromversorgung mit zwei Monozellen ok? Nach meiner Berechnung sollten die in meiner End-Schaltung im ungünstigsten Falle ca. etwas über 1 Jahr halten.

Ich benutze in meiner Schaltung übrigens keinen A/D-Wandler oder Analog-Komparator, nur einen simplen Standard-I/O-Pin. Sollte also auf (fast) jedem Atmel laufen. Strom-'Verbrauch' liegt derzeit noch bei knapp 2 mA, soll aber noch auf mind. 0,9 mA gesenkt werden.

Also, gut oder wie oder was?

Es grüßt...

...Sir Vivor

Link angepasst. radioscout

Sir Vivor schrieb:

- Auf welche Entfernung sollte ein reaktives Licht reagieren? (Bitte keine Wunschvorstellungen wie 2 km oder solche 'Späße'...)

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Die Frage sollte eher sein, wieviel Licht ankommen muss, um das Licht auszulösen. Du könntest alternativ zum Abstand auch die Leuchtkraft der Lampe definieren. Mit einer stärkeren Lampe (Mag 3D aufwärts dürfen es auch 30-50m sein).

Sir Vivor schrieb:

- Welches (Standart-)Blinkverhalten sollte es zunächst haben? Ich benutze in der Schaltung derzeit eine ultrahelle rote LED (5 mm, 9,5 cd) in transparentem Gehäuse, die bisher mit 10 kräftigen Impulsen (50 ms an - 500 ms Pause) reagiert.

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Das bleibt Dir überlassen, ihren Zweck erfüllen wird die Sache auch so. Allerdings ist diese LED doch nachts recht deutlich zu sehen, oder? Vielleicht tut's auch eine schwächere.

Auf jeden Fall klingt das Ganze recht gut!

Hi wutzebear,

danke für Deine Antwort!

Bei den normalen Nachtcache-Reflektoren geht man ja bekanntlich von einer 2D-MagLite als Standarttaschenlampe aus. Laß' mich deshalb meine dazugehörige Frage mal umformulieren:

- Wie groß ist die durchschnittliche Entfernung zwischen einem Cacher, der z.B. von Stage X zum reaktiven Licht geleitet wird, und dem reaktiven Licht? In welchem Umkreis hängt es dann (meist) von den angegebenen Koordinaten? Als Taschenlampe nehmen wir dann ruhig mal die 2D-MagLite, obwohl ich nur die 4D und 'ne Dorcy Metal Gear habe. Ich werde dann einfach etwas improvisieren.

Das Blinkverhalten ist natürlich per Software ganz einfach einstellbar. Ich wollte nur wissen, ob es dabei auch so eine Art Standart gibt (habe selbst nämlich noch keinen Nachtcache gehoben...).

Die Helligkeit der LED kann man später per Software und/oder Widerstand anpassen. Ich habe diese LED erstmal ausgewählt, weil sie im transparenten Gehäuse als Lichtsensor am empfindlichsten ist.

Es grüßt...

...Sir Vivor

Sir Vivor schrieb:

- Wie groß ist die durchschnittliche Entfernung zwischen einem Cacher, der z.B. von Stage X zum reaktiven Licht geleitet wird, und dem reaktiven Licht? In welchem Umkreis hängt es dann (meist) von den angegebenen Koordinaten? Als Taschenlampe nehmen wir dann ruhig mal die 2D-MagLite, obwohl ich nur die 4D und 'ne Dorcy Metal Gear habe. Ich werde dann einfach etwas improvisieren.

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Ich hatte bisher 4x mit reaktiven Lichtern zu tun, im Abstand 10 - 40 Meter. Vergiss bitte nicht, dass die Dinger häufig im dichteren Wald hängen (sollen ja tagsüber nicht zufällig entdeckt werden) und deshalb die Genauigkeit meist etwas schlechter ist.

Die Dorcy ist das Penny-Modell? Wenn die z.B. auf 15m auslöst, hat eine stärkere Lampe noch genug Reserven.

Sir Vivor schrieb:

Das Blinkverhalten ist natürlich per Software ganz einfach einstellbar. Ich wollte nur wissen, ob es dabei auch so eine Art Standart gibt (habe selbst nämlich noch keinen Nachtcache gehoben...).

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Ich hatte schon beide Varianten, eher gemächlich bis hin zum hektisch-schnellen Blinken. Einen Standard gibt es da nicht. Erlaubt ist, was gefällt.

Sir Vivor schrieb:

Die Helligkeit der LED kann man später per Software und/oder Widerstand anpassen. Ich habe diese LED erstmal ausgewählt, weil sie im transparenten Gehäuse als Lichtsensor am empfindlichsten ist.

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Klar, ist ja auch abhängig von der Auslösehelligkeit. Wenn die Sensorreichweite groß ist, sollte auch die LED heller sein. Da hilft dann nur Testen. Ich kann mich noch entsinnen, dass bei einem reaktiven Licht in den Logs dann auch mal der Ausdruck "Beamer" benutzt wurde.

Gibt's bei Euch in der Nähe einen Nachtcache mit reaktivem Licht? Dann schau Dir's einfach mal in Arbeit an. Das beste Gefühl für die Sache bekomme ich immer, wenn ich mir so was vor Ort anschaue.

du stellst viele fragen, die man nicht pauschal beantworten kann. es kommt doch ganz auf deinen cache an den du legen willst. abstand zur aktivierung, blinkverhalten u.s.w. ich glaub einfach mal machen und testen, dann sieht man wie gut oder nicht so gut es ist...

Mit 10 bis 40 m kann ich doch schon mal was anfangen!

wutzebear schrieb:

Die Dorcy ist das Penny-Modell?

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Ja, das ist die von Penny.

Meine Schaltung löst mit der Dorcy jetzt noch auf 9 m aus, mehr konnte ich hier in der Wohnung leider nicht testen... ;-) Ein Outdoor-Test folgt aber noch.

Da die fertige Schaltung nachher mit 3 Volt laufen soll, kommen nur rote LED's in Frage. Die roten LED's im farbigen Gehäuse sind jedoch die schlechtesten Sensoren unter allen von mir ausprobierten LED's. Deswegen rot und klar.

EDIT:

de_Bade schrieb:

... es kommt doch ganz auf deinen cache an den du legen willst. ...

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Ich will keinen Nachtcache legen, und habe auch noch keinen 'in Aktion' erlebt. Mein Ziel war bzw. ist es, eine simple Schaltung zu entwickeln, die vor allem preiswert ist und von jedem ohne viel Aufwand nachgebaut werden kann. Mir macht das Elektronikbasteln einfach Spaß!

Viele Grüße,

Sir Vivor

Ich wäre für "einen Code blinken"; das sind dann die Koordinaten für die nächste Station.

kapege.de schrieb:

Ich wäre für "einen Code blinken"; das sind dann die Koordinaten für die nächste Station.

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Z. B. per Morsezeichen. War echt klasse, als wir das mitten im Wald erlebten. Zum Glück war eine Zeichentabelle in der Nähe deponiert.

Sir Vivor schrieb:

de_Bade schrieb:

... es kommt doch ganz auf deinen cache an den du legen willst. ...

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Ich will keinen Nachtcache legen, und habe auch noch keinen 'in Aktion' erlebt. Mein Ziel war bzw. ist es, eine simple Schaltung zu entwickeln, die vor allem preiswert ist und von jedem ohne viel Aufwand nachgebaut werden kann. Mir macht das Elektronikbasteln einfach Spaß!

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Vorab schon danke dafür! Trotzdem wirst Du kaum ohne Outdoortests auskommen. Steck das Ding in eine Box, dann in die Pampa damit und probier einfach aus, von wo aus Du die Schaltung auslösen kannst (mit Mag und Dorcy) und wie deutlich sie zu sehen ist. Auch ohne einen Nachtcache zu machen oder dauerhaft zu legen hilft das unheimlich die Schaltung abzuschätzen.

Auch wenn es nur 3 Bauteile sind: wie ordnest du LED, Widerstand und Portpin an? Ein Spannungsteiler mit der LED in Sperrrichtung gegen die Versorgungspannung oder alles in Reihe?
Wenn ich das so lese könnte ich fast schon wieder das Steckbrett und den PIC-Programer rauskramen...

(Morse-)Code-Blinken ist, dank Software, kein Thema. Halten wir als Stichwort mal fest!

EDIT:
@wutzebear:
Wie ich weiter oben schon geschrieben habe: Outdoortest folgt auf alle Fälle! ;-)

@fekon:
Warte mal kurz, ich stelle den Schaltplan gleich mal hier rein...

Es grüßt...

...Sir Vivor

So, hier ist der (überaus komplizierte ;-) ) Schaltplan:



Im Moment sieht die (Experimentier-)Schaltung noch ein wenig anders aus: Ich benutze statt der zwei Monozellen einen 9V-Block mit 5V-Spannungsregler dahinter. Als Widerstand R1 habe ich (noch) 220 Ohm drin. Und statt der Brücke Pin 1 - Pin 8 nehme ich derzeit noch einen Widerstand von 12 kOhm, um den Chip 'in vivo' programmieren zu können.

Viele Grüße,

Sir Vivor

Danke. Jetzt kann ich mir vorstellen wie das funktioniert. Also ich rate mal: im Wartezustand ist PB4 high. PB3 ist als Eingang geschaltet (eventuell mit internem Pulldown?). Bei Lichteinfall fließt ein geringer Strom durch die LED und dies wird an PB3 registriert. Danach geht das Blinktheater los. Dann wieder von vorne.
Liege ich soweit richtig?
Mit 220 Ohm und einer superhellen roten LED verdient das Gerät den Namen "Beamer".

Du liegst vollkommen daneben... ;-)

Ich habe meine Schaltung nach einem Prinzip konstruiert/programmiert, das ich vor ein paar Tagen im Internet fand. Hierbei wird einfach die Kapazität einer LED in Sperrrichtung 'gemessen' und die ist lichtabhängig! Licht auf die LED -> kleine Kapazität, kein Licht auf die LED -> große Kapazität. Entwickelt haben das die Ingenieure von Mitsubishi, und zwar zwecks Datenaustausch via LED. Hierbei wird die selbe LED als Sender und als Empfänger genutzt. Die haben das übrigens mit einem PIC realisiert.

Ich kannte also nur das Prinzip und habe mich deshalb erstmal dumm und dusselig programmiert. Die Lösung bzw. das Programm war am Ende aber so was von simpel...

Hier mal die Prinzipschaltung und zwei Bilder meiner Schaltung (für alle die, die noch kein Steckbrett gesehen haben... ;-) ):







Es grüßt...

...Sir Vivor

P.S.: Ein 'Beamer' ist das wirklich! Aber etwas anderes in durchsichtigem Gehäuse, außer der 9500 mcd LED, hatte ich leider nicht... ;-)

Interessanter Ansatz!

Sir Vivor schrieb:

...Ein 'Beamer'...

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Den R1 sollte man auch noch weglassen können, wenn man das "Blinktheater" mit einigen 100..1kHz moduliert. Dann geht die LED quasi nie richtig an

Genau das Dokument ist es! ;-)

Ja, den letzten und einzigen Widerstand noch per PWM zu eleminieren, schwebte mir auch vor...

Reaktives Licht mit nur zwei Bauteilen, einfacher geht's dann wohl kaum noch!

By the way: Ich plane, in der fertigen Schaltung einen ATtiny12L zum Einsatz zu bringen, weil: Preiswert, gut erhältlich (z.B. Reichelt), +Ub bis runter auf 2,7 V, interner Oszillator etc.. Hat jemand noch eine bessere Idee?

EDIT:
Der Preis für die Schaltung bzw. nur für die Bauteile läge dann bei 1,67 Euro...

Es grüßt...

...Sir Vivor

Sir Vivor schrieb:

Hat jemand noch eine bessere Idee?

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Nein!

Da wäre ich so schnell nicht drauf gekommen. Schickes Prinzip. Wenn du es jetzt noch so hinbekommst, dass der Atmel die meiste Zeit schläft, dann wird es wohl perfekt.

Genau darüber habe ich mir auch schon heftigst den Kopf zerbrochen. Mein Ergebnis: Es geht nicht! Um die Beleuchtung auf die LED 'abzufragen', muß der µC aktiv sein. Er 'pumpt' die LED ja intervallmäßig auf und schaut dann nach einer gewissen Zeit nach, ob die Kapazität noch geladen oder schon leer ist.

Wenn ich mir jedoch das Datenblatt so anschaue, dann kann ich mit niedriger Betriebsspannung und Taktfrequenz einiges an Strom 'sparen'. Wenn man dann noch die LED pulst...

Wem dazu noch was gutes einfällt: Immer her damit! ;-)

Aber etwas über ein Jahr Betriebszeit ist doch auch schon was!

Viele Grüße,

Sir Vivor

Ich kenne die Atmels nicht genau, aber wenn es einen Timer gibt, der während sleep weiterläuft, dann könnte es so gehen: wenn die Spannung an der LED soweit gesunken ist, dass sie als low ausgewertet wird löst das einen Interrupt aus, der den Atmel wieder weckt. Dann kann man den Timer auslesen, und je nachdem die LED wieder laden und den Atmel schlafen schicken oder blinken. So schläft der Atmel die meiste Zeit. Wie häufig musst du den "pumpen"?