Aanstuurbare lichtmuur (gloeilampen)

[Parasietje]

We willen voor een theatervoorstelling een aanstuurbare lichtmuur maken. 6m * 4m, 1 lamp / 20cm: 600 lampen.

We kunnen waarschijnlijk in de theaterzaal 10kW trekken.

Hoe willen ze die lampen nu aansturen? We verdelen de matrix onder in 2m*2m panelen met 10x10 lampen op. We willen op de X- en Y-richting van de matrix relais' zetten. Dat komt op 20 relais per paneel, in totaal 120 relais. Die worden snel schakelend.

We willen ons beeld ontbinden in aanstuurbare beelden. We kunnen immers enkel per rij en kolom lampen al dan niet aanzetten (niet lamp per lamp). Door snel te schakelen, kunnen we toch willekeurige beelden tonen. Als we 220V gelijkrichten, kunnen we zo snel schakelen als onze relais. Een hoog-frequente relais => 80Hz; het menselijk oog kijkt op 25Hz; ok dus.

Echter hebben we het volgende probleem. Ons worst case scenario voor aansturing is een diagonaal. Dat moet lamp per lamp. Dan moeten we dus 10 keer schakelen.
Twee problemen:
1) Elke lamp krijgt maar 1/10 van de tijd stroom. Is dit nog zichtbaar?
2) Hoe snel schakelt een lamp? Als je een lamp in pulsen van 125ms stroom, 875ms geen stroom stuurt, gaat deze lamp dan aan?
3) Gaat een gloeilamp kapot als je ze heel kort gelijkstroom geeft op een veel te hoog voltage. (We kunnen immers ook 60W lampen op 500V aansturen).

Als iemand een andere oplossing heeft, laat het weten. Ons budget is €300 (maar we zijn burg. ingenieurs, we kunnen sponsoring krijgen van bedrijven ;-)).

[Sine]

dit kun je zo NIET muxen ... daar blijft totaal geen licht over ...

Een triac per lamp ( ingebouwd in de lamp behzuizing ) lijkt me zo de beste oplossing ..

Voor opensource hard en software kun je hier eens naar kijken : http://www.blinkenlights.de/

[Parasietje]

Sine schreef op vrijdag 15 december 2006 @ 00:40:
dit kun je zo NIET muxen ... daar blijft totaal geen licht over ...

Een triac per lamp ( ingebouwd in de lamp behzuizing ) lijkt me zo de beste oplossing ..

Kan je een beetje onderbouwen? Vanaf wanneer blijft er licht over? Als we bv. lampen van 60W op 1/5 aansturen, blijft nog 12W licht over (tijdsgemiddelde). Is dat dan wel zichtbaar?

[burne]

Parasietje schreef op vrijdag 15 december 2006 @ 00:22:
onze relais

Je hebt een heel stoer relais als je meer dan 10 keer per seconde kunt schakelen. En kom dan niet aan met miniatuur telecom-relaitjes die 60Hz halen, want die schakelen nooit de 6A inschakelstroom van koude lampen.

[Parasietje]

Dan doen we het met triac's. Bedankt in ieder geval voor die 6A inschakelstroom, plots moeten we VEEL MEER stroom schakelen.

[Sprite_tm]

Alternatief ideetje: uCs kosten tegenwoordig geen metrische tiet meer. Misschien is het een idee om de lampen niet te muxen, maar gewoon per 6 lampen (ofzo) een 6-kanaals-dimmertje te maken en aan te sluiten? Veel meer zal het namelijk niet kosten; de triacs had je toch al nodig. Dan kan je al die uCs collectief aan een seriele bus oid hangen, waarover je dan het beeld kan sturen (sortta DMX-idee, hoewel je waarschijnlijk wel een ander proto wilt pakken) en heb je ook nog eens het voordeel dat je grijstinten kan maken. En geloof me, zeker icm anti-aliasing wil je grijstinten echt wel hebben

[burne]

Parasietje schreef op vrijdag 15 december 2006 @ 01:28:
Dan doen we het met triac's. Bedankt in ieder geval voor die 6A inschakelstroom, plots moeten we VEEL MEER stroom schakelen.

Vuistregel: 20 maal de stroom bij normaal vermogen. Overigens realiseer ik me dat dat opgaat voor PAR65 en dat soort lampen, en jij het daar niet over hebt. Met loeiglampjes van de hema zul je met minder wegkomen.

In het theater sturen ze alle lampen altijd een beetje aan (net niet diep-rode gloeidraad) om de inschakelstromen in de perken te houden.

Hou er rekening mee dat als je gaat MUXen je gelijkstroom *moet* gebruiken. Je gaat rare interferentie tussen je multiplexer en het lichtnet krijgen en dat wegtoveren is lastig. Dan is 'een dimmer per lamp' en de aansturing daarvan MUXen makkelijker. Een triac is een paar euro en dus goedkoper dan een 500V mosfet die een paar A kan leveren.

(Ik vond nog ergens een referentie naar de inschakelstroom van normale gloeilampen en daar heeft men het over maximaal 12 keer de normale stroom voor 150W, 110V. Voor 230V is de gloeidraad dunner dus daar zal 'ie minder zijn.. Gokje: 10 keer?)

Meer zelfs:

[ Voor 15% gewijzigd door burne op 15-12-2006 02:14 ]

[Sine]

Sprite_tm schreef op vrijdag 15 december 2006 @ 01:49:
Alternatief ideetje: uCs kosten tegenwoordig geen metrische tiet meer. Misschien is het een idee om de lampen niet te muxen, maar gewoon per 6 lampen (ofzo) een 6-kanaals-dimmertje te maken en aan te sluiten? Veel meer zal het namelijk niet kosten; de triacs had je toch al nodig. Dan kan je al die uCs collectief aan een seriele bus oid hangen, waarover je dan het beeld kan sturen (sortta DMX-idee, hoewel je waarschijnlijk wel een ander proto wilt pakken) en heb je ook nog eens het voordeel dat je grijstinten kan maken. En geloof me, zeker icm anti-aliasing wil je grijstinten echt wel hebben

Jup, kijk maar eens verder naar de blinkenlights link boven, en dan naar project "arcade" ... 8 bit grijstinten

alles is beschikbaar ... zelfs de software om animaties te maken



Project arcade filmpje : Arcade, 50 Meg maar het downloaden meer dan waard !

[ Voor 15% gewijzigd door Sine op 15-12-2006 02:17 ]

[naftebakje]

Hier staat het basisidee waarmee je gemakkelijk massa's dimmers kan maken, een dimmer erbij is gewoon een SSR (solid state relay, dus relais met halfgeleiders (doorgaans triac), die nauwelijks slijtage hebben en dus ongeveer niet beperkt zijn in aantal keer schakelen) en een comparator toevoegen.
Het voorgloeien (altijd de dimmer 5 à 15% openzetten om de gloeidraad warm te houden, waardoor de lamp véél langer meegaat en de piekstromen ferm beperkt worden) kan ik je/jullie heel sterk aanraden, het zorgt er ook voor dat de lampen veel sneller reageren (oplichten), anders moet je rekening houden met een grote (halve seconde ofzo) vertraging.

Wat je dan nog moet hebben is een gelijkspanning voor elke lamp, dat kan je relatief gemakkelijk maken door PWM te genereren en deze af te vlakken met een RC filter.

[Parasietje]

Ondertussen is er al veel veranderd aan het plan. Ik licht jullie even in. Graag weer zoveel mogelijk commentaar.

1) TRIAC is geen optie. Een triac moet je manueel afzetten; de voedingsspanning moet wegvallen. Dit doe je meestal door even kortsluiting tussen Vcc van de triac en GND te maken, dat doe ik liever niet.
2) Power FET is makkelijker aanstuurbaar door een IC. Er bestaan FET's die al schakelen op 5V TTL-niveau. Alternatief is een IGBT, die tegenwoordig wordt gebruikt voor krachtstroom (200V-3000V) te schakelen. Probleem is dat IGBT's een stukje duurder zijn dan FET's...
3) Gloeilampen slaan door op 700V. En als dat niet gebeurt, vonkt de fitting, OF vormt er zich plasma binnenin de beglazing, tot de lamp springt...
4) We zullen proberen om halogeenlampen te krijgen. Halogeenlampen produceren meer lumen/watt. Daarom kunnen we, met 100W halogeen, op 1/10 (10W) nog steeds deftig licht tonen, zonder op te transformeren. Echter weet ik niet of een halogeenlamp brandt als je het 2ms stroom geeft, en 18ms geen stroom. FET dimmers werken niet met halogeenlampen, toch?...

We kijken uit naar jullie suggesties. We hebben het budget niet voor een FET per lamp + IC op een bus. Die suggestie is al vaak gevallen, maar is niet haalbaar binnen ons budget... Alternatief is blijkbaar een Dual Gate FET op de Vcc, die schakelt tussen GND en Vcc.

Kan iemand mij overigens uitleggen waarom je een aparte driver (wat IS een driver) nodig hebt als je een FET wil gebruiken om de Vcc te schakelen (ie het stuk voor je Load)?

Sprite_tm schreef op vrijdag 15 december 2006 @ 01:49:
Alternatief ideetje: uCs kosten tegenwoordig geen metrische tiet meer. Misschien is het een idee om de lampen niet te muxen, maar gewoon per 6 lampen (ofzo) een 6-kanaals-dimmertje te maken en aan te sluiten? Veel meer zal het namelijk niet kosten; de triacs had je toch al nodig. Dan kan je al die uCs collectief aan een seriele bus oid hangen, waarover je dan het beeld kan sturen (sortta DMX-idee, hoewel je waarschijnlijk wel een ander proto wilt pakken) en heb je ook nog eens het voordeel dat je grijstinten kan maken. En geloof me, zeker icm anti-aliasing wil je grijstinten echt wel hebben

Wat zijn uCs? Je stelt voor om per lamp een FET te gebruiken (6-kanaals dimmer @ 6 lampen), dat budget hebben we niet.

Prijsraming:
256 gloeilampen: 256*0.5 = 125€
4*8 FET's: 32 * €2 = €64
4*8 dual-gate FET's: 32*€3 = €96
gelijkrichter = €25
transformator = €20 (vergeet niet dat we 12kW hebben!)
4 + 1 IC's: €25

samen: €355

Er is geen geld om voor elke lamp FET's te kopen (256*2 = VER boven budget!)

[ Voor 28% gewijzigd door Parasietje op 15-12-2006 23:44 ]

[guus.assmann]

Als je een wisselspanning gebruikt, zal de triac bij iedere nuldoorgang prima kunnen doven.
Is dus zeker wel een optie. En het gaat volledig automatisch, zodra je stopt met de gate aan te sturen.

Ook een halogeen lamp heeft een gloeidraad.
Is het je wel eens opgevallen dat een gloeidraadlamp ook nog een tijdje nalicht?
Die gloeidraad moet afkoelen om te doven. En dat is een traag proces.
Anders gezegd, als je snel genoeg aanstuurd, zul je geen verschil zien. Wel gaat de lamp een andere, meer naar oranje lopende kleur geven.
Je kunt de lampen met een matrix aansturen, dus een lamp heeft dan als het ware een X en Y coördinaat. Dan hoef je maar twee triacs aan te sturen om een lamp aan te maken.
Gebruik hier optocouplers tussen, dat vereenvoudigd de zaak. Voor 256 lampen is een 16 x 16 matrix genoeg. Er zijn dan 32 triactrappen nodig. En een iets grotere PIC kan dit prima aansturen.

En dan nu de Fet.
Een N-Kanaal fet heeft een positieve gate spanning nodig om te geleiden.
Dit is positief ten opzichte van de source.
Sluit je de source nu aan op de min van de voeding, dan hoef je de gate alleen maar op de juiste spanning te zetten. Met logic-level fet's is 5V genoeg, anders moet je zo rond de 8 tot 12V hebben.
Maar het verhaal wordt anders als je de lamp aan de min hangt en de fet tussen de plus en de lamp zet. Nu is de gatespanning een stuk hoger, immers de spanning van de lamp komt erbij.
Met een P-Kanaal fet krijg je hetzelfde probleem, maar dan als je hem uit wil zetten.

Nog een andere mythe... Mircrocontrollers zijn duur. Niet meer waar dus.
Een PIC prcessor met 8 uitgangen kost zo'n 4 Euro. Valt dus wel mee.
En die PIC's zijn prima te gebruiken om Triacs aan te sturen en met PWM sturing de lamphelderheid te kunnen regelen.

[ Voor 14% gewijzigd door guus.assmann op 16-12-2006 00:06 ]

[burne]

Parasietje schreef op vrijdag 15 december 2006 @ 23:38:
Ondertussen is er al veel veranderd aan het plan.

Effe een heel andere vraag. Hoeveel licht heb je nodig? Je hebt een maximaal stroomverbruik van 10KW, maar heb je ook 15.000 lumen nodig? (Mensen in het theater kunnen je dat vertellen). Als je met een oude laptop, een overheadprojector en een doek van 4x6 er ook bent is dat wellicht een optie, en anders 600 witte led's en de lens uit een overheadprojector?

Laat je gedachten eens gaan over andere manieren om hetzelfde te bereiken.

[Parasietje]

guus.assmann schreef op vrijdag 15 december 2006 @ 23:55:
Als je een wisselspanning gebruikt, zal de triac bij iedere nuldoorgang prima kunnen doven.
Is dus zeker wel een optie. En het gaat volledig automatisch, zodra je stopt met de gate aan te sturen.

Dan schakel je dus je wisselspanning. Goed idee, ware het niet dat de wisselspanning op 50Hz zit; als we daar dan 1/16 van gaan schakelen, dan kom je in de problemen met die wisselspanning. Nee, zodra je wil gaan multiplexen, heb je die gelijkspanning echt wel nodig (al van meerdere mensen gehoord, MET logische uitleg).

Ook een halogeen lamp heeft een gloeidraad.
Is het je wel eens opgevallen dat een gloeidraadlamp ook nog een tijdje nalicht?
Die gloeidraad moet afkoelen om te doven. En dat is een traag proces.
Anders gezegd, als je snel genoeg aanstuurd, zul je geen verschil zien. Wel gaat de lamp een andere, meer naar oranje lopende kleur geven.

Dat probleem is dus ook weer van de baan. Blijft er de prijs ons parten spelen...

Je kunt de lampen met een matrix aansturen, dus een lamp heeft dan als het ware een X en Y coördinaat. Dan hoef je maar twee triacs aan te sturen om een lamp aan te maken.
Gebruik hier optocouplers tussen, dat vereenvoudigd de zaak. Voor 256 lampen is een 16 x 16 matrix genoeg. Er zijn dan 32 triactrappen nodig. En een iets grotere PIC kan dit prima aansturen.

Not true, als je daarop een diagonaal wil tonen, heb je 16 aparte beelden nodig. Elke lamp krijgt dus maar 1/16 stroom. Een 60W lamp krijgt gemiddeld 3.75W, dat is niet zichtbaar...

En dan nu de Fet.
Een N-Kanaal fet heeft een positieve gate spanning nodig om te geleiden.
Dit is positief ten opzichte van de source.
Sluit je de source nu aan op de min van de voeding, dan hoef je de gate alleen maar op de juiste spanning te zetten. Met logic-level fet's is 5V genoeg, anders moet je zo rond de 8 tot 12V hebben.
Maar het verhaal wordt anders als je de lamp aan de min hangt en de fet tussen de plus en de lamp zet. Nu is de gatespanning een stuk hoger, immers de spanning van de lamp komt erbij.
Met een P-Kanaal fet krijg je hetzelfde probleem, maar dan als je hem uit wil zetten.

Wat is erop tegen om de grond van je sturings-IC dan te nemen VOOR je lamp? Maar goed, ik snap nu toch de problematiek.

Nog een andere mythe... Mircrocontrollers zijn duur. Niet meer waar dus.
Een PIC prcessor met 8 uitgangen kost zo'n 4 Euro. Valt dus wel mee.
En die PIC's zijn prima te gebruiken om Triacs aan te sturen en met PWM sturing de lamphelderheid te kunnen regelen.

Mja, dan moet je dus wel veel geld in je voeding steken. Een voeding van RMS 3kW en piekvermogen 12kW die een PWM-signaal moet leveren op +- 500Hz, da's ook ni makkelijk te maken / goedkoop...

[Parasietje]

burne schreef op zaterdag 16 december 2006 @ 00:18:
[...]

Effe een heel andere vraag. Hoeveel licht heb je nodig? Je hebt een maximaal stroomverbruik van 10KW, maar heb je ook 15.000 lumen nodig? (Mensen in het theater kunnen je dat vertellen). Als je met een oude laptop, een overheadprojector en een doek van 4x6 er ook bent is dat wellicht een optie, en anders 600 witte led's en de lens uit een overheadprojector?

Laat je gedachten eens gaan over andere manieren om hetzelfde te bereiken.

We willen het publiek enerzijde kunnen verblinden, en anderzijds toch allerhande figuren kunnen tonen. Gloeilampen zijn vooral voor het nostalgisch effect, en ook voor de power die erachter zit.

Als je led's wil gebruiken, moet je ze veel dichter bijeen zetten om een mooi gevulde matrix te krijgen. Led's geven ook geen charmant geel licht. Natuurlijk zouden led's makkelijker zijn: kleinere stromen, lagere spanningen. Maar het mist de charme die een theaterzaal nodig heeft.

Ik zie op wikipedia dat een normale 100W gloeilamp 1700lumen produceert. Onze matrix zou in totaal dan (op 3kW gedimt) 51.000 lumen kunnen produceren. Een theater volgspot produceert 110.000 lumen op een veel kleinere area, dus ik denk dat we ZEKER het dubbele kunnen gebruiken ;-).

[Dre]

Parasietje schreef op zaterdag 16 december 2006 @ 00:47:

Mja, dan moet je dus wel veel geld in je voeding steken. Een voeding van RMS 3kW en piekvermogen 12kW die een PWM-signaal moet leveren op +- 500Hz, da's ook ni makkelijk te maken / goedkoop...

Een triac blijft geleiden totdat er geen stroom loopt (bij de nul doorgang dus). De triac kan je dus NIET uitzetten. Als de triac eenmaal geleid zal de lamp dus "pas" uitgaan bij de volgende 0 doorgang van de stroom (= 100 keer per seconde).
Triac's kan je dus niet met PWM sturen...

_{Triac's ( hoogspanning ) hoor je galvanisch te scheiden van je laagspanning ( microcontroller/ computer ).}

Een PIC prcessor met 8 uitgangen kost zo'n 4 Euro. Valt dus wel mee.
En die PIC's zijn prima te gebruiken om Triacs aan te sturen en met PWM sturing de lamphelderheid te kunnen regelen.

_{offtopic:
AVR atmega 32 kost €3,50 met 32 IO poorten}

[MTWZZ]

Even een heel andere kant op denkend. Is het geen mogelijkheid om gewoon shutters voor die parren te zetten en die vervolgens aan te sturen?
Dit is natuurlijk een probleem als je de lichtsterkte wil beinvloeden maar dat kun je eventueel met standaard dimmers regelen. Als alles full-time aanstaat zou ik toch eens kijken of dit niet een mogelijkheid is.

[CyBeRSPiN]

MTWZZ schreef op zaterdag 16 december 2006 @ 12:33:
Even een heel andere kant op denkend. Is het geen mogelijkheid om gewoon shutters voor die parren te zetten en die vervolgens aan te sturen?
Dit is natuurlijk een probleem als je de lichtsterkte wil beinvloeden maar dat kun je eventueel met standaard dimmers regelen. Als alles full-time aanstaat zou ik toch eens kijken of dit niet een mogelijkheid is.

Lijkt me niet handig, mechanische oplossingen lijken me sowieso duurder en kans op falen is groter. Bovendien moet je de warmte van je lampen kwijt, en is het niet energiezuinig om bakken licht aan te hebben zonder nut

[naftebakje]

Ik vrees dat je budget niet realistisch is, je wil nu dat je elke lamp goed kan dimmen voor een prijs van minder dan 2€ per lamp, en daar moet je nog al je materiaal van kopen (de lampen zelf, behuizing, fittingen,.....).

En het multiplexidee, al goed en wel als je led's gebruikt, die kunnen tegen de overstroom en hebben geen nagloeieffect, maar met gloeilampen zal dat op niet veel trekken, op 10% gedimt ziet een gloeilamp er lelijk uit (geel/roodachtig licht). Je kan een gloeilamp niet 1/10e van de tijd 10 keer teveel stroom geven, dus zijn ze niet goed geschikt voor multiplexen.

Om dit realistisch te houden, vrees ik dat je ofwel je budget drastisch moet opschroeven, ofwel ferm moet knippen in je eisen (minder lampen, niet of slechts beperkt aantal dimmen,....).

[MTWZZ]

CyBeRSPiN schreef op zaterdag 16 december 2006 @ 13:45:
Lijkt me niet handig, mechanische oplossingen lijken me sowieso duurder en kans op falen is groter. Bovendien moet je de warmte van je lampen kwijt, en is het niet energiezuinig om bakken licht aan te hebben zonder nut

Ik gooi ook alleen ff een balletje op. Verder weet ik niet wat de TS nou precies in gedachten heeft. In princiepe kun je met een beetje dimmer + lichttafel al een hoop bereiken.

[burne]

naftebakje schreef op zaterdag 16 december 2006 @ 14:08:
Je kan een gloeilamp niet 1/10e van de tijd 10 keer teveel stroom geven, dus zijn ze niet goed geschikt voor multiplexen.

Dat gaat een stuk beter dan met LED's. Die hebben een maximale stroom waarboven ze stuk gaan. Een LED die normaal gesproken 30mA aan stroom mag hebben heeft een absolute maximale stroom van 100mA. Daarboven gaat 'ie gewoon heel snel stuk. (deze) De te hoge stroomdichtheid in het halfgeleider-kristal molt de PN-overgang en dat kan in nanoseconden bekeken zijn. Een gloeilamp heeft een gloeidraad die probleemloos 50A kan hebben (alleen warmt 'ie dan wel snel op) en gedraagt zich als een thermisch laagdoorlaat-filter. Een stroom van 50A gedurende 1/50ste van de tijd heeft op de gloeilamp exact dezelfde effecten als een stroom van 1A continue. Het enige probleem waar ik tegenaan gelopen ben is dat gloeilampen bij schakelfrequenties in het hoorbare gebied nogal veel lawaai kunnen maken. Soms hoor je dat bij 50Hz al, maar PWM met 6KHz levert een beangstigend fluitconcert op.

[guus.assmann]

Een gloeilamp regelen met een Triac kan zeker wel. Officieel doe je dan aan fase aansnijding.
En ook multiplexing is mogelijk.
Bedenk dat er ook een voordeel aan het schakelen zit.
Dit bedoel ik als volgt:
Via een optocoupler stuur je een triac aan. Doe dit op het juiste moment, aan het begin van de fase.
De lamp blijft dan aan tot de volgende nuldoorgang en gaat dan automatisch weer uit.
Maar je kunt hem direct weer aan zetten.
Natuurlijk moet je ervoor zorgen dat de aansturing in de pas loopt met de 100Hz die je in principe gebruikt. (er zijn immers twee nuldoorgangen bij een volledige sinus periode)
Het is waarschijnlijk wel zo dat een matrix met alle lampen niet zal gaan.
Maar blokken van 4 x 4 moet kunnen en 6 x 6 zal ook nog wel gaan.
Per saldo spaart dit toch flink veel aansturing.

[Verwijderd]

burne schreef op zaterdag 16 december 2006 @ 18:19:
[...]

Dat gaat een stuk beter dan met LED's. Die hebben een maximale stroom waarboven ze stuk gaan. Een LED die normaal gesproken 30mA aan stroom mag hebben heeft een absolute maximale stroom van 100mA. Daarboven gaat 'ie gewoon heel snel stuk. (deze) De te hoge stroomdichtheid in het halfgeleider-kristal molt de PN-overgang en dat kan in nanoseconden bekeken zijn. Een gloeilamp heeft een gloeidraad die probleemloos 50A kan hebben (alleen warmt 'ie dan wel snel op) en gedraagt zich als een thermisch laagdoorlaat-filter. Een stroom van 50A gedurende 1/50ste van de tijd heeft op de gloeilamp exact dezelfde effecten als een stroom van 1A continue. Het enige probleem waar ik tegenaan gelopen ben is dat gloeilampen bij schakelfrequenties in het hoorbare gebied nogal veel lawaai kunnen maken. Soms hoor je dat bij 50Hz al, maar PWM met 6KHz levert een beangstigend fluitconcert op.

+4 inzichtvol

De studievereniging ETV van TUD had zo'n grote 3D cube gemaakt met 1000 ledjes. Gemultiplexed op 250Hz, zag het er zowel met t oog als op tv prima uit. Misschien dat je zoiets kan toepassen met power-LED's?

[M14]

Er bestaan led-vloeren, die ook als wand gebruikt kunnen worden. Als je interesse hebt, dan kan ik je wel een adres geven. Dat is denk ik veel praktischer.

[ Voor 11% gewijzigd door M14 op 18-12-2006 13:23 ]

[jfeelders]

Je bewering/vergelijking van peertje/volgspot gaat niet helemaal op omdat die volgspot natuurlijk met spiegel/lenzen het licht verschikkelijk bundelt en vaak zijn (moderne) volgspots uitgerust met HMI/MSR lampen die een veel hogere kleurtemperatuur geven en dus feller lijken/zijn. Zorg dus dat je je vermogen laag houd en halogeen spiegellampen gebruikt (http://www.conrad.nl/goto/?product=570093). Zorg echter wel dat je je belasting per dimmer of switchpack-kanaal niet te laag maakt want veel van deze apparaten/schakelingen hebben een minimale belasting nodig om te werken. Is je belasting te laag dan moet je een extra gloeilampje, een zgn. ballast, parallel aan je spot hangen...

[Parasietje]

Sommige mensen hier geloven blijkbaar in het multiplex-idee, anderen niet.

In het kort gezegd: als we willen multiplexen moeten we weten of de gloeilampen het aankunnen. Sommige mensen zeggen van wel, andere beweren van niet. Wikipedia zegt dat de levensduur van een lamp afhankelijk is van V^(-16). Maar of dat ook geld voor korte pulsen, dat zeggen ze er natuurlijk niet bij.

Als we niet multiplexen, moet het binnen een budget van €500 mogelijk zijn.

Onderdelenlijst:

• Een FET per lamp, 250V, 0.4A = €0.6
• Lamp + fitting: €1.4
• PIC per 16 lampen: €5
• Gelijkrichter 3kW met burst 12kW: €50

Dat brengt de prijs op €512 (lampen + FET's) + €80 + €50 = €642, overal vrij ruim gerekend.

Heeft iemand een goedkopere oplossing? Er dachten mensen ook aan een triac per lamp, PWM krachtstroom. De triac's multiplexed gaan aansturen, op het begin van de periode alle stuursignalen op de triac's sturen. Nadeel is de synchronisatie...

[guus.assmann]

Syncronisatie is heel eenvoudig.
Neem een optocoupler en stuur de led aan met een niet afgevlakte spanning uit en brugcel.
Dit geeft een mooie 100hz puls aan de kant van de transistor.
En die puls kan dan een interrupt genereren die een processor aan het werk zet.

Voor multiplexen zul je even moeten rekenen wat je aan licht overhoud.

[Parasietje]

YES! Dan zijn we er!
We nemen een optocoupler met een comparator ervoor die schakelt vanaf 10V. Daar de pure 230V-spanning op. Nu hebben we een interrupt voor alle PIC's.

Op die interrupt schakelen de PIC's de triac's die ze willen aan. Een triac heeft een V_gt van 3V, logic level is dat dus perfect mogelijk.

Een triac kost €0.2, een lamp €0.6. Een PIC kost €5, dus alles samen:

16 * €5 + 256 * €0.8 = €285

Zou dit werken?

Om minder PIC's te gebruiken, zouden we ook de sturing van de triac's in een matrix willen multiplexen. Maar is dat wel mogelijk; je hebt maar 1 pin die je kan sturen...

[ Voor 16% gewijzigd door Parasietje op 20-12-2006 12:30 ]

[guus.assmann]

Er zijn diverse PIC's. En die hebben meer I/O pinnen.
Er kunnen dus altijd meer lampen met triac aan een PIC.
Je zou volgens mij een 3 x 3 matrix kunnen maken.
Daarmee kun je met 6 triacs dan 9 lampen aansturen.
Doordat je met 100 Hz interrupts werkt, kun je met iets meer dan 10 Hz aansturen.
Maar vaak kun je lampen combineren en er kan ook meer dan 1 lamp gelijktijdig worden aan gezet.
En naar het uitschakelen hoef je niet te kijken.
Helderheid kun je ook nog regelen door na de interrupr nog even te wachten met het aansturen van de lamp.
met wat slimme programmatuur kun je zo gemiddeld boven de 25 Hz uitkomen en door de traagheid van de lamp zie je dan niets meer knipperen. (Totdat je de lamp heel weinig licht laat geven, net als bij een gewone dimmer wel eens gebeurd)

[Thijsch]

Waarom niet gewoon met schuifregisters die triacs aansturen? Heb je maar 1 microcontroller nodig, paar schuifregisters eraan fietsen, triacjes eraan, lampjes (bij voorkeur nog optrotriacs anders goed isoleren), uurtje proggen en het feest kan beginnen!

[burne]

Parasietje schreef op dinsdag 19 december 2006 @ 22:51:
Wikipedia zegt dat de levensduur van een lamp afhankelijk is van V^(-16). Maar of dat ook geld voor korte pulsen, dat zeggen ze er natuurlijk niet bij.

Nee, maar dat kun je beredeneren. Wat beperkt de levensduur van een gloeidraad?

Het antwoord daarop kun je afleiden uit de langere levensduur van een halogeenlamp. De truuk van halogeen is een gasvormige halogeen (een familie van nogal corrosieve stoffen) in een klein kwartsglazen peertje, en onder een veel hogere druk dan het bijna-vacuum van een normale gloeilamp.

Je zet de lamp aan. Er verdampt materiaal van de gloeidraad. Dat gaat een verbinding aan met de halogeen in het peertje. Meestal wordt broom of jodium gebruikt, en de gevorme metaal-halide is dan wolfraam-bromide of wolfraam-jodide. De glote tluuk van halogeenlampen is nu om druk en temperatuur zo te kiezen dat die verbinding weer ontleedt (pyrolyse) op de plek waar de gloeidraad op z'n dunst is, en dus de hoogste temperatuur heeft. Op die plek slaat wolfraam neer en komt broom of jodium vrij. De neerslaande wolfraam dicht de dunne plekken in de gloeidraad en verlengt daarmee de levensduur van de lamp. Het vrijkomende broom of jodide gaat opnieuw een verbinding aan met verdampend wolfraam. Het gaat niet eeuwig goed (zo worden de uiteinden van de gloeidraad en de plekken waar 'ie ondersteunt wordt niet heet genoeg voor dat recycle-proces, en daar zal de gloeidraad uiteindelijk dus breken) maar je verdubbelt de levensduur.

Goed. Dat wetende kunnen we afleiden dat de beperking in de levensduur van een gloeilamp het verdampen van de gloeidraad is en de daaruit volgende verzwakking van de gloeidraad. Uiteindelijk breekt de gloeidraad op het dunste plekje, meestal bij het inschakelen, omdat dan de stroom door de gloeidraad hoger is (zie eerder in het topic), door de hoge stroom het materiaal van de gloeidraad snel uitzet en de mechanische effecten daarvan het zwakste punt laten breken. Er is een direct en niet-linear verband tussen spanning en gloeidraad-temperatuur. Als je de spanning verdubbelt verdubbelt ook de stroom, en hebben we dus 4 maal meer vermogen. (kwadratisch) De gloeidraad zit in een bijna-vacuum, dus kan maar in 1 dimensie warmte kwijt. (tot de 4de macht) Verdamping is een niet-linear proces als je zo dicht bij het smeltpunt van een metaal zit. (tot de 7de macht) Enzovoort.

Kortom: zolang je buiten het gebied blijft waar stromen zo groot worden dat je met andere effecten te maken krijgt (Lorentz-krachten bijvoorbeeld) is de temperatuur van de gloeidraad het enige wat invloed heeft op de levensduur. Of je je 60W nu levert in de vorm van 220V en 270mA of 1KV en (gemiddeld) 60 mA maakt je gloeilamp niet uit. Uiteindelijk is de gloeidraad even heet en de verdamping dus vergelijkbaar, en daarmee de levensduur.

[Verwijderd]

- Je vergeet de bekabeling.

- 1 PIC per 16 lampen, en de aansturing van die PIC ?

- Los grut zoals weerstanden, condensatoren, printplaten, connectoren ?

Reken eerder op 1000 Euro, en dat moet je nog zelf de PIC / PC software gaan programmeren

[0fbe]

M14 schreef op maandag 18 december 2006 @ 13:23:
Er bestaan led-vloeren, die ook als wand gebruikt kunnen worden. Als je interesse hebt, dan kan ik je wel een adres geven. Dat is denk ik veel praktischer.

Die beginnen vanaf 1000 euro / m²

[bobo1on1]

Ik zou een microcontroller nemen van ten minste 20 MHz, anders bestaat de kans dat je net te weinig instructies uit kunt voeren om de lampen goed aan te sturen, je wilt toch zeker een uitgang hebben met 8 bits resolutie.

Zorg er ook voor dat je de microcontrollers via de mclr pin kunt resetten, bijvoorbeeld vanaf de eventuele pc waarmee je de aansturing gaat doen.

[ Voor 25% gewijzigd door bobo1on1 op 21-12-2006 13:02 ]

[Parasietje]

Verwijderd schreef op donderdag 21 december 2006 @ 09:34:
- Je vergeet de bekabeling.

- 1 PIC per 16 lampen, en de aansturing van die PIC ?

- Los grut zoals weerstanden, condensatoren, printplaten, connectoren ?

Reken eerder op 1000 Euro, en dat moet je nog zelf de PIC / PC software gaan programmeren

Krachtstroom-bekabeling is vrij miniem: elke lamp moet bekabeld zijn, c'est tout. 16*4m = 64m 220V draad.
Triac is het enige element dat bij een lamp moet komen, hier is zelfs niet eens een prototyping bord voor nodig; we schroeven dat ding gewoon vast aan de houten draag-plaat.

Per PIC zullen we wel wat prototyping board nodig hebben. Dat zal op zich goed meevallen, het zal vooral een grote kabel-zooi zijn. Wel logic-level bekabeling.

Aansturing van de PIC gebeurt via een master PIC (€10 naar schatting) met genoeg I/O lijnen. Die wordt aangestuurd langs de parallelle poort van een computer.

En 16 m^2 hout zou ook niet zoveel moeten kosten.

Ik denk dat vooral de schakelelementen en de lampen een beperkende factor zijn.

[Stoney3K]

Wat zijn jullie precies van plan? Een lampengordijn à la U2 of Coldplay? Die zou wel leuk zijn om te volgen

Je hebt een aansluiting van 12kW zeg je, dus die is waarschijnlijk driefasen. Dan is het alleen maar makkelijker om een gelijkrichterbrug eroverheen te zetten voor een voltje of 400 DC. Ik zou met dat soort vermogens wel even rekening houden met de arbeidsfactor, vooral als je er vermogenselektronica achter gaat hangen.

Met 400 VDC / 30A kun je veel doen. Je kan het met een step-down omlaag halen naar 10-12V met gigantische stromen (als je LED's aan wil sturen) maar dat wil je waarschijnlijk niet, als je gloeilampen aan wil sturen zou ik toch eens kijken of ik per lamp niet een klein PIC microcontrollertje (8-pins DIP) kan maken die een PWM signaal voor de lamp maakt. Dat is op zich erg makkelijk aan te sturen via een seriële bus zoals I2C. Zorg wel dat je zoveel mogelijk je vermogenselektronica (400V) gescheiden houdt van je microcontroller, het gaat per lamp van 25 Watt maar om stroompjes in de orde van 62,5 mA, dus dat moet geen probleem vormen. Een normale MOSFET zou het waarschijnlijk prima kunnen sturen. Dan moet je wel nog software schrijven die het hele zaakje aanstuurt.

[Tweak-Freak]

Als je goed naar de video van het project Aracade kijkt (let op vanaf 4.10 minuten) zie je dat hun lampen gewoon netstroom gevoed krijgen en dat er bij iedere lamp tussen de stroom draden een klein schakel printje zit welke de lampen aan stuurd en 8 verschillende lichtsterktes aan kan maken.

Op die manier heb je dus helemaal geen dure omvormers of gelijkstroom nodig.

Ik geloof dat ze op deze manier ruim 500 lampen tegelijk via de computer schakelen en dat lijkt me dus zeker ook iets voor dit project.

[Stoney3K]

Tweak-Freak schreef op donderdag 21 december 2006 @ 15:33:
Als je goed naar de video van het project Aracade kijkt (let op vanaf 4.10 minuten) zie je dat hun lampen gewoon netstroom gevoed krijgen en dat er bij iedere lamp tussen de stroom draden een klein schakel printje zit welke de lampen aan stuurd en 8 verschillende lichtsterktes aan kan maken.

Op die manier heb je dus helemaal geen dure omvormers of gelijkstroom nodig.

Ik geloof dat ze op deze manier ruim 500 lampen tegelijk via de computer schakelen en dat lijkt me dus zeker ook iets voor dit project.

Kan opzich ook, maar dan moet je de PIC's apart voeden. Kwestie van fase-aansnijding dimmen met een (opto-)triac en PWM uit een microcontroller. Plus het feit dat je dan in principe geen profijt hebt van een krachtstroomaansluiting (alleen 3x220 ster)

Overigens gaat een triac wel uit, maar pas als de (wissel) spanning de nuldoorgang heeft bereikt. Dat is dus ongeveer 50 keer per seconde, en je kan een deel van die 1/50 seconde je lamp uitsturen voor een dimfunctie.

Overigens is een thyristorbrug hier ook nog een optie, maar die kost wat meer dan een triac. Triacs worden vaak toegepast in zelfbouwdimmers. Plus ze moeten als het goed is geen moeite hebben met halogeen.

Overigens heb ik net gelezen dat je het geheel op een achterplaat wil monteren? Kun je dan niet denken aan een modulair systeem waarbij elke plaat (van bv. 8x8 lampen) zijn eigen adres op een bus krijgt (gestuurd door een wat grotere microcontroller) en je dus eigenlijk onbeperkt kunt uitbreiden? De software (en dus het busprotocol) schrijf je immers toch zelf.

[wpverbeek]

Ik ben zelf naar de voorstelling van Jan Jaap van der Wal geweest, daar hadden ze ook zo'n scherm, en behoorlijk groot. Ik dacht dat het ook met gloeilampen was, maar ben er niet 100% zeker van. De voorstelling heette BSUR. Misschien kan je eens contact opnemen met iemand van die productie.

[Yotta]

Cubiso schreef op zondag 24 december 2006 @ 11:49:
Ik ben zelf naar de voorstelling van Jan Jaap van der Wal geweest, daar hadden ze ook zo'n scherm, en behoorlijk groot. Ik dacht dat het ook met gloeilampen was, maar ben er niet 100% zeker van. De voorstelling heette BSUR. Misschien kan je eens contact opnemen met iemand van die productie.

Ja klopt, dat zijn gloeilampen.
Ik heb een tijdens de show zitten bedenken hoe ze dat nou hebben gedaan, het leek me erg complex Maar ben wel benieuwd welke techniek daar achter zit, ik hou dit topic in de gaten.

[0fbe]

Yotta schreef op zondag 24 december 2006 @ 17:01:
[...]


Ja klopt, dat zijn gloeilampen.
Ik heb een tijdens de show zitten bedenken hoe ze dat nou hebben gedaan, het leek me erg complex Maar ben wel benieuwd welke techniek daar achter zit, ik hou dit topic in de gaten.

Ik zou productie en management eens proberen te bereiken, heb ook de naam van de licht technicus alleen geen telefoonnummer/e-mailadres.

Je hebt PM niet aan staan anders had ik je ff wat gegevens gestuurd.

[ Voor 6% gewijzigd door 0fbe op 24-12-2006 19:11 ]

[Guru Evi]

Hoe stuur je het aan?

Ik zou het met DMX doen indien je DMX apparatuur snel genoeg is (je probeert een display te maken als ik het goed heb), de meeste DMX-512 USITT 1990 compatible hardware zou het moeten kunnen maar de goedkopere controllers/dimmers kunnen soms niet mee voor snellere veranderingen (lees >25/seconde)

Je kunt dan 512 lampen aansturen (ik weet niet of je er meer nodig hebt, maar je kunt verschillende universes gebruiken - per kleur of zo) en 'standaard' theater hardware programmeren en gebruiken. Als het voor lang gebruik is, dan kun je best LED's of zoiets gebruiken, gaan iets langer mee onder zulke condities.

Wel je lampen voorverwarmen en altijd een restje (2-5%) sturing op laten staan vanuit je dimmer.

[ Voor 7% gewijzigd door Guru Evi op 28-12-2006 22:26 ]

[Thijsch]

Guru Evi schreef op donderdag 28 december 2006 @ 22:25:
Hoe stuur je het aan?

Ik zou het met DMX doen indien je DMX apparatuur snel genoeg is (je probeert een display te maken als ik het goed heb), de meeste DMX-512 USITT 1990 compatible hardware zou het moeten kunnen maar de goedkopere controllers/dimmers kunnen soms niet mee voor snellere veranderingen (lees >25/seconde)

Je kunt dan 512 lampen aansturen (ik weet niet of je er meer nodig hebt, maar je kunt verschillende universes gebruiken - per kleur of zo) en 'standaard' theater hardware programmeren en gebruiken. Als het voor lang gebruik is, dan kun je best LED's of zoiets gebruiken, gaan iets langer mee onder zulke condities.

Wel je lampen voorverwarmen en altijd een restje (2-5%) sturing op laten staan vanuit je dimmer.

Dat ga je nooit en te nimmer redden voor dit budget. Zit je per lamp al op een microcontroller, een tranciever, switches voor het adres (kan eventueel hardcoded), en de nodige kabels. Dit is totaal NIET handig voor deze toepassing!

Zelf zou ik gewoon schuifregisters gebruiken, juiste waardes inklokken op de nuldoorgang (of later) een puls geven op de enable en bam, de triacs gaan feest vieren. Als je dingen onafhankelijk wil dimmen is dat ook geen probleem, je hoeft hooguit 16 bitjes opnieuw in te klokken (micro op 48 mhz oid, geen probleem).