verlichtingsschakeling voor kunstwerk

Dit topic is gesloten

Hoi,

Ik ben zo goed als nieuw op het forum en heb (nog) niet heel veel kennis over electronica maar zal proberen mijn vraag zo duidelijk mogelijk te omschrijven.

Ik ben student aan de KABK (kunst academy) in denhaag. Op dit moment ben ik bezig met het ontwerpen van een verlichtings systeem.

Ik wil het volgende berijken:
Verlichting die aangaat dmv een schok. De schok wordt veroorzaakt door een gebruiker/passant welke er op gaat staan/springt.

De schok is zogezegd het inschakel moment voor de verlichting.

Na inschakeling worden twee processen in werking gezet:
1. een tijdklok telt af tot deze de verlichting weer uitschakeld.
2. een dimmer regelt de lichtsterkte van de verlichting.

De grote van de schok (Newton) bepaalt bij voorkeur de afstelling van de dimmer en de tijdsklok. Hoe groter de kracht des te sterker/langer is het licht.

Voor de lichtbron denk ik aan een SMD-LED strip. Voeding mag zowel laag als hoogspanning zijn. Met name de Newton sensor en zijn communicatie met de tijdsklok/dimmer lijkt mij lastig.

Ik hoop dat jullie mij een eindje in de goede richting kunnen helpen.

Gr. Wouter

jij zoekt dus een druksensor waarbij je de druk 'analoog' kan meten.

wanneer je meet en de druk wordt hoger, dan weet je dat er iemand op staat en kan het licht dus al aan. Je blijft meten en eerst steeds meer gewicht. wanneer het gewicht weer gaat afnemen omdat de persoon doorloopt heb je je zwaarste punt gehad en weet je waarop je de boel moet instellen(je vorige meetwaarde).

Voor de sensor kan je denken aan iets van een piezo element of iets dergelijks. Neem als voorbeeld een weegschaal die je niet in kan drukken maar die wel kan meten..

De constructie die je wilt gebruiken is ons onbekend en je zaal dus zelf naar een sensor moeten zoeken..

edit: dit is mogelijk iets waar je wat aan hebt. http://nl.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?sku=1007374&_re…

Every machine is a smoke machine if you operate it wrong enough

Aanvulling op MAH:
Met schema
http://www.farnell.com/datasheets/81206.pdf
Daar moet toch iets mee te doen zijn.
Tijdschakelaar is een zoek functie voor.

De beste stuurlui staan aan wal
Frederick E. Terman

Honourable Member

1 en 2 zijn volgens mij goed te combineren.
Met de 'schok' laadt je een condensator op. Die wordt vervolgens weer ontladen.
De dimmer zou gestuurd worden door de spanning op de condensator, en onder een bepaald minimum is er geen licht meer.
Met een grotere schok is de beginspanning op de condensator hoger (=meer licht), en duurt het ook langer voordat de spanning weer onder het minimum is gezakt (=langer licht).

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Dat is een goeie, is het de bedoeling dat het licht op een vaste sterkte blijft branden, en na een bepaalde tijd weer uitgaat, of moet het langzaam steeds zwakker geen branden en dan weer uit gaan?

Als er tussentijds iemand op gaat staan, moet het licht dan weer feller gaan branden? Wat als er iemand op gaat staan die lichter is dan de vorige persoon (terwijl het licht nog brandt), moet er dan niets veranderen, of moet het licht dan plotseling minder fel gaan branden om het nieuwe gewicht aan te geven?

Een piezo element zou een mogelijkheid kunnen zijn, maar je kunt ook een loadcell nemen. Een loadcell is een constructie die in de industrie, en in veel consumenten weegschalen e.d. wordt gebruikt om een gewicht te meten. Een impuls veroorzaakt door stampen e.d. wordt ook gemeten, als een hogere meetwaarde voor kortere tijd.

Aangezien het werkelijke gewicht niet belangrijk is, en er best een redelijke afwijking in mag zitten, heb je geen dure componenten nodig, zoals ijkwaardige weegcellen, indicators e.d.

Je zou dit op kunnen lossen met een microcontroller, maar ik neem aan dat je daar nog nooit mee gewerkt hebt, en dit geen haalbare oplossing is om zelfstandig uit te voeren.

Een analoge oplossing kan ook, als je LEDs gebruikt op gelijkspanning, en het licht langzaam moet faden, hoeft het niet eens echt moeilijk te zijn, denk ik.

Wat denken jullie: een loadcell o.i.d. waar een analoge spanning uit komt, bufferen met een opampje, daarachter een kleine condensator met een weerstand zodat deze langzaam weer ontladen wordt, en de spanning over de condensator samen met een driehoek aanbieden aan een comparator, en de uitgang daarvan naar een drivertje en een flink FET of zo?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Heel erg bedankt voor alle reacties!

Een piezo of loadcell als sensor lijkt mij een goede oplossing aangezien de vloer dan niet hoeft te bewegen. De meetwaarden hoeven idd niet nauwkeurig te zijn.

In het gebruik is het de bedoeling dat de verlichting langzaam uitdooft. De oplossing met de condensator sluit hier goed op aan denk ik.

De tijdschakeling zou dan kunnen vervallen denk ik, het licht dooft vanzelf uit.

Er zijn voor mij drie mogelijkheden bij herhaaldelijke aanraking.
1. de verlichting gaat uit (onderbreken stroomkring)
2. de verlichting gaat feller branden, dit gebeurt denk ik indien je een condensator gebruikt.
3. Het systeem reset naar de nieuwe situatie (kan zowel meer als minder licht betekenen).

Voor alle drie de mogelijkheden is binnen het concept iets te zeggen. Op dit moment heb ik geen sterke voorkeur voor een van de drie.

Ik heb geen enkele ervaring met microcontrollers.

Uit het laatste stukje begrijp ik niet zoveel, de verschillende termen wel opgezocht maar wordt het wordt me niet helemaal duidelijk wat de verschillende componenten doen. Er komt langzaam wel weer wat naar boven van mijn natuurkunde eindexamen ;)

Deze lichtbron vind ik erg intresant, maar ik kan me voorstellen dat het dan aan stuk complexer wordt. http://www.geniuz.eu/WEBSITE%20ZAKELIJK/GeniuZ%20EL%20lightpanel.htm

Gr Wouter

Frederick E. Terman

Honourable Member

Als het mijn klusje was, zou ik het zo willen maken dat de piekspanning uit de sensor gebruikt wordt om de condensator mee te laden.

Als je dan opnieuw springt, en de nieuwe piek is groter dan wat er op dat moment in de condensator zit, dan gaat de lamp weer feller branden en heeft dus ook weer wat meer tijd.
Is de nieuwe piek kleiner dan wat er op dat moment in de condensator zit, dan gebeurt er gewoon niets.

Dit is schakeltechnisch ook het makkelijkst: het laden doe je dan via een diode.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ik durf niet te zeggen hoeveel complexer het daarvan zou worden; ik bij op die website dat ding dingen gevoed moeten worden met AC, 9-110V, 200-2000Hz, 1mA / cm^2.

Dat zou betekenen dat je voor een stuk van A4 formaat (wat overigens zo'n 60 euro kost), 623mA nodig hebt. Er staat bij dat het ding 10W verbruikt, en daarmee kom je uit op 16VAC.

Ik heb geen idee hoe zoiets dimbaar zou kunnen zijn; misschien moet je de spanning verlagen, of het ding in plaats van een sinusvormige AC spanning, een blokgolf geven waarvan je de pulsbreedte varieert. Het is ook goed mogelijk dat dit helemaal niet dimbaar is.

Als je de oplossing die ik voorstelde (en FET ook, met iets minder woorden) zou toepassen, wordt de condensator opgeladen tot bijna de piekspanning die uit de meting voortkomt (mits deze piek lang genoeg duurt). Hierna gaat de condensator weer leeglopen. Als er tijdens het leeglopen een nieuwe piek komt, die groter is dan de huidige lading in de condensator, wordt deze opnieuw opgeladen tot het niveau van de piek.

Voor dit gedrag hoef je dus helemaal niets bijzonders te doen. Als je ander gedrag wilt, zul je daar waarschijnlijk iets speciaal voor moeten ontwerpen. Met een microcontroller kun je natuurlijk elk gewenst gedrag creëren, aangenomen dat je beschikt over een capabele programmeur.

Overigens was ik even vergeten dat er natuurlijk ook nog een diode tussen de eerste opamp en de condensator moet, om te voorkomen dat de condensator gewoon de opamp blijft volgen.

EDIT: great minds think alike...

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ik denk dat het (zeker gezien de kosten) idd verstandig is de O-led buiten beschouwing te laten. Ik zou dit natuurlijk als mogelijkheid kunnen geven voor toepassing op grote schaal (met grote budgetten).

Als we teruggaan naar de oplossing die je voorstelde (wat volgens mij correspondeert met de andere reply's) denk ik dat er een goede oplossing ligt om een model te maken.

Wat voor configuratie zou ik kunnen maken als we er vanuit gaan dat het contact met de tegel ongeveer 0,2 tot 1,5 seconde duurt.

Voor de verlichting lijken mij 4 van deze LED's geschikt: http://www.leds-buy.nl/witte-smd-0603-led-p-630.html

De componenten zouden dan zijn (met vraagteken bij voor mij onbekende):
- Sensor (piezo van farnel ziet er een stuk eenvoudiger uit dan een loadcel)
- opamp?
- diode
- kleine condensator
- weerstand voor langzame ontlading
- een driehoek?
- een comparator
- een drivertje?
- een flinke FET?
- en dan de lichtbron

Ik heb vast een schema gemaakt waarin de verschillende componenten geplaatst zijn ik hoop dat ik de juiste symbolen gebruikt heb. http://www.mijnalbum.nl/Foto-ACKAQ8R8-D.jpg

Een opamp is een versterker met 2 ingangen en 1 uitgang. Deze kun je gebruiken om de spanning die je van de sensor krijgt, te bufferen, zodat je daarmee binnen korte tijd een condensator kunt opladen.

Met een "driehoek" bedoel ik een driehoekspanning, die kun je vrij eenvoudig maken met een opamp o.i.d. Deze wordt, samen met de spanning over de condensator, aangeboden aan een comparator. Hier staat meer informatie met wat afbeeldingen:
http://homepages.which.net/~paul.hills/Circuits/PwmGenerators/PwmGener…

Met een "drivertje" bedoelde ik iets wat een FET kan aansturen. Als je alleen een paar LEDs wilt gebruiken, is een bipolaire transistor waarschijnlijk veel handiger. Eventueel kun je een darlington transistor gebruiken. Als het over grotere stromen gaat, wordt een FET weer aantrekkelijker.

Dit is iets wat je achteraf nog aan het ontwerp kunt toevoegen; je kunt beginnen met een simpele transistor met een LED.

Verder klopt er weinig van je schema, maar het wordt zeker gewaardeerd dat je het geprobeerd hebt.

EDIT: ik heb even gauw iets getekend. Nu is Pspice niet echt handig voor zulke dingen, maar goed.
Nog even niet letten op de waarde van de componenten, die heb ik gedeeltelijk nog niet ingevuld, en gedeeltelijk is dit ge-copy-pasted van andere schema's.

http://www.uploadarchief.net/files/download/pwm%20generator%20voor%20kunstwerk%20met%20loadcell.gif

Links moet je dan het analoge signaal van de sensor aanbieden. Met de verhouding tussen R2 en R3 kun je eventueel nog een versterking instellen. Via D1 wordt C1 opgeladen, die door R1 weer langzaam ontladen wordt. Door de waarden van C1 en R1 te veranderen, kun je de tijdconstante van het geheel veranderen.

Het onderste deel is een driehoek generator, en de opamp rechts staat als comparator geschakeld. Op de uitgang hiervan staat het PWM signaal dat we willen hebben; hier kun je (met een extra transistor) een paar LEDs aan hangen, of een constructie waarmee je meer stroom kunt schakelen, als dat nodig blijkt te zijn.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Hey Super, ik begin het steeds beter te begrijpen. Was flink wat stof aan het doornemen en had zelf net mijn vorige tekening aangepast: http://www.mijnalbum.nl/Album=KZNM78TD

Lijkt al een klein beetje op jouw schema. De driehoek begreep ik nog niet dus die heb ik er even uitgelaten. Klopt het dat deze alleen een aansluiting heeft op de comperator en op de grond?

Nog een paar vragen:
1. sluit ik de positief via de sensor aan op U1?
2. wat voor spanning zou ik hierop moeten zetten, gelijk aan de vraag van de LED's?
3. wat is OV (linksonder)
4. klopt de wijze waarop ik de transitor ingetekent heb? Kan ik die aan jouw schema koppelen?

Het bouwen lijkt me (zelfs voor een leek) goed te doen, ben heel benieuwd hoe het effect is in het echt.

Alle comparators hebben ook aansluitingen voor de voeding, maar deze worden gewoonlijk niet getekend om het overzichtelijk te houden.

1. de voeding komt dus op de opamps, en een paar andere punten in de schakeling (nu nog alleen aan R5)

2. De voedingsspanning is afhankelijk van de opamps, maar ik zou 12-15V gebruiken. E.e.a. is dus ook afhankelijk van de keuze van de opamps.

3. een gelijkspanningsbron waarvan geen spanning ingevuld is; zie vraag 2.

4. Nee, de transistor gaat dat niet overleven, omdat je geen basisweerstand voorzien hebt. Daarbij moet de basis op deze manier 0.6V hoger komen dan de emitter, en als je de opamps uit dezelfde bron gaat voeden, kan dat dus niet. Het is gebruikelijk om de transistor de last naar de ground te laten verbinden.

Misschien dat het nu duidelijker is:
http://www.uploadarchief.net/files/download/pwm%20generator%20voor%20kunstwerk%20met%20loadcell%20v2.gif

Als je een absolute beginner bent, schat ik de kans dat je dit zonder hulp voor elkaar krijgt, niet echt hoog in. Het is geen bouwpakketje, dus het is goed mogelijk dat je na het bouwen nog even moet foutzoeken, en wat componentwaarden moet finetunen voordat het helemaal lekker werkt. Zonder wat ervaring en een oscilloscoop is dat best lastig.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Tsja, ga het toch maar proberen.

Nog een paar vragen:
1. komt de lichtbron in dit geval tussen Q1 en grond?
2. de sensor is dan aan een zijde verbonden met grond en aan andere zijde met U1?
3. Kan ik de componenten die je nu hebt aangegeven in deze configuratie proberen?
4. zou je mij dan ook nog een advies kunnen geven wat betreft de opamps?

Mischien kan ik hier in de buurt een elektroman vinden die het leuk vind om mee te helpen. ga eens nadenken wie ik daarvoor kan vragen.

1. nee, tussen Q1 en Vcc (oftewel, de "+" van de voeding)
2. dat kan, dat ligt aan het type sensor.
3. dat kun je proberen, en ik kan je garanderen dat dat niet gaat werken
4. voor zulke schakelingen pak ik meestal de CA3140, een redelijke all-round opamp

Het lijkt me handig dat je eerst gaat bekijken wat voor sensor je precies gaat gebruiken. Volgens mij krijg je uit zo'n piezo sensor geen signaal waarvan de spanning afhankelijk is van de druk, maar afhankelijk van verandering van de druk. Een loadcell, daarentegen, geeft wel een uitgang afhankelijk van de druk.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op 25 mei 2009 18:55:33 (38%)

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Frederick E. Terman

Honourable Member

Als dat klopt, zou zo'n piezo juist toch wel geschikt kunnen zijn. Het spreekt meer tot de verbeelding dat een felle trap flink licht veroorzaakt, dan gewoon een zwaar gewicht, vind ik persoonlijk.

Overigens kunnen al deze details in elektronica aangepast worden, zodra je weet wat voor opnemer (sensor) je hebt, en wat voor licht/lamp er mee moet gestuurd worden.

Als het je lukt, kon het wel eens een heel aantrekkelijk ding blijken te zijn.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Het microcontroller concept is helemaal verlaten lijkt het? Op zich heeft dat toch wel een hoop voordelen hoor. Dan kun je eea wat "intelligenter" maken en later nog wat gedrag toevoegen. Zo kun je altijd nog wat spelen met het mooiste effect. Als controller hebben we altijd nog http://www.arduino.cc/ Is een beetje verguist hier op het forum, maar voor niet-techneuten is het toch wel een toegankelijk systeem lijkt me. Veel info over te vinden ook.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein

@FF: een microcontroller zou wel kunnen, maar ik denk dat dat voor de TS nog niet echt toegankelijk is. Daarbij hoeft toch niet alles met een microcontroller opgelost te worden?

@FET: ik weet niet of dat het gewenste effect is, dat is aan de TS natuurlijk. En het is natuurlijk waar dat je dat soort dingen in de elektronica kunt aanpassen, met integrators / differentiators e.d.

Als het ding zou moeten reageren op hard stampen e.d., zou je natuurlijk ook een microfoon onder een houten plaat (met een luchtkamer eronder) kunnen gebruiken.

Het nadeel van loadcells is dat ze relatief kostbaar zijn, en mechanisch niet echt gemakkelijk voor een dergelijke toepassing.

@TS: heb je nog eigen met betrekking tot de sensor? Moet deze zo plat mogelijk zijn, hoeveel ruimte heb je beschikbaar, en wordt deze aan de elementen blootgesteld, of niet?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Het is denk ik het handigste om het gehele systeem iets verder te verklaren:

Ik wil een vloer maken die opgebouwd is uit de lichtgevende tegels. Iedere tegel werkt autonoom. Voor mij is het belangrijk dat de tegel comuniceert met de gebruiker. De tegel toont hoeveel energie de gebruiker afdraagt aan de vloer. Het is geen exacte wetenschap maar een effect en mag dus redelijk onnauwkeurig zijn.

De impact van de aanraking (klap) lijkt mij een goed uitgangspunt voor de sensor.

De prijs van een tegel is belangrijk aangezien het om een groter oppervlak gaat (ik begrijp dat dit vrij kostbaar gaat worden).

De sensor wil ik aan de onderzijde van het tegelvlak bevestigen (waarschijnlijk gemateerd PC). Daar kan ik ook ruimte reserveren voor de print. Voeding leg ik buiten het syteem.

De sensor die MAH voorstelde lijkt mij geschikt: http://nl.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?sku=10073...estid=1…

Heel erg bedankt voor alle tips en adviezen tot dusverre. Ik hoop dat jullie mij willen helpen met het samenstellen van de componenten. Dat gaat mij zelfstandig zeer zeker niet lukken.

Trillingssensor is misschien ook een optie.
De spanning op de condensator sommeren met de ingang lijkt mij nog echter. Als er net een zwaargewicht op gesprongen heeft, kan een licht gewicht de intensiteit ook nog verhogen. Dan wordt het misschien wel al lastiger om het ding te gaan afstellen, kwestie dat het niet direct satureert. uC is in dat geval misschien wel 'makkelijker'.

True story bro!
Frederick E. Terman

Honourable Member

Ja, dat wordt zo langzamerhand toch een keuze.
In discrete onderdelen is iedere verandering een kwestie van solderen; met een uC is het programmeren.

Ongetwijfeld is de uC flexibeler. Je kunt dan echt zeggen: ik maak me een lichtregeling en een sensor, plak daar de uC tussen, en de rest programmeer ik.
Maar de drempel is wel hoger. Ik kan daar bijv. niets van. :)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Dat idee van Plantrekker is eigenlijk ook wel aardig; dat elke trilling iets toevoegt aan de lichtsterkte. Dat zou je bijvoorbeeld kunnen doen door de condensator voor een bepaalde tijd (afhankelijk van de trilling) aan een stroombron te hangen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Frederick E. Terman

Honourable Member

Ja, maar dat bedoel ik ook: het lijkt zo leuk om het allemáál te proberen. Dan wordt het langzamerhand de moeite even door de uC appel heen te bijten, daarna kun je alles wat je wilt.. :)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Voor mij is het op het moment denk ik het belangrijkste om te kiezen voor het meest eenvoudige systeem. Het concept gaat over de energie die mensen achterlaten, dit zou kunnen stapelen maar hoeft niet. Voor een model om te laten zien op de academy denk ik dat alle varianten (indien werkend) een sterk beeld geven.

Ik heb net wat zitten lezen over het programeren van een uC, lijkt me niet eenvoudig. Dus ik ga liever voor het ambachtelijke soldeerwerk.

Probleem blijft wel dat ik niet weet hoe ik de componenten zou moeten selecteren. Trial en error lijkt me een wat lang verhaal worden ;) Zeker omdat ik niet heel goed doorzie wat de verschillende componenten echt doen.

Zou ik anders een computersimulatie kunnen maken (welk pakket kunnen jullie aanbevelen)?

Edit: zie net je reply, wat mij ook een nadeel lijkt aan de uC variant is dat het vrij kostbaar wordt. Dan zou ik ik vervolgens toch terug moeten naar de ambachtelijke opbouw om het in meerdere tegels uit tevoeren (en de prijs een beetje beheersbaar te houden). Of is dat dan ook makelijker?

Frederick E. Terman

Honourable Member

Dan lijkt het erop dat je toch gewoon discreet (dus alles in 'gewone' onderdelen) gaat werken.
Hoe dan ook blijft de vraag van in- en uitvoer het belangrijkste. De sensor en de lamp dus. Ik kan niet zien welke Farnell sensor MAH voorstelde, je link levert de openingspagina op bij mij.

Misschien is een microfoon wel wat, elektrets zijn in ieder geval goedkoop. Je zou hem laten luisteren naar de klap van de voet op de tegel.

Het gebruiken van een simulator kost ook leertijd! Zelf gebruik ik met plezier de demo van Simetrix. Mocht je alvast willen proberen, jij hebt de "transient" analyse nodig. Daarin zie je in de tijd wat er gebeurt.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

De link doet het bij mij ook niet meer, gek.

MAH bedoelde deze: http://www.farnell.com/datasheets/81206.pdf

Voor de lichtbron denk ik aan 4 LED's die breed stralen. Ik kan me voorstellen dat dit een mogelijkheid is: http://www.leds-buy.nl/witte-smd-0603-led-p-630.html

De software ga ik gelijk downloaden en eens bekijken. Ik ben gewend om met 3D CAD programmas te werken dus mischien helpt dat.

Voor de configuratie ga ik dan uit van het schema dat Sparky gepost heeft. heb ik iig een handvat.

[Bericht gewijzigd door Scotch op 26 mei 2009 15:48:32 (11%)

Dit topic is gesloten