Ampelschaltung bräuchte Erleuchtung :-)

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  • Hallo,

    ich hoffe das der Bereich richtig ist. Ich will eine große Ampel anlange realisieren mit jeweils 2-3 Ampeln pro Straßen Seite macht schon mal 12 Ampeln pro Kreuzung ohne Fußgänger Ampeln. Betreiben möchte ich es mit einer schleife. Ich habe Bedenken wie sieht es mit der Spannung Versorgung aus pro gpio. Ich habe überlegt eine splitter Platine 1 to 3 zu benutzen um mehr freie pins zu haben aber dann habe ich wieder Spannungs probleme.Ich bin Halt ein anfänger auf dem Gebiet und weiß auch noch nicht welche Programm am besten ist für den Anfang. Wahrscheinlich habt ihr sowas schon 100 mal gelesen aber in der suche habe ich nix vergleichbares gefunden. Ich bin auf jedenfall dankbar für jede Hilfestellung.

    Kurz zur Hardware Raspbarry Pi 3 b+ Standart LEDs 3 und 5 mm wiederstände vorhanden

    Gruß Henning88

  • Wie groß soll das werden? Sind die Ampeln nur aus roten/gelben/grünen LEDs aufgebaut oder sind die größer? Welche Art Lampen und wie viel Strom brauchst du? (Dierekte Versorgung aus den GPIOs kannst du sowieso vergessen, selbst die 5V-Schiene des Pi wird schon gut gefordert, wenn du über 30 LEDs mit 20 mA dranhängen willst.

    Wenn ich dich richtig verstehe, willst du getrennte Ampeln für Rechtsabbieger, Linksabbieger und Geradeausfahrer... also drei unabhängige Ampeln - für jede Richtung, also 6. Das Ganze noch mal für die Querstraße, also 12. Jede hat 3 Leuchten - sind 36, dazu 4 Fußgängerampeln mit je 2 Leuchten pro Straßenseite sind 16. Gibt zusammen 52... da wirst du einen Portexpander brauchen.

    Ich meine, dass das eher eine Aufgabe für einen Mikrocontroller ist. Ein Arduino Mega mit 54 IOs könnte hier gute Dienste leisten.

    Ups, hab noch mal nachgerechnet - es nicht 26, sondern 54 Lampen... Rechnung oben korrigiert.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

    Einmal editiert, zuletzt von Gnom (28. Januar 2019 um 12:44)

  • Hallo Henning,

    wie die Beiträge der vorigen schon erläutern ist das mit den GPIO Pins des Raspberry nicht zu machen.

    Wenn Du also nicht auf einen Arduino ausweichen willst, kommst Du um einen LED-Treiber nicht umhin.

    Der MAX7219 [Anzeige] kann z. B. so was, da braucht man dann auch keine Vorwiederstände und pro Chip sind 64 LEDs ansteuerbar.

    Sicher gibt es hier noch Erfahrungen mit anderen Bausteinen.

    Ich hab den für mehrere Anwendungen mit LEDs im Einsatz,

    Als Einsteiger würde ich Dir Python empfehlen, hab ich sehr schnell gelernt (Buch gekauft).

    Viele Grüße

    Thotaa

  • Das finde ich ne gute Idee wie ist den die spannungs versorgung vom Max7219. Zum adriano kann ich nix sagen, bin ja ihm allgemein ehr unerfahren ich dachte der raspberry hat mehr funktion motorsteuerung usw Deswegen habe ich ihn geholt.

    Danke für die bisherigen Antworten

    Gruß Henning

  • wiederstände

    aua

    Vorwiederstände

    aua aua

    ich dachte der raspberry hat mehr funktion motorsteuerung

    ja aber er muss ja auch mehr machen, er überwacht ein komplettes Betriebssystem und wird öfter mal mit Anderem beschäftigt.

    Ein µC wie der Arduino muss nicht von Haus aus Netzwerk, Grafik, Sound machen, der kann sich ungestört reineweg um alle Ampeln kümmern.

    Klar kann man den PI auch verdonnern sich vordringlich um die Ampeln zu kümmern, aber da muss man mehr Gedanken reinstecken.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Henning, willst du uns nicht doch verraten, was du ungefähtr bauen willst? Ein paar LED-Ämpelchen oder eine Power-Ampelanlage mit Flak-Scheinwerfern?

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  • Für eine Ampel würde ich einen Arduino Uno nehmen. Wenn man viele Ausgänge benötigt den Mega, der kostet auch nur 3€ mehr als der Uno, hat aber dann 54 digitale Ein-/Ausgänge. Es müssen auch nicht alle LEDs einzeln angesteuert werden. Wie bei einer richtigen Ampel sind immer mehrere Lampen in einer Gruppe zusammen gefasst.

  • Gerne es soll für eine größere Lego Stadt sein dort die Ampeln steuern später (wenn das mit den Ampeln gut klappt) kommen dann noch Straßen Laternen eisenbahn signale und was mir noch einfällt dazu. Ich habe im Netz gelesen das eine verstärkerschaltung sinvoll wäre da man ja nur wenige led pro pin betreiben kann.


    Henning, willst du uns nicht doch verraten, was du ungefähtr bauen willst? Ein paar LED-Ämpelchen oder eine Power-Ampelanlage mit Flak-Scheinwerfern?

  • ja nur wenige led pro pin betreiben kann

    da würde ich Dir dringend Grundlagen-Forschung nahelegen ...

    maximal eine, würde ich sagen - möglichst noch ultrahelle (low current) ... erst recht, wenn Du viele Ausgänge beschalten willst. Da ist nämlich beim Summenstrom ziemlich schnell Schicht.

    cu,

    -ds-

  • möglichst noch ultrahelle (low current)

    Nicht dass jetzt Verwirrung eintritt. low current und ultrahell ist nicht unbedingt das gleiche. Ultrahell zieht im allgemeinen immer über 20mA und braucht diesen Strom auch, um zu leuchten. Um so heller die LED, umso größer der Mindeststrom. Low current hingegen bedeutet, dass die LED bereits mit 1-2mA arbeiten kann. Beim Kauf also auf low current oder den Mindeststrom achten.

    Edit: low current lohnen sich aber nur zum basteln, weil sie den GPIO nicht so sehr belasten. Wenn es hell werden soll, sollte man sowieso eine Leistungsstufe (wie z.B. einen Transistor) nutzen.

  • low current und ultrahell ist nicht unbedingt das gleiche. Ultrahell zieht im allgemeinen immer über 20mA

    das kann man leider mal wieder so nicht unkommentiert lassen (ich hasse das immer derlei Fake news geradezustellen)

    Ich verwende dienstlich oft so genannte ultra helle LEDs an >1cd oder> 1000mCd

    die z.B. von Segor so verkauft werden!

    Diese leuchten sichtbar ab einigen 10µA und brauchten nie 20mA wie eben geschrieben wurde!

    http://www.segor.de/#Q=LED3ww%252F8%252C5cd-20%25C2%25B0&M=1

    http://www.segor.de/#Q=LED3ws%252F12cd-20%25C2%25B0&M=1

    LED 3mm weiss ultrahell

    typ.12cd/20mA 20°klar

    LED 3mm warmweiss u-hell

    8,5cd/20mA 20° klar

    grün 2,73V

    rot 1,68V

    blau 2,69V

    werden aber nicht mehr ultra hell genannt obwohl die alle deutlich > 1Cd liegen


    Ich hatte einige sogar vermessen und hier die Ergebnisse eingestellt.

    Weihnachtsbeleuchtung

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  • Standart LEDs 3 und 5 mm

    wieviele?

    Diese Verstärkerschaltung nennt sich LED-Treiber

    overzized, nicht wirklich LED Treiber, ein Vorwiderstand reicht dicke

    Für eine Lego Stadt denke ich aber eher an 100e

    3mm gelb low current kann wegen der Spannung kritisch werden

    PCF8574 schaffen 64 Ports 8 verschiedene Adressen I2C und je 8 Ports, dazu noch

    PCF8574a schaffen 64 Ports 8 verschiedene Adressen I2C und je 8 Ports

    = 128 Ampel LEDs / 3 = 42 Ampeln

    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pcf8574.pdf

    könnte mit low current reichen

    für mehr bieten sich eher WS2812B LEDs an, auch der Verdrahtungsaufwand wird deutlich minimiert.

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  • Ich hätte noch ne Kreativanregung:

    Da man rot und grün nicht gleichzeitig braucht, könnte man beide LEDs mit einer Art "Tri-State-Push-Pull-Schaltung" an einem einzigen Pin betreiben.

    Die beiden LEDs schaltet man dazu in Reihe zwischen Vdd (< 3,5 Volt) und GND. Beide LEDs zusammen haben eine Durchlasspannung von ca. 4 Volt - es leuchtet im Idealfall nichts. Zwischen den beiden LEDs zweigt man zum Port ab - natürlich muss der Port hinreichend belastbar sein (am Pi geht es nur mit sehr geringem Strom) - ein MCP23017/23S17 sollte das tun. Auch ein Atmega oder Attiny ginge. Man braucht noch Widerstände - entweder an den beiden Zuleitungen (Vdd/GND) oder zum Port hin - ob letzteres genügt oder ob dann noch ein leichtes glimmen der LEDs zu sehen ist, hängt wahrscheinlich von Vdd ab - das müsste man mal testen). Der Port hat drei mögliche Zustände - HIGH, LOW und hochohmig (Z). Bei hochohmig leuchtet nichts. Bei HIGH leuchtet die zu GND führende LED, bei LOW leuchtet die von Vdd zuführende LED.

    (Mit einem schnellen Rechtecksignal kann man sogar beide LEDs "gleichzeitig" leuchten lassen - allerdings im schnellen Wechsel, so dass sie etwas dunkler werden - bringt bei einer Ampel aber eh wenig.)

    So genügen für eine Ampel zwei Pins (rot/grün und gelb) für eine Fußgängerampel ein einziger Pin (sogar für alle vier LEDs auf beiden Straßenseiten).

    Für die geplante Kreuzung mit 12 Ampeln und 8 Fußgängerampeln wären das gerade mal 28 Pins für 52 LEDs. Der Kabelaufwand reduziert sich entsprechend.

    Man kann das noch weiter treiben und mit dem sogenannten Charlieplexing mit n Pins n * (n-1) LEDs steuern. Dann reichen 8 Pins für 56 LEDs. Allerdings bekommt man dann sicher recht schnell Probleme mit den Strömen. Außerdem kann man nicht alle LEDs unabhängig voneinander schalten, so dass nicht alle Kombinationen möglich sind (8 Pins je H, L, Z = 3^8 = 6561 Möglichkeiten, Dagegen 12 Ampeln mit je 4 Möglichkeiten * 4 Fußgängerampeln je 2 Möglichkeiten sind 4^12 * 2^4 = >268 Mio Möglichkeiten).

    (Tatsächlich gibt es für die obige Kreuzung 1,76319E+11 mehr oder minder sinnvolle Schaltmuster - mit 28 Tri-State Pins (mit je 2 LEDs) kann man theoretisch sogar 3^28 = 2,28768E+13 Schaltmuster erzeugen.)

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

    Einmal editiert, zuletzt von Gnom (29. Januar 2019 um 18:55)

  • Diese leuchten sichtbar ab einigen 10µA

    Mag sein, aber dann nicht ultrahell.

    das kann man leider mal wieder so nicht unkommentiert lassen

    Jederandere hätte das gekonnt, du natürlich nicht.

    Klar kann man irgendwelche LEDs mit irgenwelchem Strom betreiben, aber nicht umsonst steht ein bestimmter Strom im Datenblatt, für den die LED optimal ausgelegt ist. Und ultrahell ist nun mal nicht low current. Aber darum gehts ja gar nicht, die Frage ist was sieht für eine Ampel besser aus? Und da finde ich klare ultrahelle LEDs nicht so gut. Mit PL9823 LEDs haben wir beim Kumpel die Eisenbahn gemacht. 1024 LEDs passen da an einen Bus und jede lässt sich einzeln mit jeder Farbe ansprechen, wobei das für eine Ampel auch schon oversized ist, da die ja nur eine feste Farbe pro LED brauchen.

    https://www.raspiprojekt.de/kaufen/shop/le…gb-led-5mm.html

    1wire macht das ganze direkt an der Ampel aufwändiger, aber die Verkabelung ist dann natürlich sehr einfach.

    https://www.raspiprojekt.de/kaufen/shop/sc…se/ds2408s.html

    Gibt es auch für einen Kanal, da wirds aber teuer. Ist aus meiner Sicht was, wenn man mal was einzeln schalten will.

    https://www.raspiprojekt.de/kaufen/shop/ak…e-schalter.html

  • Was wäre nach euer Meinung die besser Alternative arduino mega z.b. oder der Raspberry Pi 3b+.

    Das lässt sich imho so pauschal nicht beantworten. Es kommt u.a. darauf an, über welche Kenntnisse und Fertigkeiten Du verfügst und was am Ende dabei rauskommen soll.

    Ich persönlich würde nur für die Ampeln einen (oder mehrere) MEGA2560 nehmen. Dann für jede Ampel z.B. ein 4 Bit Schieberegister (1=rot, 2=gelb, 3=rot/gelb, 4=grün, 8=Ausfall). Dann brauchst Du aber immer noch mindestens drei Pins pro Ampel.

    Da wären wir halt bei den Fähigkeiten ... Arduino, Elektronik, Programmierung in C/C++, HTML, PHP, ...

    Auf dem Pi dann ein schickes Frontend für alles, die µC Boards per SPI angebunden (oder I2C, oder UART, ...).

    Machbar ist alles ... entscheiden musst unterm Strich Du.

    Ich würd' halt mal mit einer Kreuzung anfangen, mir das mal ansehen und dann entscheiden.

    //EDIT: um eine separate Stromversorgung wirst Du imho so oder so nicht drumherumkommen ...

    cu,

    -ds-

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