Belichtungstimer

Dieser Beitrag zeigt den Aufbau eines Belichtungstimer für ein Platinen Belichtungsgerät. Die Anzeige erfolgt über ein 7-Segment-Display gesteuert von dem Arduino-CLone XRDuino.

(Dieses Projekt ist noch in der Entwicklung…)

Hier ist vorab die Timerfunktion auf dem Testboard zu sehen.
Steht der Timer vor dem Start auf 00:00 zählt er unendlich aufwärts, nach einem Stand von 9999s fängt er wieder bei Null an(Counter Modus). Wurde vor dem Start eine Zeit eingegeben, zählt der Timer auf Null herunter und gibt dann ein Signal aus(Timer Modus). Im Timer Modus wird mit einem Relais ein Gerät angesteuert.


Zum Projekt:
Wie weiter oben bereits erwähnt, benötigte ich eine Timerschaltung für mein Belichtungsgerät. Der vorhandene, eingebaute Timer ist leider nur unpräzise einstellbar. Außerdem fehlt mir ein Display am Gerät, an dem die Zeit vernünftig ablesbar ist.

beltimer_belgeraet1

Das Belichtungsgerät…

beltimer_belgeraet2

Und der Bereich in dem später das Display und die Bedienelemente eingesetzt werden.

Als Display soll eine vierstellige 7-Segmentanzeige verwendet werden. Warum kein LC-Display? Ganz einfach. Zum einen habe ich noch einige Mengen an Anzeigen rumliegen, zum anderen wollte ich schon lange mal wieder eine Multiplexing Anzeige zum Laufen bringen. Dazu kommt der Vorteil, das diese Anzeigen sich auch aus fünf Metern Entfernung noch gut ablesen lassen und für den einen oder anderen Leser dürfte es interessant sein, wie solch ein LED-Multiplexing funktioniert.

Ziel des Projektes ist es mit möglichst wenig Hardware aus zukommen. Für das Multiplexing und die Ansteuerung der 7-Segment Anzeigen werden keine weiteren Bausteine wie BCD-Dekoder o.ä. verwendet.

Als steuerndes Element verwende ich meinen Arduino-Clone XRDuino, womit die verwendete Softwareumgebung ebenfalls feststeht, also Java.

Um mir entsprechende Kommentare zu ersparen: Es ist mir durchaus bewusst, das man das Ganze auch mit einem Timer IC ala 555 lösen kann, das hat der Hersteller des Belichtungsgeräts bereits gemacht.
Aber das war mir zu langweilig und im Laufe des Projekt(chens) wird man sehen was man alles mit 7-Segment Anzeigen machen kann und es fällt mit Sicherheit eine Menge Arduino-Software-Know-How ab.


beltimer_steckbrett4

Die Aufgabe:

Eine Schaltung, die Timer gesteuert die 230V Versorgung des Belichtungsgerätes für eine einstellbare Zeit einschaltet.
Also ein überschaubarer Aufwand.

beltimer_steckbrett3

Die Schaltung benötigt sechs(kleine) Funktionsgruppen:

1. Netzteil
2. Mikrocontroller mit dem üblichen Drumherum
3. Eine Anzeige
4. Ein Bedienteil
5. Eine Steuerung für den 230V Teil
6. Die Software für den Controller

Zu 1.: Das Netzteil:
Tja, Das schreit geradezu nach einem Kondensatornetzteil.
Aber die die kalkulierten ca. 150mA sind in dem Fall nicht wenig und da ich die Anzeige auch als normale Uhr, außerhalb der Timerzeit verwenden will, macht mich diese Art von Netzteil etwas nervös.
Ich entscheide mich kurzfristig zwischen einem herkömmlichen Netzteil mit Trafo, Gleichrichter und 7805-Gebimsel und einem dafür umgebauten Handy-Netzteil, wobei ich letzterem wahrscheinlich den Vorzug gebe.
Nachtrag(7.2.14):
Wie man in diesem Beitrag sieht steht die Netzteilwahl jetzt fest.

Zu 2. Der Mikrocontroller:
Da sogar mein XRDuino für die Schaltung zu groß ist, wird ein ATMEGA 328P-PU mit Arduino-Bootloader auf der späteren Zielplatine vorgesehen. Der externe 16Mhz Quarz sorgt für ausreichend Performance um das Display später flimmerfrei zu bedienen. Der restliche Hardwarebedarf für den Controller ist lächerlich, ich beschränke mich da auf das notwendigste. Den Programmieranschluss für ein FTDI_Modul spendiere ich aber.

Zu 3. Die Anzeige:
Das Stand ja schon fest, eine vierstellige 7-Segment Anzeige wird es sein. „Zu Fuss“ gemultiplext, lediglich die gemeinsame Kathode wird pro Segment von einem Transistor befeuert, da hier ca 120mA fließen können, wenn alle Segmente eines Displays an sind. Die Anoden gehen direkt über den Controller. Durch die relativ hohe Multiplexing Frequenz kann man die Ports des ATMEGA durchaus oberhalb ihrer Stromspezifikationen auf Dauer betreiben.

Zu 4. Das Bedienteil:
Das ist der einfachste Part. Es besteht aus drei Tasten und fertig.
Die Funktionen sehen wir dann später noch.

Zu 5. Steuerung 230V:
Eigentlich wollte ich dafür eine Triac mit moc-Treiber nehmen.
Aber in Anbetracht der Tatsache, dass ich noch zwei Kisten voller Relais am rumliegen habe, werde ich die mechanische Variante wählen, sonst bekomme ich die Dinger nie weg.

Zu 6. Die Software:
Die wird komplett mit der Arduino IDE entwickelt. Sie kann bei Github.com und Box.com  heruntergeladen werden(Links folgen noch). In dem Video auf Youtube zu diesem Projekt gehe ich näher auf die Funktionen der Software ein(Auch hier folgt der Link nach Fertigstellung).

Ach ja, eine Piezo Summer haben wir auch noch, er soll den Ablauf der Zeit akustisch signalisieren.


 

Fortsetzung folgt…

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Sicherheitsabfrage/security query * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

Elektronik, Mikrocontroller, Programmierung