Reaktives Licht mit Atmel AVR

[KaJu]

Eine Idee zum Sparen hätte ich schon...

Kann man Tageslicht erkennen (z.B. als Dauerlicht über mehr als 30 Sekunden oder ähnlich)? Wenn ja, kann sich der Atmel für ne halbe Stunde schlafen legen und dann wieder gucken, ob immer noch Tageslicht ist. In der Dämmerung wird er kein Tageslicht mehr erkennen und vorher wird wohl eh keiner nach reaktiven Lichtern suchen können.

Gruß, Kai

 

[radioscout]

Geniale Schaltung. Ich vermute, daß der hohe Stromverbrauch durch die C-Messung (ständigens Umladen) zustande kommt.

Allerdings würde ich lieber etwas verwenden, was ich auch Schrotteilen aus der Bastelkiste bauen kann und keinen teuren uC im Wald aussetzen.

 

[Sir Vivor]

Wie häufig musst du den "pumpen"?

Ich muß pro Messung, egal wann und wie oft, folgendes machen:

- die LED für 1 ms 'aufladen' (diese Zeit kann ggf. noch stark verkürzt werden)
- 1 ms warten, dann nachschauen, ob die Kapazität noch ge- oder schon entladen ist (diese Zeit bestimmt die Empfindlichkeit bzw. das Ansprechverhalten der Schaltung)

Wenn ich die LED nicht kontinuierlich 'abfrage', weiß der µC nicht, ob es gerade hell oder dunkel ist. Man könnte das Abfrageintervall auf eine oder mehrere Sekunden rauf setzen, dann müßte der Cacher das Areal halt langsamer ableuchten.

@KaJu:
Ganz so einfach ist das nicht. Aber: Neben dem o.a. Nachteil hat 'meine' Schaltung einen wesentlichen Vorteil: Durch den doch recht schmalen Abstrahlwinkel der LED wird eine Auslösung nur bei direkter Bestrahlung gewährleistet. Die Schwelle dazu stellt man per Software ein. Somit löst die Schaltung bei normalen Tageslicht nicht aus. Außer, man richtet die LED direkt zur Sonne aus... ;-) Und: Das Licht der LED wird genau in die Richtung zurück gestrahlt, aus der es vorher empfangen wurde.

@radioscout:
Der Strom-'Verbrauch' rührt einzig vom Betrieb (Programmabarbeitung) des µC her. Eine Kapazität von ein paar pF zu laden, fällt da nicht mehr groß auf... ;-) Wie gesagt: Mit z.B. einem zusätzlichen LDR kann man bestimmt noch mehr aus der Schaltung herausholen (Sleepmode -> IRQ's etc.), aber mein Ziel ist eine Super-Simpel-Schaltung. Klar dabei ist, die preiswertesten Bauteile, die es gibt, sind die, die man schon zuhause hat... ;-) Aber was sind schon 1,50 Euro für einen kleinen ATtiny?

Viele Grüße,

Sir Vivor

 

[fekon]

Man könnte der LED einen Kondensator paralell schalten und damit die "Abklingzeit" deutlich verlängern. Dann würde es sich vielleicht lohnen, den Atmel zwischendrin nochmal schlafen zu schicken. Andererseits wäre das wieder ein Bauteil mehr. Wenn die Schaltung ein Jahr durchhält, dann sollte das reichen.
Es ist schon ineteressant, dass die Schaltung vermutlich billiger wäre als die Konkurrenten aus diskreten Bauteilen. Der kleinste Atmel kostet bei reichelt ja gerade mal 82 Cent.

 

[Sir Vivor]

Die Schaltung sollte theoretisch sogar etwas länger als ein Jahr halten...! ;-)

Zum Preis: Allein ein LDR kostet bei Reichelt schon fast 70 Cent, also knapp die Hälfte eines ATtiny12L! Vom Verdrahtungsaufwand wollen wir gar nicht erst anfangen. Und per Software kann man jederzeit Sonderwünsche implementieren...

Es grüßt...

...Sir Vivor

 

[Eliveras]

Zum Preis: Allein ein LDR kostet bei Reichelt schon fast 70 Cent, also knapp die Hälfte eines ATtiny12L! Vom Verdrahtungsaufwand wollen wir gar nicht erst anfangen. Und per Software kann man jederzeit Sonderwünsche implementieren...

Dafür kosten dann Prommer und Entwicklungsumgebung soviel, daß der Kostenvorteil sich erst beim 50 Millionsten Nachtcache auswirkt.

Im Ernst: Was benötigt der 0815 Elektroniker noch?

 

[Sir Vivor]

Einen Prommer und 'ne Entwicklungsumgebung brauchst Du nicht!

Alles, was man braucht, wenn man es komplett selber machen möchte, ist (nahezu) kostenlos:

- einen PC mit Druckerschnittstelle
- einen selbstgebastelten 'Drahtverhau' an einem 25 pol. RS232-Stecker zum ('in vivo'-)Programmieren
- Bascom AVR (BASIC zum Programmieren für die AVR's)
- die Schaltung selbst

Als Programm nimmt man (m)ein fertiges oder schreibt sich selbst eins.

Eventuell hat man sogar einen Kumpel, der einem gleich ein paar ATtinys mit programmiert.

Wenn die Schaltung fertig ist, fehlerfrei läuft und Interesse besteht, würde ich ein paar ATtinys bei Reichelt ordern, programmieren und zum Selbstkostenpreis (+ Strom- und Kaffeekosten ;-) ) versenden.

Also alles in allem kein Thema...

Wo ein Wille ist, ist auch ein Atmel nicht weit... ;-)

Viele Grüße,

Sir Vivor

 

[Windi]

Entwickelst Du auch noch eine "komfortablere" Variante mit einem LDR?
Interessant wäre auch noch ein vorgeschalteter Step Up Regler damit man die Sache mit nur 1 Monozelle betreiben kann. Die Dinger sind aber recht teuer, glaube ich.

Meine Analogschaltung (die mit den OPs und dem hohen Stromverbrauch) konnte ich mit meiner 5D noch aus 200 Metern aktivieren.

 

[radioscout]

Über die Batterielebensdauer würde ich mir keine Gedanken machen. Normalerweise findet sowas ein Muggle, bevor die Batterie leer ist.
Und wenn Muggels erstmal erfahren, daß da ein PIC, AVR usw. drin ist, wird die Lebensdauer schnell auf wenige Tage sinken.

 

[Windi]

Normalerweise findet sowas ein Muggle, bevor die Batterie leer ist.

Also meine Blinker hängen schon monatelang ungemuggelt rum. Und das obwohl sie auch am Tage blinken. Ein Reaktivlicht ist ja noch wesentlich schwerer zu entdecken.

 

[radioscout]

Glück gehabt. Bei einem sehr alten Öcher Nightcache war das Blinklicht nach wenigen Tagen weg. Und nach dem der Cache verplaatst wurde, war es weg, bevor der Cache gefunden wurde.

 

[Sir Vivor]

Moin,

Entwickelst Du auch noch eine "komfortablere" Variante mit einem LDR?
Interessant wäre auch noch ein vorgeschalteter Step Up Regler damit man die Sache mit nur 1 Monozelle betreiben kann. Die Dinger sind aber recht teuer, glaube ich.

Meine Analogschaltung (die mit den OPs und dem hohen Stromverbrauch) konnte ich mit meiner 5D noch aus 200 Metern aktivieren.

Nein, weitere Entwicklungen sind nicht geplant. Man könnte sich an diesem Thema sonst leicht 'tot entwickweln'... Ziel ist bzw. war ja eine simple Schaltung, die auch einigermaßen lange hält. Das ist (fast) erreicht.

Eine 'Ladungspumpe' vorzuschalten, lohnt in meinen Augen nicht, da eine zweite Monozelle einfacher und wesentlich preiswerter ist. Ich glaube, 'meine' Schaltung ist ein guter Kompromiß zwischen Funktionalität, Einfachheit und Preis.

Über die Batterielebensdauer würde ich mir keine Gedanken machen. Normalerweise findet sowas ein Muggle, bevor die Batterie leer ist.
Und wenn Muggels erstmal erfahren, daß da ein PIC, AVR usw. drin ist, wird die Lebensdauer schnell auf wenige Tage sinken.

Das Argument halte ich, diplomatisch ausgedrückt, für unzutreffend. Welcher Muggle ist schon Elektroniker und weiß den 'Wert' eines AVR's zu schätzen? Und wer seinen Was-auch-immer-Cache nicht ordentlich plant und/oder versteckt, tja, selbst Schuld. Gerade ein reaktives Licht will gut platziert sein. Und wer auf Nummer sicher gehen will, setzt im µC das Fusebit gegen Auslesen und entfernt mit einem Glasfaserraddierer die IC-Beschriftung... ;-)

So, gleich mal ein paar ATtinys bei Reichelt ordern...

Viele Grüße,

Sir Vivor

 

[Sir Vivor]

Fertig, Bestellung ist raus.

Habe beim Durchsehen der Datenblätter vorher aber noch etwas sehr interessantes gefunden, und das dann gleich bei der Bestellung berücksichtigt:

Ich nehme nun doch keinen ATtiny12L, sondern einen ATtiny13. Dieser ist nicht nur 5 Cent billiger (1,45 Euro), er hat auch einen internen 128kHz-Oszillator. Damit zieht das Teil im Betrieb dann nur sagenhafte 50 µA! Wenn ich mich jetzt nicht verrechnet habe, und bei einer normalen Alkali-Mangan-Monozelle mal 10.000 mAh zugrunde lege, würde das eine Betriebszeit von fast 23 Jahren (!!!) bedeuten... Gut, das Blinken der LED fehlt in dieser Rechnung und die Zelle würde nach ein paar Jahren eh durch Selbstentladung leer sein, aber immerhin: Wer bietet weniger? ;-) Damit kämen nun z.B. auch Mignon-Zellen als Stromversorgung in Betracht.

Mal schauen, was das Teil in der Praxis so macht und ob es sich bewährt.

Ein paar LED's habe ich auch gleich noch geordert: Normale, super-helle und ultra-helle, alle im durchsichtigen Gehäuse. Wenn die als Sensoren auch alle zufriedenstellend laufen, könnte jeder seinem 'Helligkeitswunsch' mit der entsprechenden LED ohne nachträgliche Programmänderung nachkommen.

Es gibt noch viel zu basteln, packen wir's an! Atmel. ;-)

Es grüßt...

...Sir Vivor

 

[Windi]

Ich hab im Datenblatt des 13er was von 240 µA im Active Mode gelesen. Das wäre aber auch noch sehr erträglich. Oder meintest Du 50 µA wenn Du ihn zwischendurch einschlafen lässt?
Hast Du schon Erfahrungen wegen der Reichweite? kann die LED einen LDR "vollwertig" ersetzen oder klappt das nur im Nahbereich?

Eine gute Monozelle hat übrigens 16.000 mAh aufwärts.

 

[Starglider]

Ich hab im Datenblatt des 13er was von 240 µA im Active Mode gelesen. Das wäre aber auch noch sehr erträglich. Oder meintest Du 50 µA wenn Du ihn zwischendurch einschlafen lässt?

Schau dir mal das Diagramm an, das den Stromverbrauch in Abhängigkeit von der Taktfrequenz bei verschiedenen Versorgungsspannungen zeigt ( Abbildung 64).
Für 0,1 MHz liegt der Stromverbrauch bei allen Versorgungsspannungen noch deutlich unter 0,2 mA.

 

[Mika Mifizu]

Zum Preis: Allein ein LDR kostet bei Reichelt schon fast 70 Cent, also knapp die Hälfte eines ATtiny12L! Vom Verdrahtungsaufwand wollen wir gar nicht erst anfangen. Und per Software kann man jederzeit Sonderwünsche implementieren...

Hallo,

eine Photodiode bzw ein Phototransistor ist schon für 31 Cent zu haben. Den einfach an einen freien Pin, und schon kann der µC ganz trivial auf den Interrupt warten.

Auch wenn die vorgeschlagene Methode ganz gut klingt.

Gruß
Mika

 

[Sir Vivor]

Hier mal das Diagramm, auf das ich mich bezogen hatte:

Da zieht der µC im normalen Betrieb (nicht Sleepmode!) bei 3 V nur ca. 50 µA, weil der Takt eben so niedrig ist. Und schnell muß er für diese Anwendung ja nun wirklich nicht sein. Man könnte das sogar noch weiter toppen, wenn man einen 32.768 kHz-Quarz benutzen würde. Dann sinkt die Stromaufnahme noch mal extrem. ;-)

Die Reichweite liegt bisher bei mindestens 9 m, mehr konnte ich Indoor nicht testen. Draußen pieselt das gerade (echtes Hamburger Schietwetter); wenn es heute abend noch trocken wird, gehe ich mal in den Park. Ich schätze mal vorsichtig, daß das mit meiner Dorcy so auf mind. 20 m und mit der 4D-Mag auf 100 - 150 m gehen sollte. Aber mal abwarten...

Bei der Monozellen-Kapazität bin ich bewußt nur von durchschnittlichen 10.000 mAh ausgegangen, da ja nicht jeder seinem Lichtchen zwei Duracell's spendieren wird. ;-)

Es grüßt...

...Sir Vivor

 

[Sir Vivor]

Moin alle,

der erste Outdoor-Test ist fertig! Obwohl es ein paar kleinere 'Pannen' dabei gab, kann ich nun mit den ersten Praxisdaten aufwarten: Die Schaltung in jetziger Form spricht mit einer Dorcy auf bis zu 12 m sicher an, mit einer 4D-Mag auf ungefähr 50 m.

Zu den 'Pannen': Leider war es draußen etwas diesig und juekar60 hat das Steckbrett in der Dunkelheit nicht immer richtig ausgerichtet bekommen, was anhand des schmalen Ein- und Austrittswinkel der LED auch kein Wunder war. Dazu sackte dann auch noch die Batteriespannung auf 7 V ab, was dem 5 V-Regler gar nicht so gut gefiel... Aber dennoch: Ein voller Erfolg, wie ich meine!

Ich muß jetzt noch auf die Reichelt-Bestellung warten und dann wird dieser Test mit einer verbesserten Schaltung wiederholt. Geändert wird dabei folgendes:

- Der µC wird durch einen ATtiny13 ersetzt (Endausbau)
- Die LED wird getauscht (Reichelt) und bekommt ggf. noch einen verspiegelten Reflektor

Das Problem bei der jetzigen LED ist nämlich, daß ich den E-/A-Winkel nicht kenne. Der ist extrem schmal; die LED ist von Conrad und schon jahrzehnte alt. Bei den neuen von Reichelt berägt er 30°, also eine dann bekannte Größe für weitere Experimente.

Ein Reflektor würde Seiten- und Störlicht minimieren und das Nutzlicht enorm verstärken. Dazu müßte ich dann noch etwas mit der entsprechenden Zeitschleife (Ansprechempfindlichkeit) im Programm spielen und dann erneute 'messen'.

Für alle die, die das evtl. jetzt auch schon mal ausprobieren möchten, habe ich noch folgenden Tip: Ich werde meine µC wohl in Zukunft bei http://www.csd-electronics.de bestellen, da die im Gegensatz zu Reichelt keinen Mindestbestelltwert haben und auch bei den eigentlichen Produkt- und Versandkosten preiswerter sind. Dort findet man aber auch den ATtiny13V, der bereits ab 1,8 V (!) läuft. Den werde ich dann ggf. später noch einbauen, um den gesammten Spannungsbreich der Zellen besser auszunutzen.

So, das soll's erstmal wieder gewesen sein...

Es grüßt...

...Sir Vivor

 

[jensor]

Interessante Variante!

Mich würde der Stromverbrauch der fertigen Schaltung interessieren. Falls er bei 50uA bleibt, so würden auch zwei einfache Mignon-Batterien ausreichen.
Das ganze könnte man dann noch in einen runden Kabelkanal schieben und mit ein wenig Heißkleber oder Schrumpfschlauch wasserdicht machen.
Fehlt eigentlich nur noch eine Bluetooth Schnittstelle über der man das Teil vor Ort programmieren kann. (Just kidding).

 

[carhu]

...Fehlt eigentlich nur noch eine Bluetooth Schnittstelle über der man das Teil vor Ort programmieren kann. (Just kidding).

Das macht man natürlich über die LED!