240 lumen lichtwerfer

hi ihr,

beim letzten schrottsammeln (eine meiner lieblingsbeschäftigungen) fiel mir ein tolles spielzeug in die hände: ein nintendo super scope.
Bild hier
paar infos dazu gibts hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Super_Scope

um das ding für etwas sinnvolles zu verwenden, will ich daraus eine möglichst helle led-lampe bauen (der begriff taschenlampe ist wohl unpassend).

angedacht war folgendes (verbesserungsvorschläge willkommen):

die innereien landen im bastelschrank, stattdessen wird darin eine Seoul Z-LED P4 Star, weiß, 240 Lumen untergebracht (infos dazu hier: http://www.leds.de/product_info.php?...240-Lumen.html), dazu ein atmega (helligkeit über pwm regelbar, wahr scheins mit einem poti). versorgt werden soll das ganze wahrscheinlich mit einem 7,2V-akku (racing-pack). ein step-down-wandler anstelle eines ordinären 78xx wäre wohl von vorteil, um nicht sinnlos strom in wärme zu wandeln.

damit komme ich zu meinen fragen:
1. die led zieht bis zu 1A bei 3,8V - da wird einiges an wärme abzuführen sein (auch wenn ich sie wohl eher selten mit peak current betreibe). kühlkörper und wärmeleitpaste sind da wohl pflicht. nur, wie muss ich den kühlkörper dimensionieren, vor allem, weil er ja mit im gehäuse verbaut wird? (geringe luftzirkulation - einen lüfter wollte ich vermeiden)

2. der abstrahlwinkel der p4 beträgt 125°. es gibt auch eine optik zu kaufen, die auf 25° fokussiert. am liebsten wäre mir natürlich beides, also im idealfall ein verstellbarer fokus. hat da jemand eine idee?

3. mit einem spannungswandler könnte ich evtl mein akkupack (6 zellen) länger nutzen, aber laufe ich da nicht gefahr, dass eine der zellen krepiert (<0V)? was für ein bauteil/schaltung wäre zu empfehlen?

das budget ist mal wieder äusserst beschränkt (die led wird mich schon 8,50+versand kosten.. das ist viel).

weitere features, die ich einbauen könnte, wären auch interessant.. wenn jemandem was einfällt (nein, kartoffelkanone eher nicht^^).

über antworten freut sich eure katze

In dem Shop findest du auchs ehr kleine Spannungswandler/Regler, jedoch ist der Preis auch nicht niedrig :|
http://www.led-shop24.de/pi-19437754...?categoryId=13

@Cat, vielleicht kann man das Pferd von hinten aufzäumen. Was soll den später der Effekt sein? 8,50€ für eine LED ich hoffe du hast sie noch nicht bestellt, den eventuell gibt es andere Möglichkeiten die einen viel schönreren Effekt erzielen.

Zitat:

weitere features, die ich einbauen könnte, wären auch interessant.. wenn jemandem was einfällt (nein, kartoffelkanone eher nicht^^).

Eine zusätliche Laserzieleinrichtung fiel mir als erstes ein.
Soetwas wir häufig bei berührungsloser Temperaturmessung eingesetzt:
http://www.neumann-messgeraete.at/032_Temperatur.htm

Hier gibt es auch eine kleine Wärmebildkamera, der Preis kommt langsam näher, wenn auch die Auflösung dann noch gering ist:
http://www.neumann-messgeraete.at/PDF/IR-1000.pdf

so eine wärmebildkamera wäre natürlich was tolles, sprengt aber den preislichen rahmen völlig. dann noch eher ein ir-led-cluster und eine billige cam vorne, und hinten ein beleuchtetes display - quasi also eine art nachtsichtgerät. technisch würde mir die umsetzung mehr spass machen als "nur ne lampe", vom gefühl her würde ich aber sagen, dass mir die lampe mehr nutzen bringt.

einen laser mit dran zu machen (auch wenn mir kein direkter nutzen dafür einfällt) ist schon fast beschlossene sache, weil ein discounter hier welche für 2,99 verscherbelt. vielleicht könnte man über modulation und laufzeitmessung die entfernung bestimmen? das wäre interessant, ich habe nur einige zweifel, ob da ein 16MHz µC schnell genug ist. das werde ich mal versuchen durchzurechnen, vielleicht kann auch jemand etwas dazu sagen.

@Hanno:
nein, ich habe noch nichts geordert und bin offen für andere vorschläge. fest steht nur das scope als gehäuse, dass es nicht zu teuer werden darf, und dass es möglichst hell leuchten soll (wird wohl auf einen kompromiss kosten/helligkeit hinauslaufen).

evtl sollte ich eher mehrere leds (mit verschiedenen abstrahlwinkeln) kombinieren? ideal wäre die möglichkeit, sowohl objekte in größerer entfernung anzuleuchten, als auch kleine räume gut auszuleuchten.

wäre nicht der kühlkörper, hätte ich versucht, die led in der optik beweglich zu machen, um den abstrahlwinkel zu variieren.

@Reeper, ich kenne diese stromquellen, die sind sehr klein aufgebaut um in handelsüblichen taschenlampen platz zu finden. platz habe ich genug, deshalb werde ich mir da wohl selber was aufbauen (kostenfaktor).

danke für eure antworten, vielleicht kommen ja noch ein paar ideen und vorschläge. ich werde später mal das scope auseinandernehmen und bilder davon machen, vielleicht interessiert es ja den einen oder anderen.

gruesse von der katz

um es etwas spannender zu gestalten, hat der hersteller 2 spezialschrauben verwendet, um das gehäuse zu "sichern", aber mit etwas phantasie war auch das keine wirkliche hürde.

hier also ein paar bilder vom innenleben (png-format, deshalb etwas lange ladezeiten, fürchte ich):

Bild hier

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Bild hier

Bild hier

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interessant, dass hinter der linse keinerlei optoelektronik zu finden war. das nächste element ist die schaltung im metallkästchen. hat hier schon jemand vor mir "gewildert", oder wie wird der kathodenstrahl (heisst das so?) auf dem bildschirm erfasst? beim flüchtigen angucken habe ich zumindest keine offenen stecker entdeckt, die darauf hindeuten würden, dass etwas fehlt.

gruesse von der katz

Hallo Robocat, mit mehr LEDs zu kleinerem Preis kommst du vielleich auch auf die gleiche Ausleuchtung. Es macht ja auch nur dann Sinn eine starke LED zu verwenden, wenn für mehrere kleine LED kein Platz ist oder aufgrund anderer Schwirigkeiten.

hallo,
ich habe zwar noch nichts fertig, aber wollte euch mal auf dem laufenden halten. zuerst sei ein irrtum korrigiert:

die original lightgun hat sehr wohl eine optik, in der metall-box (oben zu sehen) ist ein kleiner spalt mit einem phototransistor dahinter. habe ich vor lauter husch-husch übersehen.

leds habe ich inzwischen welche geschenkt bekommen, zwar keine P4, aber hell genug für meine zwecke. damit sind nun folgende features geplant:
- 1 led (1,2W) mit optik für weitsicht, mit PWM über ein poti regelbar, wahlweise schalt- oder tastbar
- 2 leds (auch je 1,2W) für den nahbereich, großer abstrahlwinkel, ebenfalls mit PWM über ein poti regelbar, wahlweise schalt- oder tastbar
- Laser (über taster schaltbar, aus einem billigen laserpointer entwendet)
- 3 IR-leds, bereits fertig im gerät vorhanden, über taster schaltbar)

nah- und/oder fernsicht wird mittels eines 3fach-schalters ausgewählt, dauerbetrieb oder tastbetrieb ist über einen weiteren schalter wählbar. dazu noch ein POWERONOFF (habe gehört, dass ein russe dieses namens den ein/aus-schalter erfunden hat, eine beachtliche erfindung).

als versorgung dienen 6 mignons (in reihe) da das batteriefach dafür bereits vorhanden ist. diese wird mit einem step-down (LM2576-adj, datenblatt: http://www.national.com/ds.cgi/LM/LM2576.pdf) auf etwa 4V eingestellt, um sowohl die leds als auch den atmega versorgen. damit kann meine batteriespannung bis auf ca. 5V sinken, ohne dass sich die leistung verringert.

Bild hier

ich melde mich wieder, wenn es fortschritte (oder probleme) gibt.

gruesse von der katz

inzwischen habe ich die schaltung aufgebaut, und das gehäuse ist auch bald fertig. der laser wanderte (skizze siehe oben) dorthin, wo die IR-leds eingezeichnet sind (diese habe ich weggelassen).

hier ist ein bild von der elektronik:

Bild hier

schaltplan für step-down ist folgender:

Bild hier
(aus dem datenblatt, hoffe das ist ok, datenblatt hier: http://www.national.com/pf/LM/LM2576.html#Datasheet)

danach eine simple mega8 grundschaltung mit folgenden besonderheiten:
- an PC0 und PC1 der abgriff der beiden potis (angeschlossen zwischen den 4V vom step-down und masse), damit werden die beiden PWMs gesteuert
- an PC2 die spannung der batterien, über einen spannungsteiler runtergeteilt (7.6/4,3kOhm) auf < 4V (damit werden die 3 batterie-überwachungs-leds angesteuert)
- an PB2 (OC1B) und PB3 (OC2) hängen 2 transistoren (BC337), die die leds ansteuern
- batterie-leds (3) an PD0, PD1, PD2 (high-active)
- eingänge:
full-bright an PB7
schalter (licht immer an oder nur mit taster) an PD5
taster (1) an PB0
taster (2) an PB6 (selbe funktion)
umschalter (3 schaltstufen) an PD6 und PD7

warum ich das so genau erkläre:
naja, weil man sonst den sourcecode nicht versteht, der hier folgt (ASM):

Code:

.NOLIST .INCLUDE <m8def.inc> .LIST .def temp = r20 .def pwmval1 = r21 .def pwmval2 = r22 .def batval = r23 .CSEG .org 0 ; Interupt Vektoren rjmp init ; Reset Handler reti ; IRQ0 Handler reti ; IRQ1 Handler reti ; Timer2 Compare Handler reti ; Timer2 Overflow Handler reti ; Timer1 Capture Handler reti ; Timer1 CompareA Handler reti ; Timer1 CompareB Handler reti ; Timer1 Overflow Handler reti ; Timer0 Overflow Handler reti ; SPI Transfer Complete Handler reti ; USART RX Complete Handler reti ; UDR Empty Handler reti ; USART TX Complete Handler rjmp ADCfertig ; ADC Conversion Complete Handler reti ; EEPROM Ready Handler reti ; Analog Comparator Handler reti ; Two-wire Serial Interface Handler reti ; Store Program Memory Ready Handler init: ;Stackpointer ldi temp, LOW(RAMEND) out SPL, temp ldi temp, HIGH(RAMEND) out SPH, temp ;Aus/Eingänge ldi temp, 248 out DDRC, temp ; PC0,1,2 als Eingang ldi temp, 31 out DDRD, temp ; PD7,6,5 als Eingang ldi temp, 255 out DDRB, temp ; PB1,2,3 als Ausgang ldi temp, (1<<COM1A1)|(1<<COM1B1)|(1<<WGM10) ; set PWM mode out TCCR1A,temp ldi temp, (1<<CS10) out TCCR1B,temp ldi temp, (1<<WGM20)|(1<<COM21)|(1<<CS20) out TCCR2, temp sei ; Generelle Interruptfreigabe ldi pwmval1, 0 ldi pwmval2, 0 Main: ;----------------------------- Einsprungspunkt Main ldi r24, 0 out OCR1AL, r24 out OCR2, r24 ldi r24, 0 out PORTD, r24 ldi r24, 0 out PORTB, r24 ldi r24, (1<<ADLAR) out ADMUX, r24 ldi r24, (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE); | (1<<ADPS2) out ADCSRA, r24 off: clr r25 out OCR1BL,r25 out OCR2, r25 run: cpi batval, 161 brcs bat1 ldi r25,7 out PORTD, r25 rjmp check bat1: cpi batval, 138 brcs bat2 ldi r25,3 out PORTD, r25 rjmp check bat2: cpi batval, 127 brcs bat3 ldi r25,1 out PORTD, r25 rjmp check bat3: ldi r25,0 out PORTD, r25 check: sbic PINB,7 ;check for pause button rjmp full sbic PIND,5 ;check for toggle switch rjmp spec sbic PINB,0 ;check for fire button rjmp norm sbic PINB,6 ;check for cursor button rjmp norm rjmp off norm: sbis PIND,7 rjmp norm1 ldi r25, 0 out OCR2, r25 out OCR1BL,pwmval2 rjmp run norm1: sbis PIND,6 rjmp norm2 out OCR2, pwmval1 out OCR1BL,pwmval2 rjmp run norm2: sbic PIND,7 rjmp off sbic PIND,6 rjmp off out OCR2, pwmval1 ldi r25, 0 out OCR1BL,r25 rjmp run spec: sbic PINB,0 ;check for fire button rjmp spec0 sbic PINB,6 ;check for cursor button rjmp spec0 rjmp norm spec0: sbis PIND,7 rjmp spec1 ldi r25, 0 out OCR2, r25 ldi r25, 255 out OCR1BL,r25 rjmp run spec1: sbis PIND,6 rjmp spec2 ldi r25, 255 out OCR2, r25 out OCR1BL,r25 rjmp run spec2: sbic PIND,7 rjmp off sbic PIND,6 rjmp off ldi r25, 255 out OCR2, r25 ldi r25, 0 out OCR1BL,r25 rjmp run full: ldi r24, 255 out OCR1BL,r24 out OCR2, r24 rjmp run ;--------------------------------- subroutines / irqs ADCfertig: sbic ADMUX, MUX0 rjmp pwm2adc sbic ADMUX, MUX1 rjmp bat2adc in pwmval1, ADCH ldi temp, (1<<ADLAR)|(1<<MUX0) out ADMUX, temp ldi temp, (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE) | (1<<ADPS2) out ADCSRA, temp rjmp ende pwm2adc: in pwmval2, ADCH ldi temp, (1<<ADLAR)|(1<<MUX1) out ADMUX, temp ldi temp, (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE) | (1<<ADPS2) out ADCSRA, temp rjmp ende bat2adc: in batval, ADCH ldi temp, (1<<ADLAR) out ADMUX, temp ldi temp, (1<<ADEN) | (1<<ADSC) | (1<<ADIE) | (1<<ADPS2) out ADCSRA, temp ende: reti

vielleicht hilft es ja dem einen oder anderen (regelbares PWM, etc.)

ich hoffe, dass ich keine ports falsch angegeben habe, wenn etwas unklar ist, bitte rückfragen. sobald die lampe fertig ist, gibt es bilder davon.

gruesse von der katze

wie das bei mir immer so ist, hat es doch um einiges länger gedauert, bis nun alles fertig ist. man hätte das in wenigen tagen machen können, aber ich habe mich nur ab und zu, wenn zeit war, damit beschäftigt.

als letztes das ganze kabelgewurschtel rein gepackt, und beim zuschrauben sachgemäss eine steuerleitung durchtrennt. also (fluchend) nochmal alles auseinander und wieder zusammen gebaut.

nun leuchtets aber wie erwünscht, und macht scheinbar mächtig eindruck (ein passant fragte, wo ich da die munition herbekomme).. ^^

Bild hier

Bild hier

Bild hier

schaltplan kann ich nachliefern, wenn interesse besteht. eigentlich sinds aber ja nur ein paar taster und schalter an freien ports. am interessantesten dürfte noch das sukzessive einlesen der 3 AD wandler sein, und evtl das erzeugen der pwm.

gruesse

was toll wäre ist ein Video. Dann kann man sich von der Lichtkanone etwas besser überzeugen.