{"id":273,"date":"2018-07-16T23:32:21","date_gmt":"2018-07-16T21:32:21","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/?page_id=273"},"modified":"2018-07-16T23:50:25","modified_gmt":"2018-07-16T21:50:25","slug":"6-dimensionierung-und-simulationsergebnisse","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/licht\/6-dimensionierung-und-simulationsergebnisse\/","title":{"rendered":"6. Dimensionierung und Simulationsergebnisse"},"content":{"rendered":"

6.1 Au\u00dfensensor<\/strong><\/p>\n

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Die Photodiode ist mit der Versorgungsspannung 12V verbunden. Da die Helligkeit in der Natur ungef\u00e4hr 0lx bis 120lx ist, k\u00f6nnen wir aus Datensheet die Photocurrent-Strom able- sen.Die erzeugende Photocurrent-Strom IA ist 0\u03bcA bis 100 \u03bcA.<\/p>\n

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Die Aufgabe der Operationsverst\u00e4rker ist die Spannung zu verdoppelt.Dazu werden zwei Widerst\u00e4nde mit 100k \u03a9 im Operationsverst\u00e4rker verwendet. Die Spannung, die an der Lampsteurung \u00fcbertragen wird, soll von 0V bis 5V sein,\u00a0d.h. die Eingangsspannung des Operationsverst\u00e4rkers ist von 0V bis 2,5V. Deswegen wird hier ein Widerstand R1 mit 25K\u03a9 benutzt<\/p>\n

Haoda Wang<\/em><\/p>\n

6.2 Innensensor<\/strong><\/p>\n

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Es wird einen Sensor verwendet, der gleich wie den Au\u00dfensensor ist. Der einzige Unterschied ist, dass die Messung wird zu einer zweiten Schaltung u \u0308bergeben, die diese Messung inter- pretiert und zur Interface schickt. Haupts \u0308achlich arbeitet man mit 7 Operation Verst \u0308arker. Diese OPV werden mit 5V und Ground versorgt. Die nicht invertierende Eing\u00e4nge des OPV werden mit der Spannung aus dem Sensor (Vref) parallel verbunden und die invertierende Eing \u0308ange mit einer 5V Spannung (Vfest) in Reihe. Mit ein Widerstand von 1K zwischen jede OPV, wird die Schaltung wie ein Spannungsteiler arbeiten. Durch die erste invertierende Eingang des erstes OPV f \u0308allt eine Spannung von 5V, durch der zweite 0,7V weniger usw. bis zum den letzte OPV, die 0,7V abfallen werden. Wenn der Sensor die Helligkeit gemessen hat und ein Spannungswert (Vref) u \u0308bergibt, diese Spannung wird mit den Spannungen jeder invertierende Eingang des OPV vergleicht. Wenn die Spannung der gemessenen Helligkeit gro\u00dfer als Vfest ist , dann wird es ein 1 u \u0308bergeben, und 0 falls die vorgenannte Spannung kleiner als Vfest ist. Es werden sich am Ende insgesamt 8 verschiedene Zust\u00e4nde ergeben(die Helligkeit wird dann in Intervalle von 12,5 Prozent angezeigt). Die logische Schaltung wird diese Zust \u0308ande als 3 Bit Bin \u0308ar Zahlen u \u0308bergeben, (0 bis 8). Diese logische Schaltung wu \u0308rde zuerst durch KV-Diagramme ermittelt und dann wurde es durch selber denken vereinfacht. Im Folgenden Bilder kann man die 2 verschiedene Schaltungen sehen:<\/p>\n

\"Licht<\/a><\/p>\n

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Pedro Lorenzo Camacho<\/em><\/p>\n

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6.3 Hauptplatine<\/strong><\/p>\n

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Da wir uns entschieden haben auf den Einsatz eines eigenen Mikrocontroller zu verzichten geschieht die Datenverarbeitung und Erzeugung des Lichts rein analog und auf Basis von Operationsverst \u0308arkern. Der endgu \u0308ltige Schaltplan ist in Abbildung 14 im Anhang (Abschnitt 2.1.1) gezeigt. Zu erkennen ist die Addition der Spannungen bis R40\/41 welche die Hel- ligkeit bestimmen. Danach wird diese mit der Farben-Referenzspannung bzw. der Inversen verrechnet und die Referenzspannungen fu \u0308r Blau und Rot gewonnen (mittig). Oben rechts Ist die Erzeugung der Dreieckspannung zu erkennen welche dann mit den Referenzwerten verglichen und invertiert wird. Dieses Signal steuert dann einen Leistungs-Transistor, welcher die Spannung an den LEDs schaltet (rechts). Zur genaueren Betrachtung der Simulation der Pulsweitenmodulation siehe Abschnitt 1.4.3. Die Spannungsverl \u0308aufe der Hauptplatine sind in Abbildung 8 dargestellt. Dabei wird von einem maximalen Helligkeitsbefehl der Contro- lunit Ucontrol = 5 V , der gemessenen Helligkeit des Au\u00dfensensors Uaussen = 2 V und der Farbspannung Ufarbe = 2 V (40 %rot). Im unteren Subplot sind die Referenzspannungen der Pulsweitenmodulation von Rot und Blau abgebildet sowie die Spannung der sich ergebenen Helligkeit ohne den Einfluss der Farbensegregation. Daraus ergeben sich die Signale der PWM im mittleren Plot. Im oberen Plot ist die Schalter-Spannung des NPN Transistors abgebildet. Es ist zu erkennen, dass die Schalters-Spannung ein Pulsweiten-Signal in Abh\u00e4ngigkeit des Farbenverh\u00e4ltnisses ist.<\/p>\n

\"Licht<\/a><\/p>\n

Matthias Schaale-Segeroth<\/em><\/p>\n

6.4 LED-Matrix<\/strong><\/p>\n

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LEDs ko \u0308nnen nicht direkt an eine Betriebspannung angeschlossen werden. Ein Vorwider- stand muss in Reihe mit der LED und der Betriebsspannung verbunden werden. Um diesen Widerstand zu berechnen, wird die folgende Formel verwendet:
\nRV = Uein \u2212n\u00b7UF<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\"page12image5858480\"<\/p>\n

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IF
\n\u2022 RV = Vorwiderstand<\/p>\n

\u2022 Uein = Eingangsspannung
\n\u2022 UF = Durchlassspannung
\n\u2022 IF = Durchlassstrom
\n\u2022 n = Anzahl der LEDs, die in Reihe geschaltet sind<\/p>\n

Vorwiderstand f\u00fcr blaue LED<\/strong><\/p>\n

Uein =12V;UF =3,5V;IF =350mA;n=3R1\/2 = 12V \u22123\u00b73,5V = 4,29 \u03a9<\/p>\n

350mA
\nEmpfohlene Widerstand : R1\/2 = 4,7 \u03a9<\/p>\n

Vorwiderstand f\u00fcr rote LED<\/strong><\/p>\n

Uein =12V; UF =2,3V; IF =350mA; n=4 R3\/4\/5 = 12V \u2212 4 \u00b7 2, 3V = 8 \u03a9<\/p>\n

350mA
\nEmpfohlene Widerst\u00e4nde: R3\/4\/5 = 8,2 \u03a9<\/p>\n

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Aniket Rodrigues<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

6.1 Au\u00dfensensor Die Photodiode ist mit der Versorgungsspannung 12V verbunden. Da die Helligkeit in der Natur ungef\u00e4hr 0lx bis 120lx ist, k\u00f6nnen wir aus Datensheet die Photocurrent-Strom able- sen.Die erzeugende Photocurrent-Strom IA ist 0\u03bcA bis 100 \u03bcA. Die Aufgabe der … Weiterlesen →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":63,"featured_media":0,"parent":9,"menu_order":6,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/273"}],"collection":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/users\/63"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=273"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/273\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":281,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/273\/revisions\/281"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/9"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/greenlab\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=273"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}