LEDs per Handbewegung steuern – Gesten-LED-Dimmer GLD1 für Arduino

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Aus ELVjournal 02/2013     0 Kommentare
 LEDs per Handbewegung steuern – Gesten-LED-Dimmer GLD1 für Arduino
Bausatzinformationen
ungefähr Bauzeit(Std.)Verwendung von SMD-Bauteilen.
10,5OK2/13

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Technische Daten

GLD1
4,75–5,25 VDC
max. 350 mA
PWM-gesteuerte Konstantstromquelle
I2C
5 bis 35 °C
53 x 68,5 x 12 mm (ohne Stiftleisten)
39 x 63 x 12 mm (ohne Stiftleisten)
20 g

Der auf einem intelligenten Lichtsensor von Silicon Labs basierende Gesten-LED-Dimmer ermöglicht das berührungslose Schalten und Dimmen leistungsstarker LEDs mittels Handbewegungen. So ist der einfache Aufbau z. B. einer kleinen und durch Handbewegung steuerbaren LED-Tischleuchte möglich. Der als Arduino-Shield ausgeführte GLD1 wird durch eine Arduino-Plattform gesteuert, ein quelloffenes Programmpaket steht als Download bereit.

Steuern wie von Zauberhand

Mit der Reihe Si114x hat Silicon Labs eine Serie von integrierten Lichtsensoren aufgelegt, die eine recht ausgefeilte Steuerung durch Handbewegungen möglich machen. Beim hier eingesetzten 3-Kanal-Lichtsensor Si1143 sind die Steuermöglichkeiten bereits umfangreich. Er enthält zwei integrierte Lichtsensoren (Bild 1), jeweils für sichtbares Licht und Infrarot- Licht. Über eine integrierte Kontroll-Logik werden drei externe (IR-)LEDs unabhängig voneinander und definiert mit Impulsen angesteuert.
Bild 1: Das Blockschaltbild des Si1143
Bild 1: Das Blockschaltbild des Si1143
Dies ermöglicht dem steuernden Mikrocontroller die Unterscheidung zu anderen Lichtquellen. Dazu kommt eine Licht-Abschirmung des Sensors, so dass der Fremdlichteinfluss, etwa durch andere getaktete Lichtquellen, weitestgehend ausgeschlossen ist. Das von den IR-LEDs ausgesandte Licht kann nun über die darüber geführte Hand auf den Sensor reflektiert werden. Aus der mechanischen Anordnung der drei IR-LEDs und der Intensität des reflektierten Lichts (Abstand der Hand) wird die Bewegungsrichtung und der Wechsel des Abstands ermittelt und in Steuerbefehle für eine durch den Mikrocontroller gesteuerte Last umgesetzt. So kann man durch Bewegen der Hand über dem Sensor die Last sowohl mit einer Bewegung ein-, mit der entgegengesetzten Bewegung ausschalten und durch wechselnden Abstand der Handfläche zum Sensor z. B. eine als Last betriebene Leuchte in der Helligkeit steuern. Im Fall des GLD1 wird eine Power-LED über eine PWM-gesteuerte Stromquelle und eine MOSFET-Endstufe gesteuert. Dabei ist die Endstufe so ausgeführt, dass LEDs verschiedener Farben mit einem Strom von bis zu 300 mA angesteuert werden können. ELVjournal 2/2013 Bild 2: Das Schaltbild des GLD1 Sowohl für den Betrieb des Lichtsensors als auch des Dimmers steht ein quelloffenes Softwarepaket zur Verfügung, das auch in eigene Softwarelösungen integrierbar und modifizierbar ist. Die Sensor-/Steuerplatine des GLD1 ist so ausgeführt, dass sie entweder als Arduino-kompatibles Shield, z. B. auf dem Arduino UNO, oder als Breakout- Board innerhalb von eigenen Schaltungen verwendet werden kann. Sowohl für den Betrieb des Lichtsensors als auch des Dimmers steht ein quelloffenes Softwarepaket zur Verfügung, das auch in eigene Softwarelösungen integrierbar und modifizierbar ist.

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