Lichtsteuerung

Wir möchten darauf hinweisen, dass der Nachbau und Betrieb dieser Schaltung auf eigene Gefahr stattfindet. Es wird von uns keine Haftung für Schäden, die durch Fehler in unserer Beschreibung bzw. beim Aufbau der Schaltung enthalten sein können, übernommen.

Die Lichtsteuerung ist eines unserer älteren Projekte und wurde an nur einem Wochenende geplant, gebaut und getestet. Sie besteht aus einem Taktgeber, zwei BCD-Zählern und einem EPROM. Solche Konstruktionen sind mittlerweile "Out", da ein Programmiergerät für EPROM teurer ist als ein Entwickler-Board für AVR- oder PIC-Mikrocontroller. Außerdem kann man mit den Mikrocontrollern viel mehr Funktionen und Programme für ein Lichtsteuergerät umsetzen. So könnte man beispielsweise mit einer Computersoftware verschiedene Effekte generieren und diese durch den Controller aufbereiten bzw. ständig wiederholen lassen.

Soweit waren wir vor ein paar Jahren jedoch noch nicht, sodass wir auf den guten alten EPROM zurückgegriffen haben und "nur" unsere fest definierten Programme ablaufen lassen können. Das ist für den Heimgebrauch schon mehr als ausreichend. In unseren Schaltungen verwenden wir oftmals CMOS-Schaltkreise da diese eine variable Betriebsspannung unterstützen und wir aus vergangenen Zeiten noch ausreichend Lektüre besitzen, in der viele Schaltkreise mit ihren Eigenschaften dargestellt werden.

Wir haben somit in unserer Lichtsteuerung einen CMOS-EPROM (28C16A) mit 8 x 2 kBit verbaut, damit können wir gleichzeitig bis zu 8 Lampen unterschiedlich ansteuern. Des Weiteren haben wir 10 Programme definiert, die jeweils 128 Adressen durchzählen und mit jeder Adresse die 8 Lampen unterschiedlich ein- und ausschalten. Als BCD-Zähler werden in dieser Schaltung ein 4520 und ein 4029 genutzt. Den 4029 benötigen wir, um die 10 Programme mittels Taster am EPROM durchzuschalten. Die Adressen für die Schaltzustände werden mit dem 4520 gezählt. Dieser bekommt seine Zählimpulse von einem Rechteckgenerator, den wir mit drei NAND-Gattern, einem Potentiometer und einem Kondensator realisiert haben. Zu guter Letzt wird die aktuelle Programmauswahl durch einen 7-Segment-Treiber (4511) und die dazugehörige Anzeige dargestellt.
Da aber auch die CMOS-Schaltkreise eine konstante Spannungsversorgung benötigen, kamen wir um eine zusätzliche Schaltung nicht herum. Wir haben uns für 5V entschieden, da der EPROM nur mit dieser Spannung arbeitet. Diese Schaltung bekommt eine 6V Wechselspannung von einem Trafo und gibt eine konstante Gleichspannung von 5V aus. Dazu wird die Wechselspannung mit 4 Dioden, also einer Graetzbrücke, gleichgerichtet und mit einem Festspannungsregler (LM7805), sowie einem Elko (Elektrolytkondensator) und einem Scheibenkondensator angepasst.

Nun zur Funktionsweise der Schaltung.
Beim Einschalten des Gerätes ist standardmäßig das Programm 0 ausgewählt. Dies erfolgt mit Hilfe eines Kondentators und eines Widerstandes, die dazu genutzt werden, die vorgegebene Adresse für das Programm 0 an die BCD-Ausgänge des 4029 zu legen. Gleichzeitig beginnt der Taktgeber (Rechteckgenerator) seine Rechtecksignale zu generieren und an den Clock-Eingang des BCD-Zählers 4520 zu schicken. Dieser zählt nun die 128 Adressen nacheinander durch und schaltet gleichzeitig jeden der 8 Ausgänge für sich, je nach Programmierung, auf H bzw. L. Daraufhin leuchten die Kontroll-LED auf und signalisieren dem Nutzer welcher Kanal gerade aktiv ist. Parallel zu den Kontroll-LED ist eine 9-polige Sub-D-Buchse angeschaltet (Im Schaltplan nicht vorhanden.), über die ein Zusatzgerät angesteuert werden kann, um dann auch die Bühnenstrahler zum Leuchten zu bringen. Wird nun einer der beiden Taster betätigt, zählt der 4029 einen Wert vor oder zurück und wählt somit ein anderes Programm am EPROM aus. In unserer Schaltung wird beim Wechsel des Programmes der Zähler für die Adressen nicht zurückgesetzt, sodass das Programm vom Ablauf her mittendrin anfängt. Es ist aber möglich diesen Zähler auf Null zu setzen, wenn ein anderes Programm ausgewählt wird. Dazu verbindet man lediglich den Clock-Eingang des 4029 über eine Diode mit den Reset-Eingängen des 4520 und schaltet eine zweite Diode an den letzten BCD-Ausgang des 4520 mit dem bereits der Reset betätigt wird. (Im Schaltplan in blau dargestellt.) Somit wird ein Kurzschluss beim Drücken eines Tasters verhindert.

Bildersammlung

Hier haben wir einige Eindrücke von unserer Lichtsteuerung.

Bedienteil der Lichtsteuerung

Bedienteil der Lichtsteuerung


Innenleben der Lichtsteuerung

Chaotisches Innenleben der Lichtsteuerung