BFI Industrie-Elektronik GmbH + Co. KG

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1 BFI Industrie-Elektronik GmbH + Co. KG ELEKTRONIK BFI Industrie-Elektronik GmbH & Co. KG Winchenbachstr. 3b Wuppertal Tel.: 0202/ Fax: 0202/ info@bfi-elektronik.de

2 Inhalt 1 Einleitung Versorgungsspannung Netzschalter Sicherheitskontakt Lüfteransteuerung LED-Ansteuerung Einstellung der LED-Helligkeit Einstellung der Stromstärke über ein Potentiometer Einstellung der Stromstärke über einen Positionsdrehschalter Einstellung der Stromstärke über eine Anzeige und einen Drehimpulsgeber bzw. ein Potentiometer 4 8 Übertemperaturüberwachung Gehäuse... 5 V1.1 2

3 1 Einleitung Es ist eine Spannungsversorgung für einen LED-Projektor zu erstellen, welche über die im Folgenden beschriebenen Eigenschaften verfügen soll. Die Bauteile werden so gewählt, daß Entwicklungs- und Produktionskosten bei einem Jahresbedarf von ca. 200 Stück minimal sind. Blau unterlegte Textstellen deuten auf Fragen hin, die noch zu klären sind. Orange unterlegte Passagen enthalten Festlegungen, die nicht Gegenstand der Besprechung waren. Sie müssen noch auf ihre Richtigkeit hin geprüft werden. 2 Versorgungsspannung Das Gerät soll mit Wechselspannungen im Bereich von 85V bis 264V bei Frequenzen von 50Hz bis 60Hz arbeiten können. Die Netzspannung wird über einen Kaltgerätestecker zugeführt. Die Gerätesicherungen sind von außen zugänglich. 3 Netzschalter Das Gerät verfügt über einen echten Netzschalter, der von außen zugänglich ist. Ist dieser ausgeschaltet, wird keine Komponente des Geräts mit Spannung versorgt. 4 Sicherheitskontakt Der Lichtschlauch, der an das Gerät ansgeschlossen werden kann, schließt einen Sicherheitskreis. Ist dieser unterbrochen, so bleibt die LED stromlos. Der Lüfter läuft auch bei unterbrochenem Sicherheitskreis. Die Spannungsversorgung verfügt über einen Stecker, an den der Sicherheitskreis angeschlossen werden kann. 5 Lüfteransteuerung Die Spannungsversorgung hat einen 24V-Gleichspannungsanschluß für den Lüfter. Diese Spannung liegt auch dann an, wenn das Gerät sich wegen Übertemperatur abgeschaltet hat. Sie liegt nur dann nicht an, wenn das Gerät über den Netzschalter ausgeschaltet ist. Bei der Netzteildimensionierung wird davon ausgegangen, daß die Leistungsaufnahme des Lüfters ca. 3W beträgt. 6 LED-Ansteuerung Im Gerät wird eine weiße LED des Typs CBT-90-W-65S-C11 eingesetzt. Die LED wird mit einem konstanten Strom versorgt. Der Wert des Stroms kann über eine Einstellvorrichtung (siehe Kapitel 7) im Bereich von 0A-15A eingestellt werden. Eine temperaturabhängige Nachsteuerung des Stroms ist nicht erforderlich, da die Kühlung des Gerätes sicherstellt, daß die LED- Betriebstemperatur bei ca. 45 C liegen wird. V1.1 3

4 Auch eine Kalibrierungsvorrichtung, die bei Endanschlag eine definierte Lichtstärke garantiert, ist nicht erforderlich. Die Spannungsversorgung wird so kalibriert, daß der maximale Strom 15A beträgt. Die dafür notwendigen Einstellorgane sind von außen nicht zugänglich. 7 Einstellung der LED-Helligkeit Im Angebot werden verschiedene Varianten zur Einstellung der LED-Helligkeit angeboten. Es wird versucht, die Spannungsversorgung so zu gestalten, daß alle drei Varianten alternativ an denselben Stecker der Spannungsversorgung angeschlossen werden können. Dadurch wird das spätere Nachrüsten oder Umrüsten auf eine andere Einstellvorrichtung ermöglicht. 7.1 Einstellung der Stromstärke über ein Potentiometer Die Einstellung erfolgt über ein Potentiometer. Der Linksanschlag entspricht einem Strom von 0A, der Rechtsanschlag einem Strom von 18A. Ob ein lineares oder ein logarithmisches Potentiometer gewählt wird, wird während des Entwicklungsprozesses in Zusammenarbeit mit der Firma Streppel festgelegt. Das Potentiometer ist so gekapselt, daß kein Umgebungsschmutz eindringen kann. 7.2 Einstellung der Stromstärke über einen Positionsdrehschalter Die Einstellung erfolgt über einen Positionsdrehschalter. Jede Stellung entspricht dabei einem Stromwert. Die Anzahl der Stufen und der ihnen zugeordnete Wert wird während des Entwicklungsprozesses in Zusammenarbeit mit der Firma Streppel festgelegt. Der Drehschalter ist gekapselt, damit kein Umgebungsschmutz eindringen kann. Die Widerstände, über die der Stromwert festgelegt wird, werden direkt am Schalter angelötet. 7.3 Einstellung der Stromstärke über eine Anzeige und einen Drehimpulsgeber bzw. ein Potentiometer Die Stromstärke wird über einen Drehimpulsgeber eingestellt und der aktuelle Wert auf einer kleinen Anzeige (z.b. dreistellige LCD- oder LED 7-Segmentanzeige) dargestellt. Dies erlaubt eine einfache Reproduzierbarkeit eingestellter Helligkeiten bei einer gleichzeitig höheren Auflösung verglichen mit einem Positionsdrehschalter. Wird der eingestellte Wert über einen bestimmten Zeitraum, z.b. 5 Sekunden, hinweg nicht geändert, so wird er im EEPROM-Speicher des Mikrocontrollers gespeichert. Nach dem Einschalten des Gerätes wird er aus dem EEPROM ausgelesen, eingestellt und angezeigt. Alternativ kann statt eines Drehimpulsgebers auch ein Potentiometer, wie in Kapitel 7.1 beschrieben, verwendet werden. Der eingestellte Wert würde dann in einen Digitalwert gewandelt und auf der Anzeige dargestellt. Diese Lösung wäre kostengünstiger, eine Feineinstellung jedoch fummeliger. Auch bei dieser Lösung müßten alle Elemente gekapselt werden, um das Eindringen von Schmutz zu unterbinden. 8 Übertemperaturüberwachung Zum Schutz der LED findet eine Temperaturüberwachung statt. Wird ein Wert von 70 C überschritten, so wird die Stromversorgung der LED unterbrochen, der Lüfter aber weiterhin mit Spannung versorgt. V1.1 4

5 Die Temperaturmessung erfolgt dabei sowohl über den Temperatursensor, der sich auf dem LED-Modul befindet, als auch über einen zusätzlich im Gerät platzierbaren Sensor. Der Abschaltpunkt kann im Laufe der Entwicklung noch verändert werden. Er kann auch bei beiden Sensoren unterschiedlich sein. Fällt die gemessene Temperatur wieder unter einen Wert von 70 C, so bleibt die LED aus. Um sie wieder in Betrieb zu setzen, muß das Gerät aus- und wieder eingeschaltet werden. Schaltet sich das Gerät wegen Übertemperatur ab, so wird dies durch eine LED nach außen signalisiert. 9 Gehäuse Die gesamte Spannungsversorgung soll in einem luftdicht abgeschlossenen Gehäuse untergebracht werden. Es wird versucht, dieses auf die Größe zu begrenzen, die im jetzigen Gehäuse zur Verfügung steht (210mm*80mm*40mm bzw. 130mm*120mm*80mm bzw. eine überlappende Kombination beider Kuben). Sollte dies nicht möglich sein, so stünde notfalls auch mehr Platz zur Verfügung, wobei die Höhe von 80mm auf keinen Fall überschritten werden darf und eine Verlängerung des Gehäuses nach hinten bevorzugt würde. Das Gehäuse verfügt über Befestigungselemente, über die es mit der Bodenplatte des Projektors verschraubt werden kann. V1.1 5