Lichtanlage im Eigenbau

Umbau Pearl River Chameleon zu Scanner

Zwar verstösst es gegen die Bastlerehre, Geräte fertig zu kaufen, allerdings konnte ich den Chameleon Farbwechslern der Firma Pearl River aufgrund des äusserst günstigen Preises nicht widerstehen, so dass ich vier Stück ergatterte - natürlich mit dem Hintergedanken, ein paar "Optimierungen" vorzunehmen.

Folgende Verbesserungen habe ich vorgenommen:

Durch einen Spiegelvorsatz kann der Lichtstrahl positioniert werden.
Die Farbscheibe kann nicht nur Voll-, sondern auch Halbfarben anfahren.
Für die kontinuierliche Drehung der Farbscheibe (Regenbogeneffekt) stehen nicht nur zwei, sondern 14 Geschwindigkeitsstufen zur Verfügung.
Der Lüfter läuft nicht permanent auf voller Drehzahl, sondern kann vom Lichtpult aus geregelt werden. Im Automatikmodus regelt sich der Lüfter abhängig von der Lampenhelligkeit.
Eine dimmbare, über den Spiegel positionierbare Laserdiode.

Zur Verwirklichung dieser Punkte musste die vorhandene Steuerelektronik komplett durch eine eigene Schaltung ersetzt werden. Die Schrittmotoren für die Spiegelablenkung werden im Mikrosteppingverfahren betrieben, dadurch erhöht sich die Positioniergenauigkeit von 200 auf 3200 Schritte pro Umdrehung, dafür ist aber ein deutlich höherer Hard- und Softwareaufwand zur Ansteuerung nötig. Der verwendete Motortreiber ist ein stark vereinfachter (besser: optimierter) Nachbau der Motortreiber aus der Scanstation, letztendlich also immer noch das Referenzdesign der gebraucht gekauften Coemar-Scanner. Allerdings werden die Schrittmuster für das Microstepping nicht mehr aufwendig aus EEPROM's ausgelesen, sondern ein kleiner Atmel 2313 erzeugt die Schrittmuster für zwei Motoren. Er kommuniziert über eine serielle Schnittstelle mit dem "Hauptcontroller", ebenfalls ein 2313.,

Die erste Schaltungsversion arbeitet mit einem Atmel 8515 Controller nebst 2MB Flash und Zählerbaustein zur Erzeugung der Mikroschritte, die Nachfolgeversion dagegen begnügt sich mit zwei kleinen Atmel 2313.

	Die erste Version der Scheinwerferelektronik ist noch relativ aufwenig: ein 40-poliger Controller und ein 28-poliger Flash-Baustein. Hinten links die beiden H-Brücken für die bipolaren Schrittmotoren.
	Schaltung eingebaut im Scheinwerfer
	Die zweite Version der Elektronik ist deutlich einfacher, platzsparender und billiger: dank verbesserter Firmware und Übertaktung genügen nur noch zwei kleine Controller.
	Farbscheibe auf Schrittmotor
	Ein sauberes Platinenlayout ist Garant für störungsfreien Betrieb ohne EMV-Probleme. Das ist mir allerdings wurscht.
	Auf Messkanal 1 (oben) ist die 5V-Versorgungsspannung des Mikrocontrollers, auf Kanal 2 (unten) die Spannung an einer Schrittmotorwicklung. Deutlich zu erkennen sind die Peaks mit einer Amplitude von bis zu 0.5V im 5V-Zweig, sobald die Motorspule bestromt wird. Dennoch arbeitet die Schaltung bis etwa 85°C stabil.