durch Flexibilität

Distribution
EZ-Color-Produkte LED-Farbmischung
durch Flexibilität
Nichts Neues, mögen jetzt viele sagen, was im Grunde stimmt. Denn selbst die EZ-Color-Produkte
von Cypress bieten auf den ersten Blick nicht das, was man sich durch die Werbung verspricht.
Warum ist jetzt dann auch noch SascoHolz mit dabei? Das hat viele Gründe. Vor allem ist man dort
aber der Ansicht, dass hier was wirklich Gutes am Markt zu wachsen beginnt.
S
ie haben es sicher auch schon erlebt:
Für eine Glückwunschkarte scannen
Sie ein paar Fotos ein, mit Ausschnitten dieser Fotos und einigen Zeilen Text
kreieren Sie in CorelDRAW die Karte, drucken sie auf Ihrem Tintenstrahldrucker aus
– und auf der ausgedruckten Karte sehen
die Bilder ganz anders aus als im Original.
Im schlimmsten Fall erinnern die Gesichter an die Adams-Family. Wenn man
darüber redet, fallen dann oft Begriffe wie
«Farbmanagement», «Kalibrierung», «Ihr
System ist nicht kalibriert», «ICC-Profil»
und man spricht von sündhaft teuren
Farbmessgeräten und mehreren tausend
Euro, um «richtige Farben» beim Drucken
zu bekommen. Aus den Schlagworten entstand der Begriff «ez-color», der auf sehr
einfache Art und Weise und zudem absolut kostengünstig das Farbmanagement
und eine richtige Kalibrierung durchführt.
EZ-Color von Cypress
EZ-Color von Cypress stellt dieses Konzept in den Vordergrund und versucht auf
dem gleichen Wege, eine optimale Lösung
für Kundenwünsche anzubieten. Was ist
nun daran so neu? Nun, die Regelung von
LEDs durch Pulsweitenmodulation (PWM)
hat sich über Jahrzehnte in der Industrie
zur Steuerung von Motoren etabliert. Und
ebenso schnell wurden die Ansteuerungen
von LEDs von einfachem DC-Betrieb auf
wesentlich effizienteren Pulsbetrieb umgestellt.
Dank dem «integrativen» Verhalten unserer Augen kann so ziemlich alles an Pulsbetrieb mit LEDs durchgeführt werden. Das
reicht von Verteilung eines einfachen DCBetriebes in Betrieb mit 10-Prozent-DutyFactor bis hin zu extremen Pulsbereichen
von hohen Strömen mit einigen Ampere
bei wenigen Mikrosekunden.
Sasco Holz Zürich
Riedmatt 9, 8153 Rümlang
Tel. 044 817 62 80, Fax 044 817 62 81
[email protected]
www.sascoholz.com
LED-Anzeigen werden überwiegend nur noch mit PWM-Betrieb angeboten.
Mikrocontroller können das auch, und zwar sehr gut
Das ist heute de facto ein Standard
für viele Anzeigensysteme, die auf LEDs
basieren. Weil in der Regel die LED-Systeme doch mehr als nur ein paar LEDs
beinhalten, entsteht hier auch ein erhöhter Strombedarf. Dies hat seit einiger
Zeit dazu geführt, dass LED-Anzeigen
überwiegend nur noch mit PWM-Betrieb angeboten werden. Mikrokontroller können das auch, und sie können es
sehr gut. Was birgt nun die PSoC-(Programmable-System-on-Chip-)Familie
für Vorteile, die ein normaler 8-BitMikro nicht hat?
Bild 1: Mit den steigenden Temperaturen nimmt die Vielfalt der Farben ab
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Dies reicht für eine einzelne RGBLED-Kombination vollkommen
aus und wird durch Kaskadierung
von LED-Strings auch sinnvoll.
Was bietet EZ-Color
zusätzlich?
Bild 2: Die Farbmischung ist ohne jegliche
manuelle Codierung möglich
PSoC ist EZ-Color und Mikrokontroller
Grundsätzlich beginnt das Problem mit
dem Betrieb der LED. Ständig verändern
sich die Parameter wegen unterschiedlicher Ströme, Spannungen, veränderter
Temperaturen im Umgebungsbereich usw.
Das bedeutet für den Entwickler im Falle
eines gleichmässig homogenen Designs,
dass permanent die oben erwähnten Parameter kontrolliert, verglichen und angepasst werden müssen.
In der Regel ein nicht allzu komplexes
Design, wenn man sich ein paar Dinge wie
Temperatur- oder Stromsensoren zu Hilfe
nimmt. Allerdings wird es kritisch, wenn
für die Darstellung von Farben im Bereich
des CIE-Diagramms drei verschiedene
Lichtquellen verwendet werden.
Eine RGB-LED-Mischung ist sehr weit
verbreitet und bietet hier die besten Möglichkeiten und optimale Flexibilität. Das
heisst, mithilfe von drei Farben wird ein
Farbdreieck (Bild 1) aufgespannt, aus dem
sich der Entwickler voll bedienen kann.
Leider ist dem nicht so, denn durch die
Veränderung der Parameter wird dieses
LED-Dreieck, das immer noch besser als
das NTSC-Dreieck im CIE-Diagramm ist,
enger und enger. Mit dem Betrieb und den
steigenden Temperaturen nimmt also die
Vielfalt der Farben ab, wenn nicht in den
Prozess eingegriffen wird. Mikrokontroller
bieten hierfür die optimale Plattform.
Sie können anhand verschiedener programmierter Vergleichstabellen die gewünschten Farben einstellen. Dabei können Mikrocontroller auch Werte von
Sensoren über bereits integrierte analoge
Komponenten und digitale Schnittstellen
verarbeiten und über DMX-Schnittstellen
vernetzt werden.
Die EZ-Color-Familie basiert auf dem
PSoC-Mikrocontrollerkern von Cypress und
bietet mit verschiedenen Derivaten bis zu
16 unabhängige Kanäle mit bis zu 32 Bit
Auflösung für eine PWM-Regelung an.
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Die EZ-Color-Produktfamilie
ist Teil eines ganzheitlichen
Konzeptes von Cypress. Wie erwähnt, arbeiten alle Produkte
dieser Familie auf Basis der
PSoC-Produkte und bieten somit auch eine integrierte Entwicklungsumgebung mit an.
Unterstützt von der PSoC-Express-Software (Bild 2), ist die
Farbmischung nach dem Dragand-Drop-Prinzip und ohne jegliche manuelle Codierung möglich.
Die spezielle EZ-Color-Architektur ergibt gemeinsam mit der PSoC-ExpressSoftware eine komplette Designlösung
für expandierende Anwendungsgebiete
wie Gebäudebeleuchtungen, Leuchtschilder, Akkublitze, Lichteffekte, Notbeleuchtungen für Fahrzeuge und vieles
mehr. Die mühselige Programmierung
von LED-Parametern in Tabellen entfällt,
weil die PSoC-Express-Software diese
Werte bereits implementiert hat. Das bedeutet für den Entwickler, dass nur noch
über die Softwareoberfläche die gewünschte LED ausgewählt werden muss,
und alle Parameter werden automatisch
übernommen. Selbst unerfahrene Entwickler können sich getrost an diese Aufgaben wagen, denn es ist wirklich einfach,
ein komplettes Design aufzustellen.
Des Weiteren sind nicht nur die LEDParameter in die Software integriert, sondern auch Parameter von Temperatur
und Farbsensoren, sodass die Handhabung noch einfacher wird. Um ausserdem einem realen Design Rechnung zu
Über eine
Monitorfunktion
kann das
Ergebnis
der Farbmischung
kontrolliert
werden
tragen, wird neben der Berechnung von
Tristimulus-Werten im CIE-Diagramm
noch die Betrachtung der u'v'-Werte berücksichtigt. Eine «Statemachine» bietet
dem Entwickler sehr viel Flexibilität, wenn
mehr als nur ein Farbort dargestellt und
mehrere Quellen miteinander verbunden
werden sollen. So können je nach Anforderung verschiedene Parameter hinzugefügt und beliebige Farbwechsel und
Intensitätsveränderungen für Tag- oder
Nachtbetrieb einfach in der PSoC-Express-Software implementiert werden.
Anpassung des Farbortes
nach Fertigstellung?
Über eine Monitorfunktion kann das
Ergebnis der Farbmischung sehr einfach
kontrolliert werden. Für die Herstellung
homogener Designs ist diese Funktion
wichtig, weil darüber der Farbort des
Modules kontrolliert werden kann. Muss
jedoch nachträglich der Farbort verändert werden, sodass z.B. zu unterschiedlichen Zeiten produzierte Einheiten ein
gleiches Bild (also den gleichen Farbort,
gemeinsames Verhalten an den Tag legen) abgeben, so kann das entweder
über die benutzerfreundliche Softwareoberfläche mit einem «Klicken» ins CIEDiagramm, über Veränderung der Parameter in der Software oder über
Programmierung erfolgen.
Flexibilität im Design und
Reduzierung von EMI
Interessant wird EZ-Color, wenn Sie
Produkte schnell in den Markt bringen
wollen, denn dann ist laut der Firma Cypress die EZ-Color eine sehr gute, einfache
und unkomplizierte Lösung. Mit der EZColor-Familie kann neben der PWM-Regelung auch ein anderes Verfahren verwendet werden, um gleichzeitig noch die
EMI-Werte erheblich zu verbessern.