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Das LJ 2000 Projekt besteht aus den beiden großen Teilbereichen
Mischpult und Scanner. Da der Scanner eine sehr intensive und komplizierte
Einheit ist, wird er hier ausführlich erklärt. Wie auch im
Know-How Bereich beschrieben, sind die Scanner Multifunktionsscheinwerfer.
Sie können ihren Lichtstrahl frei durch den Raum bewegen, die Farbe
und Form wechseln, und und und. Doch unser bis jetzt angenommener kleiner
Scanner, braucht sich mit seinen Features wohl nicht mehr zu verstecken.
Mit seinen 2 Goborädern, Farb- und Effektrad, Iris und Shutter/Dimmer
gehört er wohl der oberen Mittelklasse an, wenn man das hier so
behaupten kann. Bei der Lampe wird jedoch ein Kompromis eingegangen,
der die Kosten nicht unnötig in die Höhe treiben soll. Dazu
wird eine Halogenlampe mit 500W bei 220V ihren Einsatz finden, die aber
in einer späteren Version über ein 'Upgrate-Set' auch eine
575 HMI Entladungslampe aufnehmen kann. So gewappnet werden die Scanner
ihren Einsatz in Partykellern finden, wobei der Einsatz incl. Entladungslampe
auf größeren Veranstaltungen nicht abwegig zu scheinen sein
mag.
Scanner
gesamt |
20% |
Platine bestückt |
fehlt |
Gehäuse
|
fehlen |
Goborad |
fehlt |
einzelne
Gobos |
fehlen |
passende
Lampe |
100% |
Ablenkspiegel |
100& |
Mikrocontroller-Technik |
60% |
DMX 512 Protokoll |
84 % |
Entwürfe |
85 % |
LS 2000 |
Lichtquelle |
500 W Halogenlampe, GY 9.5 Sockel,
ca. 75 Betriebstunden, 3.200 Grad Kelvin, 14.000 lm
oder Upgrate
575 W HMI Entladungslampe, beidseitig gesockelt, ca. 750 Betriebsstunden,
6.000 Grad Kelvin, 49.000 lm, Zündgerät und Ballast integiert
|
Elektromechanische
Effekte |
Farbrad: 2x 9 Filter + offen, Teilungseffekte
Gobos: 2x 5 indizierbare, drehbare und austauschbare Gobos + offen
Morphing über 2 Goboräder
Gobodrehung: indizierbare variable Geschwindigkeit und Drehrichtung
Dimmer / Shutter: 0 100%, variable Blitzfrequenz
3-fach Prisma
Iris: 15 - 100% geöffnet
Pan: 225°, 32.768 Schritte
Tilt: 105°, 45.567 Schritte
Stufenlose Farbmischeinheit
Motorisierter Fokus
Variabler Frost
Variable Korrektur Filter (CTO & CTB) |
Steuerung und Programmierung
|
Steuerprotokoll: USITT DMX-512 (1990)
Einstellung und Adressierung: LED Bedienpanel
Pan- / Tilt-Auflösung: 8- / 16-bit
Bewegungssteuerung: Tracking
Antrieb: hochauflösende microcontrollergesteuerte Schrittmotoren
Sicherungen: Temperatursicherung sowie Spannungsmonitor für
Steuerungsplatine
DMX-Kanäle: 10 - 12
Empfänger: RS-485, optisch isoliert
Dateneingang/ausgang: verriegelter 5-pol XLR-Stecker/verriegelter
5-pol XLR-Buchse; pin 1 Masse, pin 2 cold (-), pin 3 hot (+)
|
Stromversorgung |
Netzkabel: 3 m 3-pol. Schuko
Anschluss: 220/50Hz |
Die
Lampe mit Reflektor defindet sich am Boden des Scanners. Durch den Reflektor
wird gewährleistet, dass möglichst viel Licht nach vorne austritt
und wird durch die Kondesorlinse gesammelt. Gleich dahinter befindet sich
die Shutter/Dimmereinheit, die für schnelle Blitze und Dimmen zuständig
ist, denn Entladungslampen können nicht gedimmt werden. Bei der Verwendung
von Entladungslampen ist darauf zu achten, dass wenn sie einmal aus sind,
können sie meist nicht mehr sofort danach gezündet werden. Dazu
brauchen sie sogar eine Aufwärmzeit, bevor sie ihre richtige Lichtausbeute
und Farbtemperatur erreichen. Danach folgt das Farbrad, dass unseren Lichtstrahl
in die gewünschte Farbe filtert. Ihr gilt die subtraktive Farbmischung.
Gleich dahinter verbirgt sich das Goborad, dass mit seinen verschiedenen
Gobos, den Lichtstrahl in seiner Form verändern soll. Mögliche
Motive sind ein Kreis, Dreieck, Wellen, Gerade, Punkte, Logos, .... Ein
netter Effekt sind drehbare Gobos, dafür wird noch ein zweiter Schrittmotor
an dem Goborad angebracht. Über eine Variable Iris kann man den Lichtstrahl
in seiner Ausbreitungswinkel negativ beeinflussen. Die meisten Objektive
haben einen Winkel von 16-18°. Mit der Iris kann man den Lichtstrahl
auf bis zu 0° besser 1° herabsetzen, dabei werden aber die Gobos
abgeschnitten. Zuletzt befindet sich der Ablenkspiegel, der sich mit den
2 senkrecht zu einander angebrachten Schrittmotoren meist in einem Bereich
von 110° vertikal und 170° horizontal bewegen kann. Die Steuerelektronik
befindet sich hinter dem Ablenkspiegel, wo sie nicht der Hitze der Lampe
ausgesetzt ist. 
Erster Entwurf des Goborades:
Das Rad mit den drehbaren Gobos ist von der Technik her am aufwendigsten,
und beansprucht so bei der Entwicklung besonders viel Zeit. Für einen
dauerhaften reibungslosen Betrieb müssen die Komponenten sorgfältig
ausgesucht werden, denn sie müssen Nebel, Staub und sonstigem Dreck
trotzen können, damit der Wartungsaufwand in Grenzen gehalten werden
kann. Wie man auf der Zeichnung sehen kann, werden Axialkugellager zur
Führung und Lagerung der Gobos verwendet. Die Zahnräder werden
über ein zentrales Rad angetrieben, und ermöglicht so eine Indizierung
aller Gobos.
Auf dem Bild unten kann man die optischen Komponenten des Scanners sehen.
Reflektor und Kondenser sorgen für hinreichende Ausnutzung der verwendeten
Lampe. Danach kommt die Feldlinse die für den scharfen Rand des Lichtkegels
verantwortlich ist. Um den Kegelradius zu beeinflussen wird eine Iris
verwendet. Um die Gobos auch scharf projektzieren zu können kommt
zum Abschluss noch das Objektiv, das das Ende der optischen Komponenten
bildet.

CAD-Grafik
vom Scanner:
Auf diesem Bild seht ihr eine 3D-Ansicht vom Scanner mit seinem 'Innenleben'.
Im Moment sind noch nicht alle Teile 'verbaut', aber wie man sehen kann
man so schon mal die ersten Abschätzungen und Eindrücke vom
Aussehen bekommen. Die maßstabsgerechte Zeichnung lässt Schwachstellen
erkennen und einfach per 'Klick' simulieren, wie man die Teile am Besten
einbaut. Im Moment seht ihr die Linsen, Leuchtmittel, Iris, rotierendes
und statisches Goborad sowie das Farbrad. An der Besfestigung für
den Ablenkspiegel wird noch gearbeitet. Evtl wird eine 360° Lösung
zum Einsatz kommen. Mit der Lampe soll möglichst jeden Winkel erreichen
können. Einzelteile können im Downloadbereich gedownloaded werden.
Hier folgen Bilder der Weiterentwicklung des LS2000:
 
Beispiel zur Steuerung der einzelnen Funktionen:
Angenommen unser Scanner wäre auf dem Kanal 120 adressiert und hätte
6 Kanäle (Kanal 1 = X-Richtung; Kanal 2 = Y-Richtung; Kanal 3 = Farbrad;
Kanal 4 = Goborad; Kanal 5 = Gobos rotierend; Kanal 6 = Shutter/Dimmer),
so würde der Microcontroller die Werte 120-126 unseres DMX-Signal
auswerten. Wer sich mit dem DMX-Signal auskennt weiss, dass immer nur
Werte von 0-255 übertragen werden. Jeder Wert hat einen anderen Einfluß
auf den Scanner. Ein kleines Beispiel, wobei wir nur die Kanäle 1
& 2 (Position des Spiegels) des Scanners berücksichtigen: In
diesem Fall muss der Microcontroller die Werte an der Stelle 120 &
121 auswerten. Wären beide Werte (120=0 / 121=0), dann wäre
der Spiegel oben links in der Ecke, anders herum (120=255 / 121=255),
dann wäre der Spiegel unten rechts. Mit Werten dazwischen kann man
jeden beliebigen Punkt innerhalb dieses Rechtecks anfahren. So hat bei
einem Scanner jeder Wert auf einem Kanal eine bestimmte Aufgabe. Meist
wird aber ein Kanal mit mehreren Funktionen kombiniert. In der Praxis
hat sich beim Farb- wie Goborad eine gewisse Aufteilung durchgesetzt.
Die Werte 0-20 sind für eine Farbe reserviert, kommt für die
nächsten 20 eine Halbfarbe die sich aus der aktuellen und der nächsten
Farbe auf dem Rad zusammensetzt. Bei 40-60 Ist dann diese Farbe die Vollfarbe.
Dies geht so weiter bis alle Farben am Rad durchgewechselt haben. Nun
sind am Ende aber noch ein paar Werte frei, wie etwa 180-255. Man verwendet
diese freien Werte noch für ein langsamen bis schnelles durchwechseln
aller Farben, d.h. das Farbrad dreht sich kontinuierlich.
Auf diesen Bildern könnt ihr mal die ersten Versuche mit den Linsen
und Iris sehen. Obwohl die Lichtquelle nur ein PAR36 mit 30 Watt war,
sind doch ganz gute Ergebnisse dabei herausgekommen. Abstrahlwinkel stimmt
zwar noch nicht, aber für die Versuche war ein größerer
Abstrahlwinkel ganz hilfreich um die Auswirkungen der Linsenstellungen
besser kennen zulernen. Im großen und ganzen für den ersten
Versuch ein voller Erfolg.
2. Versuchsreihe mit Elektronik |
Um die Steuerelektronik den Bedürfnissen anzupassen, wurden erste
Test mit Microcontrollern durchgeführt, die später die komplette
Steuerung übernehmen sollen. Auf den Bildern könnt ihr die Testplatinen
sehen, mit denen die ersten Tests für die späteren Scanner gefahren
werden. Leider fehlt noch ein Bild von der I/O-Platine, auf der sich Taster
und LEDs zur Ein- und Ausgabe befinden. Demnächst kommt auch noch
ein Bild vom Einsatz der Komponenten.
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