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Elektronik & Steuerung

Security

Entwicklung einer Steuerung für drei LEDs, die verschiedene Betriebszustände unabhängig voneinander darstellen und zusätzlich gemeinsam gesteuert werden können.

Projekt auf einen Blick

Bereich Elektronik & Steuerung
Aufgabe Steuerung von drei LEDs
Funktionen Dauerlicht, langsames & schnelles Blinken
Besonderheit Gemeinsamer Master-Switch

Die Aufgabe

Ausgangspunkt des Projekts war die Aufgabe, drei LEDs innerhalb einer gemeinsamen Schaltung anzusteuern. Dabei sollte jede LED unabhängig von den beiden anderen betrieben werden können.

Gleichzeitig sollte die Steuerung nicht nur einen einfachen Ein-/Aus-Zustand ermöglichen. Für jede einzelne LED mussten mehrere unterschiedliche Betriebsarten zur Verfügung stehen.

Die Anforderungen

Für jede der drei LEDs sollten unabhängig voneinander verschiedene Betriebszustände gewählt werden können.

Dauerlicht

Die jeweilige LED leuchtet dauerhaft.

Langsames Blinken

Die LED blinkt in einem langsamen, gleichmäßigen Rhythmus.

Schnelles Blinken

Für einen weiteren Zustand wird die Blinkfrequenz deutlich erhöht.

Unabhängige Steuerung

Der Betriebszustand jeder LED kann unabhängig von den beiden anderen LEDs gewählt werden.

Dadurch können gleichzeitig unterschiedliche Zustände dargestellt werden. Während beispielsweise eine LED dauerhaft leuchtet, kann eine zweite langsam und eine dritte schnell blinken.

Konzept des tragbaren Security LED-Moduls
Visualisierung des kompakten Schultermoduls mit drei weithin sichtbaren LED-Prismen und separaten Bedientastern.

Der Master-Switch

Zusätzlich zur individuellen Steuerung der drei LEDs sollte eine zentrale Steuerungsmöglichkeit vorhanden sein.

Über einen gemeinsamen Master-Switch können alle drei LEDs zusammen gesteuert werden. Die Herausforderung bestand darin, diese übergeordnete Funktion mit den individuellen Zuständen der einzelnen LEDs innerhalb einer gemeinsamen Schaltung zu kombinieren.

Damit verbindet die Steuerung zwei Ebenen miteinander: die unabhängige Ansteuerung jeder einzelnen LED und eine gemeinsame zentrale Steuerfunktion.

Codefragment der Master-Taster-Steuerung
Ausschnitt aus der Programmlogik für die gemeinsame Steuerung aller drei LED-Kanäle über den Master-Taster.

Umsetzung & Test

Bei der Umsetzung musste die Schaltung so aufgebaut werden, dass die drei LED-Kanäle unabhängig voneinander arbeiten. Änderungen am Zustand einer LED dürfen die beiden anderen Kanäle nicht beeinflussen.

Schaltungsentwicklung

Für die erste Umsetzung wurde die LED- und Tastersteuerung als Arduino-Schaltung aufgebaut. Drei Ausgänge übernehmen die Ansteuerung der LEDs, während drei separate Taster die jeweiligen LED-Zustände wählen. Ein zusätzlicher Eingang dient der gemeinsamen Master-Steuerung.

Schaltplan der Arduino LED- und Tastersteuerung
Schaltungsaufbau mit Arduino Uno, drei LEDs, drei Einzeltastern und einem zusätzlichen Master-Taster.

Anschließend wurden die unterschiedlichen Betriebsarten in verschiedenen Kombinationen getestet. Dabei wurde überprüft, ob Dauerlicht, langsames Blinken und schnelles Blinken gleichzeitig und unabhängig voneinander funktionieren.

Zusätzlich wurde die gemeinsame Steuerung über den Master-Switch getestet. Auch bei unterschiedlichen Einzelzuständen musste die gemeinsame Steuerung aller drei LEDs zuverlässig funktionieren.

Elektronik & Programmlogik

Neben dem eigentlichen Schaltungsaufbau bildet die Software einen wichtigen Teil des Projekts. Sie verarbeitet die Tasteneingaben, verwaltet die unterschiedlichen Zustände der drei LED-Kanäle und übernimmt die zeitgesteuerte Blinkfunktion.

Übersicht der Arduino LED-Steuerung
Übersicht über Pinbelegung, Initialisierung, Einzeltaster-Steuerung und die zentrale Master-Funktion.

Das Ergebnis

Entstanden ist eine Steuerung, bei der jede der drei LEDs unabhängig mit Dauerlicht, langsamem Blinken oder schnellem Blinken betrieben werden kann.

Gleichzeitig ermöglicht der Master-Switch die gemeinsame Steuerung aller drei LEDs. Damit wurden unabhängige Einzelsteuerung und zentrale Bedienung innerhalb einer gemeinsamen Schaltung miteinander kombiniert.

Verwendete Technik

  • Schaltungsentwicklung
  • LED-Steuerung
  • Elektronik
  • Steuerungslogik

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