LED-Wiz Output Boards

von Zagadka 

LED-Wiz Controller 

Der LED-Wiz Controller mit seinen 32 PWM-fähigen Ausgängen ist immer noch ein gute Wahl, wenn es um den Bau eines virtuellen Flippers geht. In Kombination mit einem KL25Z Controller mit der Pinscape Firmware bleiben kaum Wünsche offen. Ein weiterer Vorteil des LED-Wiz ist, dass die meisten Spielzeuge ohne Löten oder Crimpen angeschlossen werden können. Das funktioniert mit Toys, die weniger als 500mA benötigen. Für die wenigen großen Spielzeuge wie Knocker, Shaker-/Gearmotoren oder lange RBG LED Strip lassen sich kostengünstige Output Boards kaufen oder selbst bauen. Ein fertig aufgebautes Optokoppler/Mosfet Modul mit 4 Ports a 6A kostet mit Versand etwa 7€. Die selbst gebaute Variante ist etwas günstiger und man kann gleich so viele Ports hinzufügen wie man benötigt. Für RGB LED Strips lassen sich günstige LED Strip Verstärker einsetzen.

Das folgende Video zeigt eine Übersicht möglicher Relay-, Output- und Verstärker-Boards für das LED-Wiz (und für das KL25Z): Virtual Pinball - relay-, output- and amplifier-boards for big toys; LED-Wiz, Pinscape/KL25Z [Video]

Vorgefertigtes Optokoppler/Mosfet Modul 

Videos: Virtual Pinball - LED-Wiz + 6A output board, fully assembled 4-channel Opto/Mosfet module [Video], Virtual Pinball - DC-DC step up converter 12-35V (150W) for knocker, contactors, ... [Video]

Als Alternative zum Löten des "20A Output Boards" bietet sich ein komplett vorgefertigte Modul an. Z.B das "4-channel optocoupler isolation field-effect tube/MOS driving module" (ca. 7€). Ein Nachteil ist die Größe des vier Kanal Boards. In einem Flippercabient spielt das weniger eine Rolle als im Virtual Pinball DIY Controller. Man kann das Modul direkt hinter einem LED-Wiz Ausgang anschließen.

Der Aufbau des Moduls ist ähnlich dem des "20A Output Boards".

Hier ist der komplette Aufbau mit zwei Modulen zu sehen. Links das LED-Wiz, rechts davon zwei 4 Kanal Optokoppler/Mosfet Module.

Das Modul benötigt am Eingang eine Spannung zwischen 5 und 24V. Im Bild oben wird es mit 5V und Masse (GND) direkt vom LED-Wiz versorgt. Am Ausgang darf die Spannung maximal 55V betragen. Die Pins für den Pluspol der Spannungen am Ausgang sind alle miteinander verbunden. Alle Toys können über die Schraubterminals nur eine Spannung benutzen. Man kann den Pluspol allerdings am entprechenden Netzteil mit der gewünschten Spannung direkt abgreifen. Mit einem DC-DC Step up Converter kann die Spannung z.B. für einen Knocher angehoben werden (z.B. von 12V auf 24V). Durch das Umwandeln auf 24V verdoppelt sich allerdings auch der Stromverbrauch im Vergleich zu 12V (mit der im Video gezeigten Schaltung).

Farbzuordnung:

Schwarz: Masse
Rot: +12V
Lila: +5V
Blau: LED-Wiz Ausgangsports
Braun: geschaltete Masse

Die übrigen Farben gehen an die Toys (Ambilight, Beacon, Stropes usw.)

20A Output Board bauen (mit Sicherungen)

Videos: Virtual Pinball - LED-Wiz: building a output board for big toys [Video], Virtual Pinball - LED-Wiz: DIY output board for big toys, test [Video]

Der Aufbau dieses Boards ist fast identisch mit dem des 20A Pinscape Output Boards. Lediglich der ULN2803A wird für das LED-Wiz nicht benötigt.

Wie stark die Schaltung tatsächlich belastet werden darf hängt vom Kabel- und Verbindungsdurchmesser ab, sowie vom Abstand der Kontakte untereinander. Der Kabeldurchmesser im Verbraucherteil der Schaltung sollte mindestens 0,5 mm2 bei 12V betragen. Ein gutes flexibles und kurzes 0,5 mm2 Kabel verträgt bis zu 9 Ampere. Das Massekabel sollte auf jeden Fall einen Querschnitt von 1,5 bis 2,5 mm2 oder größer haben, denn der Gesamtstrom der Schaltung (also alle Verbraucher zusammen) gehen durch dieses Kabel. Theoretisch sind 20A über einen der Mosfets schaltbar.

Ich habe versucht beim Bau möglichst wenig Kabel anzulöten. Stattdessen wurden die Bauteile so gesteckt, dass die Bauteilbeine (durch verbiegen) zum Erstellen von Verbindungen benutzt werden konnten.

Anstatt der Schraubterminals können auch einfach Kabel angelötet werden. In der Regel löte ich Verbindungen, wenn Sie dauerhaft bestehen sollen.

Material:

- 6 x PC817 (Optokoppler); a 0,19€
- 6 x BUK 9575-55A (Mosfet Transistor); a 0,65€
- 12 x Widerstand 470 Ohm; a 0,10€ (R2, R3)
- 6 x Widerstand 220 Ohm; a 0,10€ (R1)
- 1 x Lochrasterplatine 10x15 cm; 2€
- 6 x Sicherungshalter; a 0,30€
- 6 x Sicherung 5A; a 0,30€

Die Beschreibung der Schaltung beginnt im Pinscape Manual ab Seite 24 (Build the LedWiz output drivers): Pinscape Manual Der ULN2803A Chip der Originalschaltung wird nicht benötigt!!

Hier ist der Aufbau der Schaltung bildlich mit einem Port dargestellt.

Beim Bau von einem 6 Port Output Board werden die Bauteile der einzelnen Ports dicht nebeneinander aufgesteckt. Ich habe den Widerstand am Optokoppler-Ausgang nach unten gelegt, um aus den Beinen eine +12V Verbindung quer über das Board legen zu können, ohne das die "Brücke" mit anderen Bauteilen in Kontakt kommt. Am oberen Ende der Schaltung wurde aus dem obersten Bein von den Mosfets und den Widerständen ebenfalls eine Verbindung quer über das Board gebaut. Das ist die Masse. Bei den +5V unten (orangene Kabel Bild unten) wurden die Kontakte über Kabel miteinander verlötet.

Bauteilübersicht:

Der Optokoppler LTV817 hat an einer Ecke eine runde Markierung - LTV817 Datenblatt. Dieses Bein ist die Anode und wird mit +5V verbunden.

Die Optokoppler und die Widerstände einlöten. Die überstehenden Beine der Widerstände können durch vorsichtiges Umbiegen zur Verbindung zum Optokoppler benutzt werden.

- Das Bein 1 aller Optokoppler wird per Kabel miteinander verbunden (orangenes Kabel Bild unten).

- Die 470 Ohm Widerstände am Ausgang 4 des Optokopplers so einsetzen, dass ein Bein in der Mitte neben dem Optokoppler liegt. Die Beine dieser Widerstände jetzt mit einander verbinden. Hier wird später + 12V angelegt.

- Im nächsten Schritt wird ein Mosfet Transistor zusammen mit einem 470 Ohm Widerstand eingelötet. Die Pinbelegung des Mosfet findet sich im Datenblatt auf Seite 2 unter Pinning information oder unten im Bild.

Die Beine werden wie zuvor benutzt, um Verbindungen zwischen den Bauteilen herzustellen. Auf der unteren Seite zwischen dem Widerstand und dem Mosfet "gate" Bein und dem Optokoppler Bein 3. Am oberen Ende zwischen dem Mosfet "source" Bein und dem Widerstand. Diese Verbindung wird später mit der Masse des Netzteils verbunden. Das mittlere Mosfet Bein "drain" ist mit dem Eingang vom Sicherungshalter zu verbinden.

- Die Kabel für Masse (schwarz), +12V (rot), +5V (lila) und die Verbindung zum KL25Z (blau) anlöten.

Die drei Schraubterminals an der Seite sind im Bild unten mit 5V, 12V und Masse (GND) belegt (von links nach rechts).

Das Bild unten zeigt das an ein LED-Wiz angeschlossene Output Board aus dem Testvideo (s. hier).

RGB LED Strip Verstärker

Videos: Virtual Pinball - testing LED RGB amplifiers (Pinscape/KL25Z, LED-Wiz) [Video], Virtual Pinball - $1 output board (3 X 4A) for big toys; Pinscape/KL25Z, LED-Wiz, Virtual Pinball - rgb led strip (ambilight) amplifier test [Video]

Mit einem LED RGB Verstärker können lange LED RGB Ketten an einen Controller angeschlossen werden, die für den Controller (LED-Wiz) selbst, durch den hohen Stromdurchsatz, zu lang sind. Der kleine Verstärker auf dem Foto unten kostet etwa 1€ und ist mit 3 x 4A bei 12V belastbar. Der große Verstärker mit den Schraubklemmen verträgt 3 x 4A mit 12V und 24V. Eine 5050 RGB Lichterkette mit 60 LEDs/m darf mit 3 x 4A maximal 10m lang sein. Allerdings würde ich bei diesem LED Typ nur Ketten kürzer 5m benutzen und dann lieber einen Verstärker mehr für zusätzliche Meter einbauen.

Die LED RGB Verstärker lassen sich auch für größere Toys benutzen wie Rundumlichter (Beacons), Knocker oder mittlere Gear- und Shaker-Motoren.

Die Verstärker haben vier Eingangsports (+ 12V, R, G, B) und vier Ausgangsports (+ 12V, R, G, B) und zwei zusätzliche Anschlüsse für die Stromversorgung (Masse, + 12V). Die Eingangsports R, G, B können direkt mit den Ausgängen des LED-Wiz verbunden werden.

Am Ausgang des Verstärkers wird die LED RGB Kette angeschlossen. Die Polung ist auf dem Verstärker durch ein dickes Pluszeichen markiert und auf der LED Kette durch eine Markierung am Stecker, die die Position für +12V anzeigt.

Die beiden zusätzlichen Kabel am kleinen Verstärker werden mit dem Netzteil verbunden. Alle Komponenten (LED-Wiz, Verstärker) müssen mit der gleichen Masse (des Netzteils) verbunden sein. Vor dem Einstecken des Netzteils sollte man alle Verbindungen ein zweites Mal auf korrekte Polung prüfen.

Die LED RGB Verstärker sind auch in einer LED RGBW Variante erhältlich.

  

Links

Virtual Pinball - LED-Wiz + 6A output board, fully assembled 4-channel Opto/Mosfet module [Video]

Virtual Pinball - LED-Wiz: building a output board for big toys [Video]

Virtual Pinball - LED-Wiz: DIY output board for big toys, test [Video]

Virtual Pinball DIY Controller (YouTube)

 

Virtual Pinball DIY Controller support thread (deutsch) 

Virtual Pinball DIY Controller support thread (english)