Powerbox





Aufgabe der Powerbox ist die zentrale Energieversorgung aller Komponenten meiner Lichtanlage. Da einige Geräte keinen eigenen Ein-/Ausschalten haben müssen sie "extern" geschaltet werden. Auch ist es ein deutlicher Komfortgewinn wenn alle Komponenten von zentraler Stelle geschaltet werden können anstelle von Gerät zu Gerät zu laufen.

Natürlich ist auch die Powerbox kompatibel zu DMX512, die Energieversorgung kann somit über das Lichtpult kontrolliert werden. Es genügt also, nur die Powerbox einzuschalten, und schon ist die Kontrolle aller anderen Komponenten möglich. Alternativ bleibt die Powerbox im Standbyzustand, aus dem sie via DMX512 aufgeweckt werden kann. Auch ein Einschlaftimer ist vorhanden, der nach einer einstellbaren Zeit alle Geräte abschaltet.

Die Powerbox ist für den Einsatz im Wohnzimmerumfeld gedacht - ein Ort, wo üblicherweise kein Starkstromanschluss vorhanden ist. Sie wird über drei Kaltgerätebuchsen an normalen Steckdosen angeschlossen und erkennt automatisch, ob die Versorgungszweige an unterschiedlichen oder an der selben Phase hängen. So lassen sich im häuslichen Umfeld leicht unabhängige Stromkreise finden.

Ein weiteres Problem ist dass Dimmerpacks oder Geräte mit großen Trafos im Einschaltmoment sehr hohe Stromspitzen erzeugen, die Sicherung fliegt bei jedem zweiten Einschaltvorgang. Daher benutzt die Powerbox ein trickreiches Verfahren zur Ansteuerung der Hauptschütze: die Schaltzeit eines jeden Schützes wird bei jedem Schaltvorgang gemessen und ein Mittelwert über die letzten acht Zeiten gebildet. Nun ist es möglich, die Schütze zeitlich genau so einzuschalten, dass sie möglichst nahe am Phasennulldurchgang schließen. Das ganze funktioniert erstaunlich gut, da die Schütze eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit in Bezug auf die Schaltzeit haben.

Pro Netzphase stehen vier geschaltete Steckdosen zur Verfügung. Eine davon wird unmittelbar durch den Hauptschütz geschaltet, eine weitere wird über ein Relais galvanisch getrennt. Die beiden verbleibenden Steckdosen werden über Triacs angesteuert; sie können wahlweise als Schaltausgang oder als Dimmerausgang fungieren.

Als Zugabe können an die Powerbox noch zwei Schrittmotoren angeschlossen werden; daran montierte Spiegelkugeln können exakt in Drehrichtung und Geschwindigkeit kontrolliert werden.
Ausserdem ist noch ein Anschluss für eine Nebelmaschine vorhanden, so kann auch diese per DMX512 über das Lichtpult kontrolliert werden.

Die Bedienung erfolgt über fünf Taster und ein beleuchtetes, dimmbares 4x20 Zeichen LC-Display.

Bei der Elektronik kommt ein "Dual-Prozessor" System zum Einsatz: Dem Atmel mega32, der die Benutzerschnittstelle, DMX512-Kommunikation und generelle Schaltlogik kontrolliert, steht als intelligente Porterweiterung ein Atmel 8515 zur Seite. Er steuert alle zeitkritischen Abläufe, die Schaltkanäle, Dimmer und Schrittmotoren. Die bidirektionale Kommunikation zwischen den beiden Controllern erfolgt per SPI.

Zur Stromversorgung dienen zwei Netzteile, der 5-Volt-Zweig ist auf eine geringe Standby-Leistungsaufnahme optimiert. Die Powerbox begnügt sich mit 1.6 Watt Standbyleistung, obwohl das Display, eine LED und der DMX512-Empfänger aktiv sind.

Für jede Phase sind vier schaltbare Steckdosen vorhanden. Zwei werden über Relais geschaltet, zwei über Triacs. Der Anschluss erfolgt über Kaltgerätebuchsen an normalen Steckdosen.
Das Innenleben gliedert sich in die Leistungselektronik (oben), das Bedienfeld mit Tastern und Display (links) und die Controller-Platine (unten).
Controller-Platine: zu erkennen die beiden Mikrocontroller, zwei 8fach-Lowside-Treiber und die Multiplexer/Demultiplexer im Hintergrund.
Die Leistungselektronik ist komplett auf einen Profilkühlkörper montiert. Die sechs Triacs sitzen auf der Unterseite der Platine. Für einen möglichst geringen Standby-Stromverbrauch sind zwei getrennte Netzteile für 5- und 12-Volt Versorgung vorhanden. Der auffallend große blaue Elko (unten mitte) versorgt die Mikrocontroller nach dem Abschalten noch etwa 1 Sekunde mit Strom, genug Zeit um etliche Variablen (z.B. Betriebsstundenzähler) im nichtflüchtigen Speicher abzulegen.
Die Benutzerführung erfolgt mittels eines 4x20 Zeichen LC-Displays. Die Hintergrundbeleuchtung ist dimmabr.