Blinkenceiling: Unterschied zwischen den Versionen

aus Metalab, dem offenen Zentrum für meta-disziplinäre Magier und technisch-kreative Enthusiasten.
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ca. 20cm Abstand zwischen LED, macht eine Auflösung von etwa 64x24. Um das möglichst einfach montieren zu können, kann man die LEDs auf ein oder mehrere billige Deko-Fischernetze aufknüpfen. Damit wird der Abstand auch automatisch in etwa eingehalten.
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ca. 20cm Abstand zwischen LED, macht eine Auflösung von etwa 64x24 = 1536 LEDs. Bei 12cm Abstand zwischen LEDs könnte man ein Bild mit 96×32 = 3072 Pixeln machen.
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Auf der restlichen Seite wird mal von 3072 LEDs ausgegangen.
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Um das möglichst einfach montieren zu können, kann man die LEDs auf ein oder mehrere billige Deko-Fischernetze aufknüpfen. Damit wird der Abstand auch automatisch in etwa eingehalten.
  
 
Alternative Auflösungen? Muss an das Fischernetz angepasst werden, die meisten groben haben ca. 6cm Abstand → 6cm, 12cm oder 18cm.
 
Alternative Auflösungen? Muss an das Fischernetz angepasst werden, die meisten groben haben ca. 6cm Abstand → 6cm, 12cm oder 18cm.
  
Das [http://www.amazon.de/Fischernetz-natur-ca-400-200/dp/B000Z2HURY/ref=pd_cp_k_1 Fischernetz] hat ~6cm Auflösung. Bei 12cm Abstand zwischen LEDs könnte man ein Bild mit 96×32 = 3072 Pixeln machen. Das wäre noch realistisch leistbar. Alternativ: alle 6cm sind dann genau viermal so viele, d.h. 12288 Pixel → zu teuer
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Das [http://www.amazon.de/Fischernetz-natur-ca-400-200/dp/B000Z2HURY/ref=pd_cp_k_1 Fischernetz] hat ~6cm Auflösung.
  
Ich rechne jetzt mal mit 3072 (=12cm) weiter.
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Alternative: Die Leitungen zwischen den LEDs so verbinden, dass dadurch schon ein Netz entsteht. Dann bräuchte es keine extra Montage, und Verbindungsdrähte braucht es sowieso.
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Wenn man die Spannungsversorgung spaltenweise und die Datenversorgung zeilenweise macht, ergibt sich sowieso ein Netz. Die Lötstellen müssten halt genug aushalten.
  
 
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Es handelt sich da um 3072 Treiber-ICs, die angesteuert werden wollen.
 
Es handelt sich da um 3072 Treiber-ICs, die angesteuert werden wollen.
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== Variante 1: Teensy 3.0 ==
  
 
Plattform: Teensy 3.0 mit [https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_OctoWS2811.html OctoWS2811 LED Library]. Dieser kann 8 Leisten parallel ansteuern, und mehrere Teensies können sich synchronisieren. Lt. Webseite sollte man maximal 1000 LEDs pro Teensy verwenden.
 
Plattform: Teensy 3.0 mit [https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_OctoWS2811.html OctoWS2811 LED Library]. Dieser kann 8 Leisten parallel ansteuern, und mehrere Teensies können sich synchronisieren. Lt. Webseite sollte man maximal 1000 LEDs pro Teensy verwenden.
  
 
Das bedeutet, dass wohl am besten jede Leitung für eine Länge (= 96 LEDs) verantwortlich ist. Ein Teensy kann 8 Längsstreifen ansprechen, d.h. wir haben 32/8 = 4 Teensies in Betrieb. Ein Raspberry Pi, BeagleBone Black o.ä. kann die Ansteuerung dann übernehmen.
 
Das bedeutet, dass wohl am besten jede Leitung für eine Länge (= 96 LEDs) verantwortlich ist. Ein Teensy kann 8 Längsstreifen ansprechen, d.h. wir haben 32/8 = 4 Teensies in Betrieb. Ein Raspberry Pi, BeagleBone Black o.ä. kann die Ansteuerung dann übernehmen.
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== Variante 2: Beaglebone Black ==
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Es gibt [http://www.nycresistor.com/2013/07/27/ledscape/ eine Implementation] für die Echtzeiteinheiten vom Beaglebone Black, mit der man bis zu 32 Zeilen ansteuern kann (also mehr als wir brauen). Die Echtzeiteinheiten haben vollständigen Zugriff auf den RAM, d.h. der ARM-Core kann gleich die Datenquelle zur Verfügung stellen. Alles in einem Paket!
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<blockquote><i>This afternoon I hacked up a quick proof of concept in PRU assembly that use one of the units to drive 32 of the WS2811 strips at full speed with zero CPU load and easy double-buffering of the image.</i></blockquote>
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= Spannungsversorgung =
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Die LEDs brauchen 5V Versorgung, mit 60mA peak. Bei 3072 LEDs macht das 184.32A, was nicht so toll ist. Deswegen die Idee: Ein oder mehrere größere Netzteile mit einer höheren Spannung, die dann pro Zeile (32 LEDs) einen Step-Down Converter haben, der das ganze auf 5V runterbringt. Damit bekommen wir viel niedrigeren Strom zusammen, d.h. die Leitungen vom Netzteil weg müssen nicht so fett sein, und die Leitungsverluste sind auch niedriger.
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Die Step-Down Converter bekommt man als Modul um sehr wenig Geld, zB. [http://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-Ultra-small-LM2596-power-supply-module-DC-DC-Voltage-reduce-adjustable-Voltage-regulator-module/742758695.html hier] um $83 für ein 100er Pack mit free shipping. Dieses Modul packt maximal 2A ohne Kühlung, wobei eine Zeile mit 32 LEDs nur maximal 1.92A braucht, d.h. das geht sich genau aus.
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Eingangsspannung ist bei diesen Modulen maximal 40V, d.h. ein 48V-Netzteil geht sich grade nicht aus, das nächstkleinere handelsübliche ist vermutlich 24V.
  
 
= Eingangsdaten =
 
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* Pong!
 
* Pong!
 
* Tetris!
 
* Tetris!
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* Snake
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* Red Alert™
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* Öffentliche Verkehrsmittel
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* Uhrzeit
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* Magic-Shifter™ XXL Effekte im gesamten Raum
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* Audio/Musik Visualisierung
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* <s>Raumbeleuchtung</s> (Zu banal)
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* Ambilight
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* Screensaver (Als endlose Quelle von bunten Animationen)
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* Wettersimulation (ggf. des Wetters draussen.)
  
 
= BOM =
 
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* [http://www.amazon.de/Fischernetz-natur-ca-400-200/dp/B000Z2HURY/ref=pd_cp_k_1 Fischernetz] 6 Stück &rarr; 4m×12m, 6×€5.95+€4.95 (der Händler könnte evtl ein Problem mit der Lieferung nach Österreich sein)
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* [http://www.amazon.de/Fischernetz-natur-ca-400-200/dp/B000Z2HURY/ref=pd_cp_k_1 Fischernetz] 6 Stück &rarr; 4m×12m, 6×€5.95 (nur als Referenz, der Händler liefert nicht nach Österreich! Ersatz?)
* [http://www.aliexpress.com/item/50pcs-pre-soldered-WS2812B-led-with-heatsink-10mm-3mm-DC5V-input-5050-SMD-RGB-with-WS2811/1342970547.html LEDs], 31 Lots zu je 100 LEDs &rarr; $439.74 (inkl. Shipping mit EMS)
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* [http://www.aliexpress.com/item/WS2812B-led-with-heatsink-10mm-3mm-DC5V-input-5050-SMD-RGB-with-WS2811-ic-built-in/1342900980.html LEDs], 31 Lots zu je 100 LEDs &rarr; $538.26 (inkl. Shipping mit EMS) ''([http://www.alibaba.com/product-gs/1342944050/WS2812B_led_with_heatsink_10mm_3mm.html gleicher Händler auf Alibaba], wo man wegen Mengenrabatt verhandeln könnte)''
* 1.5mm² Kabel, haben wir im Metalab vermutlich genug lagernd. Die Versorgung sollte möglichst parallel sein, d.h. am Besten jede Breite (mit je 32 LEDs) mit einem extra Kabel versorgen!
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* 1.5mm² Kabel, haben wir im Metalab vermutlich einiges lagernd. Die Versorgung sollte möglichst parallel sein, d.h. am Besten jede Breite (mit je 32 LEDs) mit einem extra Kabel versorgen!
* [https://www.pjrc.com/teensy/ Teensy 3.0] $19
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** [http://www.aliexpress.com/item/Freeshipping-15CM-Led-Strip-Connector-Cable-For-Single-Color-5050-3528/841609538.html Led Strip Connector Cable], $11.69 für 200 Kabel mit je 15cm (ab 2 lots)
* BeagleBone Black
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* [http://at.mouser.com/ProductDetail/CircuitCo/BB-BBLK-000/?qs=%2fha2pyFadugh6wNMONnDuAbTwbrIHVw4R%2f%252bth5Q2M%2fX2Gs60muroNw%3d%3d BeagleBone Black] €37.13
* [http://www.reichelt.at/Schaltnetzteile-Case-geschlossen/SNT-RSP-750-5/3/index.html?ARTICLE=132735 Netzteil] 5V 100A (huiuiui), via Controller ein- und ausschaltbar (einfach 12V-fähiges Relais dranhängen), wir brauchen 2 Stück davon. 2×€170.42
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* [http://www.aliexpress.com/item/400W-36V-11A-Single-Output-Switching-power-supply-for-LED-Strip-light-AC-to-DC-LED/936022784.html Netzteile] $20.50*3 + $36.75 shipping (gibts was besseres?)
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* [http://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-Ultra-small-LM2596-power-supply-module-DC-DC-Voltage-reduce-adjustable-Voltage-regulator-module/742758695.html Step-Down Converter] $83, free shipping
  
 
Mit den beiden Netzteilen kann man das Ding auf der vollen Leistung betreiben, wobei wir dann eine kleine Sonne im Metalab hätten. Sonnenbrille ist dann Pflicht, um permanente Augenschädigung zu verhindern!
 
Mit den beiden Netzteilen kann man das Ding auf der vollen Leistung betreiben, wobei wir dann eine kleine Sonne im Metalab hätten. Sonnenbrille ist dann Pflicht, um permanente Augenschädigung zu verhindern!
  
 
Fehlt: Notwendige Sensoren, da ist nicht klar, wie überhaupt sensoriert werden soll.
 
Fehlt: Notwendige Sensoren, da ist nicht klar, wie überhaupt sensoriert werden soll.
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= Prototyp 1 =
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Vorschlag von [[Benutzer:m68k|m68k]]: Zuerst das Klo mal ver-LED-en, damit das ganze getestet werden kann.
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Die Decke am Klo hat eine Fläche von ca. 134x77cm. Bei einem LED-Abstand von 10cm ergibt das eine LED-Dichte von 12x8, d.h. 96 Stück. Das würde sich schön mit einem einzelnen Lot ausgehen.
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Hier würde ein anderer Anbieter billiger sein, da dieser kein Shipping verrechnet: [http://www.aliexpress.com/item/100x-WS2812B-LED-With-Heatsink-10mm-3mm-DC5V-5050-SMD-RGB-WS2811-IC-Built-in/1396752191.html 100x WS2812B LED With Heatsink (10mm*3mm) DC5V 5050 SMD RGB WS2811 IC Built-in] $32.99
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Der Anbieter, der schon ein 10cm-Kabel vorverlötet inkludiert, verlangt bei einem einzigen Lot leider mehr fürs shipping als für das Produkt selber, d.h. das kostet wesentlich mehr ($49.43).
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Als Ansteuerung könnte man da einfach einen einfachen Arduino (z.B. einen Pro Mini) verwenden. Da gibts schon eine fixfertige Ansteuerungsimplementation. Als Input-Sensor könnte zB. ein PIR zum Einsatz kommen, und ein Reedschalter für die Tür.
  
 
= Zitate =
 
= Zitate =
  
 
„Wir sind im Metalab, das muss blinken!“ — Harald
 
„Wir sind im Metalab, das muss blinken!“ — Harald

Version vom 7. November 2013, 20:07 Uhr

Sprache: Deutsch




Blinkenceiling
Blinkenroof.jpg

Gestartet:

2013-09-30

Involvierte:

pepi

Status:

on hold

Beschreibung:

It blinks, it's bright, it's the Metalab!

Zuletzt aktualisiert:

07.11.2013


WTF

Idee: Die Decke im Hauptraum muss leuchten! Überall sollen LEDs hin.

Auflösung

ca. 20cm Abstand zwischen LED, macht eine Auflösung von etwa 64x24 = 1536 LEDs. Bei 12cm Abstand zwischen LEDs könnte man ein Bild mit 96×32 = 3072 Pixeln machen.

Auf der restlichen Seite wird mal von 3072 LEDs ausgegangen.

Montage

Um das möglichst einfach montieren zu können, kann man die LEDs auf ein oder mehrere billige Deko-Fischernetze aufknüpfen. Damit wird der Abstand auch automatisch in etwa eingehalten.

Alternative Auflösungen? Muss an das Fischernetz angepasst werden, die meisten groben haben ca. 6cm Abstand → 6cm, 12cm oder 18cm.

Das Fischernetz hat ~6cm Auflösung.


Alternative: Die Leitungen zwischen den LEDs so verbinden, dass dadurch schon ein Netz entsteht. Dann bräuchte es keine extra Montage, und Verbindungsdrähte braucht es sowieso.

Wenn man die Spannungsversorgung spaltenweise und die Datenversorgung zeilenweise macht, ergibt sich sowieso ein Netz. Die Lötstellen müssten halt genug aushalten.

Elektronik

Es handelt sich da um 3072 Treiber-ICs, die angesteuert werden wollen.

Variante 1: Teensy 3.0

Plattform: Teensy 3.0 mit OctoWS2811 LED Library. Dieser kann 8 Leisten parallel ansteuern, und mehrere Teensies können sich synchronisieren. Lt. Webseite sollte man maximal 1000 LEDs pro Teensy verwenden.

Das bedeutet, dass wohl am besten jede Leitung für eine Länge (= 96 LEDs) verantwortlich ist. Ein Teensy kann 8 Längsstreifen ansprechen, d.h. wir haben 32/8 = 4 Teensies in Betrieb. Ein Raspberry Pi, BeagleBone Black o.ä. kann die Ansteuerung dann übernehmen.

Variante 2: Beaglebone Black

Es gibt eine Implementation für die Echtzeiteinheiten vom Beaglebone Black, mit der man bis zu 32 Zeilen ansteuern kann (also mehr als wir brauen). Die Echtzeiteinheiten haben vollständigen Zugriff auf den RAM, d.h. der ARM-Core kann gleich die Datenquelle zur Verfügung stellen. Alles in einem Paket!

This afternoon I hacked up a quick proof of concept in PRU assembly that use one of the units to drive 32 of the WS2811 strips at full speed with zero CPU load and easy double-buffering of the image.

Spannungsversorgung

Die LEDs brauchen 5V Versorgung, mit 60mA peak. Bei 3072 LEDs macht das 184.32A, was nicht so toll ist. Deswegen die Idee: Ein oder mehrere größere Netzteile mit einer höheren Spannung, die dann pro Zeile (32 LEDs) einen Step-Down Converter haben, der das ganze auf 5V runterbringt. Damit bekommen wir viel niedrigeren Strom zusammen, d.h. die Leitungen vom Netzteil weg müssen nicht so fett sein, und die Leitungsverluste sind auch niedriger.

Die Step-Down Converter bekommt man als Modul um sehr wenig Geld, zB. hier um $83 für ein 100er Pack mit free shipping. Dieses Modul packt maximal 2A ohne Kühlung, wobei eine Zeile mit 32 LEDs nur maximal 1.92A braucht, d.h. das geht sich genau aus.

Eingangsspannung ist bei diesen Modulen maximal 40V, d.h. ein 48V-Netzteil geht sich grade nicht aus, das nächstkleinere handelsübliche ist vermutlich 24V.

Eingangsdaten

Womit sollen die LEDs bespielt werden? Ideen:

  • (anonymes) Personentracking, und wo jeder steht leuchtet es (→ wie Scheinwerfer auf einer Bühne)
  • Ein spezieller Partymode, ähnlich dem bei den Zumtobels, nur viel höhere Auflösung.
  • Kombination von Personentracking und Partymodus: Eine Flüssigkeitssimulation ablaufen lassen, wo die durch den Raum gehenden Personen diese Flüssigkeit verwirbeln. (Beispiel)
  • Pong!
  • Tetris!
  • Snake
  • Red Alert™
  • Öffentliche Verkehrsmittel
  • Uhrzeit
  • Magic-Shifter™ XXL Effekte im gesamten Raum
  • Audio/Musik Visualisierung
  • Raumbeleuchtung (Zu banal)
  • Ambilight
  • Screensaver (Als endlose Quelle von bunten Animationen)
  • Wettersimulation (ggf. des Wetters draussen.)

BOM

  • Fischernetz 6 Stück → 4m×12m, 6×€5.95 (nur als Referenz, der Händler liefert nicht nach Österreich! Ersatz?)
  • LEDs, 31 Lots zu je 100 LEDs → $538.26 (inkl. Shipping mit EMS) (gleicher Händler auf Alibaba, wo man wegen Mengenrabatt verhandeln könnte)
  • 1.5mm² Kabel, haben wir im Metalab vermutlich einiges lagernd. Die Versorgung sollte möglichst parallel sein, d.h. am Besten jede Breite (mit je 32 LEDs) mit einem extra Kabel versorgen!
  • BeagleBone Black €37.13
  • Netzteile $20.50*3 + $36.75 shipping (gibts was besseres?)
  • Step-Down Converter $83, free shipping

Mit den beiden Netzteilen kann man das Ding auf der vollen Leistung betreiben, wobei wir dann eine kleine Sonne im Metalab hätten. Sonnenbrille ist dann Pflicht, um permanente Augenschädigung zu verhindern!

Fehlt: Notwendige Sensoren, da ist nicht klar, wie überhaupt sensoriert werden soll.

Prototyp 1

Vorschlag von m68k: Zuerst das Klo mal ver-LED-en, damit das ganze getestet werden kann.

Die Decke am Klo hat eine Fläche von ca. 134x77cm. Bei einem LED-Abstand von 10cm ergibt das eine LED-Dichte von 12x8, d.h. 96 Stück. Das würde sich schön mit einem einzelnen Lot ausgehen.

Hier würde ein anderer Anbieter billiger sein, da dieser kein Shipping verrechnet: 100x WS2812B LED With Heatsink (10mm*3mm) DC5V 5050 SMD RGB WS2811 IC Built-in $32.99

Der Anbieter, der schon ein 10cm-Kabel vorverlötet inkludiert, verlangt bei einem einzigen Lot leider mehr fürs shipping als für das Produkt selber, d.h. das kostet wesentlich mehr ($49.43).

Als Ansteuerung könnte man da einfach einen einfachen Arduino (z.B. einen Pro Mini) verwenden. Da gibts schon eine fixfertige Ansteuerungsimplementation. Als Input-Sensor könnte zB. ein PIR zum Einsatz kommen, und ein Reedschalter für die Tür.

Zitate

„Wir sind im Metalab, das muss blinken!“ — Harald