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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RGB LED Matrix mit PWM mal anders


Autor: Sebastian G. (pyrochaos)
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Hallo,
ich habe mir mal mit einem ebenfalls elektronik begeistertem freund 
gedanken gemacht und zwar

Ziel:
Tisch mit glasplatte (quadratisch) → matte Folie drauf
unten in den Tischkasten soll eine RGB-LED Matrix
der erste gedanke war das der tisch in einer farbe z.b. Blau leuchtet 
und sobald man etwas daruf stellt um dieses Objekt ein meinetwegen roter 
Kreis entsteht
prinzipiell kann man natürlich noch tausende andere 
Beleuchtungsvarianten implementieren

Der Tisch soll so ca 10x10 RGB LEDs bekommen

und das ganze natürlich ultra low cost

außerdem wäre ein stückweiser aufbau z.b. aus mehreren 90x90mm Platinen 
mit je 4 LEDs und entsprechender Steuerelektronik sehr wünschenswerte so 
kann man später das Projekt an andere Aufgaben einfach anpassen indem 
man Platinen hinzufügt oder weg nimmt

Probelme:

Atmels PWM Controller sind teuer und sonst hat kein Controller die 
geforderten 12 PWM Kanäle
(jede Farbe jeder LED soll ihren eignen PWM bekommen für fading, 
farbmischen usw.)
also muss ich mir irgend was anders einfallen lassen
Multi-plexing kommt denke ich nicht infrage das würde mit die 
Flexibilität nehmen und den Steuercontroller softwaremäßig belasten 
außerdem will ich gescheit farben mischen

prinzipiell habe ich mich schon für den Mega48 entscheiden der hat schon 
6 PWM kanäle und ist recht günstig
der ADC soll für das Auswerden der Spannung der Fotodiode (Reichelt SFH 
320) verwendet werden uns somit die Objekterkennung realisieren
um geld zu sparen werde ich wahrscheinlich die restlichen 6 PWM Kanäle 
softwaremäßig implementieren (hab da letztens nen schönes beispiel in c 
gefunden muss mal schauen ob ich das verwenden kann)
wenn die controller untereineader was zu bereden haben werde ich das 
wohl im interrupt betrieb klären

Ich habe jetzt schon länger darüber nachgedacht wie ich nun die 
Controller miteinander Kommunizieren lasse
die kommunikation soll hardware mäßig erfolgen um den softeware pwm 
nicht zu stören
also bleiben mir eigentlich nur noch 3 möglichkeiten:

eineige Ports des Controllers zu jeder der 4 Ränder der Platine legen um 
damit gwisse zustände usw an die nachbarplatine zu übermitteln
(ist mir aber ehrlich gesagt zu ungeschickt und unfelxibel außder dem 
muss ich da das gesammte kommunikationsprotokoll selber basteln)

über den USART/SPI
das würde dann dann als Token-Master verfahren machen und man müsste 
alle TXD und RXD miteinader verbinden jeder Controller bekommt eine 
Kennnummer... irgendwie sicherlich möglich aber auch nicht wirklich 
sauber

und TWI
da habe ich aber das Problem das MultiMaster möglich ist ich aber nur 
Libs für Master und Slave gefunden habe und da man sich vom Programm her 
schon um ne menge verbotene Zustände kümmern muss will ich das nicht 
wirklich selber schreiben
hier ist mir aber gerade eingefallen dass ich ja auch eine 
Master-Controller Platine bauen könnte die alle andern als Slave 
anspricht

ach zu den Fototransistor habe ich schon erfolgreich getestet und es 
Funktioniert ganz gut

allerdings bin ich bei der Kommunikation echt noch am grübeln was am 
einfachsten und funktionalsten ist vielleicht habe ich ja auch noch 
möglichkeiten übersehen

wer also Anregungen oder Ideen hat immer her damit

Autor: Sören R. (iopodx)
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Das wird ein Waahsinnsprojekt, das weißt du schon, oder?

Du brauchst da 300 PWM Kanäle!!! Und 300 Treiber! Und 300 
Konstantstromquellen, wenn du HP LEDs betreiben willst... Bei Suflus, 
etc. mag das mal noch gehen... Aber sobald du über 20mA kommst brauchst 
du auch 300 Treiber...

Übrigens wären das bei HardwarePWM dann 50 Atmegas... Viel Spaß beim 
Löten.

Kannst du SMD Löten?

Schau mal bei TI 
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tlc5917.html

Gibt auch noch "bessere" 5947 und so sind auch ganz gut geeignet. Gibt's 
dann auch bis 120mA.

Ich würde aber dennoch ein Multiplexing vorziehen. Zwei Atmega32 mit 
jeweils dann 15 SoftPWM und durchschalten über die Zeilen/Reihen.

Baue gerade etwas ähnliches, allerdings nur 8x8, wird auch nicht sooo 
einfach werden, aber mal sehen.

Liebe Grüße,
Sören

Autor: Falk Brunner (falk)
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Multiplexing kann man bei LeistungsLEDs mit 1W und mehr vergessen, die 
vertragen keine nennenswerten Pulsströme.
Umd wie bereits gesagt, ultra low cost kann man dabei KOMPLETT 
vergessen.

Die TLC5921 & Co sind gut und preiswert, aber nix für 350mA, was die 
typ. Werte für die 1W LEDs etc. sind. PWM-Kanäle kann man relativ billig 
per Soft-PWM bekommen, dahinter ein paar MOSFETs ala IRF7103 und 
fertig. Damit wird das Ganze bezahlbar. Ein MEGA16 kann dann mal locker 
30 Kanäle ansteuern, die restlichen Pins braucht man für die 
Kommunikation.
Macht 10 RGB LEDs. Mit 10 solcher Borads ist der Tisch gedeckt ;-)
Alles an DMX512 klemmen und mit schicker Software ala

http://www.madrix.com/index.php

angesteuert, fertig. Fast zu einfach.

MFG
Falk

P S Naja, die Objekterkennung fehlt noch, aber das lässt sich mit bissel 
Analogtechnik und Photodiode machen.

P P S Ne halbwegs gescheite RGB LED kostet so um die 10 EUR, schätze ich 
mal. Macht bei einer 10x10 Matrix = . . .

Autor: Gast (Gast)
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Preiswerter und deutlich flexibler wäre es vielleicht mit einem TFT 
Panel und einer kräfitgen Beleuchtung aus HP LEDs eine Projektion auf 
die matte Glasunterseite zu zaubern.
Die Bildschärfe kann und soll dabei natürlich nicht hoch sein und ich 
habe keine Ahnung wie stark die Beleuchtung sein muss aber machbar ist 
es bestimmt.
Wenn man den TFT aus deinem alten Notebook der Pentium II/III Klasse 
nimmt könnte man zum steuern den Rest eines Notebooks und eine Webcam 
verwenden.

Nicht weniger wahnsinnig, aber hardwaretechnisch schonmal einfacher und 
deutlich preiswerter ;).

Autor: Thomas (Gast)
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10x10 RGB LEDs und "ultra-low-cost" ??? Wie groß soll denn der Tisch 
sein? Allein die LEDs kosten mindestens 100 €. Kommt halt drauf an ob 
man den effekt auch tagsüber oder nur Abends sehen können soll.

Autor: Sebastian G. (pyrochaos)
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So Nabend

Also ich hab mich jetzt definitiv entschieden bei der mehrere 
aneinadersteck Platinen zu bleiben(allerdings weiß ich noch nicht wie 
groß)
die werden dann über eine Steuerplatine angesprochen dazu habe ich 
gleich mal ne frage
siehe bild geht das so?
ich würde dann jeder Platine ne nummer zur identifikation geben
ich denke auch immernoch über TWI nach...

zu "Ultra LOW Cost"
damit ist natürlich gemeint so wenig wie möglich und so teuer wird das 
ganze garnicht:

LEDs:
Warum sollte ich 1W LEDs nehmen?
das sind dann 100W das würde reichen um nen ganzen raum zu beleuchten
und der Tisch steht nicht im freien sonder in einem zimmer also sollten 
es auch "normale" LEDs tun
Treiber will ich eigentlich auch nicht verwenden auch wegen dem 
Lötaufwand habe heute erst wieder 25 OPV schaltungen in SMD aufgebaut...
und bei normalen leds sollten 25 mA reichen wenn ich die KAthode an den 
ATMEL schalte
ach so habe schon mal welche bei ebay gekauft:
Ebay-Artikel Nr. 390097271180
damals für 15€ 50Stk leider scheint es das Angebot nicht mehr zu geben
das eine bild zeigt eine selbst gebaute "Bierkiste" mit eben diesen LEDs
unter jeder Flasche ist eine LED das ganze hat vom Design bis zum 
fertigen Geburtstagsgeschenk 3 Tage gedauert
ich habe auch noch bei anderen händlern schöne RGB LEDs gefunden 
allerdings könnten 5mm leds unerwünschte Ringe erzeugen

zu der idee mit dem TFT:
für mich nicht geeignet braucht man wieder irgend eine optik um das auf 
die tischfläche zu fokusieren, hoher energieverbrauch
und man muss das TFT mit nem rechner ansteuern wenn man nicht eines der 
AMTEL-VGA Projekte im inet nimmt
aber prinzipiell keine schlechte idee vor allem wenn man ein gebrauchtes 
billig in ebay kauft...

ach so noch zu meinen möglichkeiten:
kann selber 2 seitig ätzen
SMD löten bis 0603 schaffe aber auch 402 und QFPs sind auch kein problem

zu Software PWM hab ich bei ATMEL was nettes gefunden:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

Autor: Sebastian G. (pyrochaos)
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so gerade noch ne nette LED gefunden
4000mcd
und für 100 stück nur rund 15€
http://www.sureelectronics.net/goods.php?id=311
incl. vorwiederständen echt genial ich denke die werde ich so oder so 
kaufen
außerdem gibt es da billige SMD Bauteile in praktischen Boxen

Autor: Sebastian G. (pyrochaos)
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So habe die Testplatine fertig
sind nen paar dinge drauf die später nicht mehr gebraucht werden
ich hoffe einfach mal das in der hardware keine fehler sind
allerdings wird es mit der software wohl recht aufwändig werden
die platine stell ich denke ich bis spätestens Sonntag abend fertig

Vorläufiger preis einer Platine:

1,5   MEAGA48
1     Fototransistoren
2    Platine
1,5  Steckverbinder
1-2  für Hühnerfutter
1  LEDs...
=
8€
und ich brauche 25 davon
...mist

naja vll kann ich ja noch 1 bis 2 euro einsparen wenn ich mich mal nach 
alternativen zu reichelt umschaue da ich recht viel brauche fallen die 
versandkosten ja dann auch nicht mehr so ins gewicht...
ach so die platine ist recht quick and dirty habe aber keine lust ewig 
daran rumzuoptimieren

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