Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 20 LEDs unabhängig voneinander ansteuern


von Alexander B. (bittneralexander)


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Ich möchte hier ca. 20 einfarbige LEDs unabhängig voneinander ansteuern.
Die müssen einfach wie ein Sternenhimmel leuchten. Also ab und zu mal 
die eine, mal die andere zufällig dunkler und heller werden.
Bisher habe ich das mit dem ESP32 versucht. Dort WLED installiert. Dort 
kann man die verschiedensten Programme laufen lassen und die 
verschiedensten LEDs anbinden. Auch "PWM einfarbig" ist möglich, 
allerdings nur 10 Stück.
Es muss doch irgendwie möglich sein. Ich will ja nur ca. 20 LEDs 
ansteuern und nicht 200. Für Ideen und Tipps wäre ich dankbar.

von Teo D. (teoderix)


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Charlieplexing, braucht bei 20LEDs nur 5Pins, bzw. Push-Pull-Treiber.

von Wolfgang (Gast)


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Alexander B. schrieb:
> Es muss doch irgendwie möglich sein.

Ist es. Wenn die Helligkeit variable sein soll, könntest du 7 Stück von 
den WS2811 nehmen. Oder du schaltest sie als Matrix mit 
Multipleansteuerung, z.B.  3x8.

von Klaus W. (mfgkw)


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Ein STM32 mit mindestens 20 freien GPIO sollte das schaffen.
Der Rest ist Software.

von Thomas S. (zeilentrafo)


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Würde Dir den TLC5947 PWM-Treiber-Chip ans Herz legen. Dieser Chip kann 
24 separate Kanäle mit 12-Bit-PWM-Ausgang steuern.

Gibts von Adafruit auch in steckbrettfreundlich.

Die Ansprache erfolgt über den SPI-Bus.

von Michael B. (laberkopp)


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Alexander B. schrieb:
> Bisher habe ich das mit dem ESP32 versucht
Alexander B. schrieb:
> Es muss doch irgendwie möglich sein.

Der hat doch mehr als 20 GPIO, an jeden GPIO eine LED, wo ist das 
Problem ?

Bei stromhungrigen LED halt einen zwischengeschalteten Transistor.

Alexander B. schrieb:
> die verschiedensten Programme laufen lassen

Klingt, als ob du nur fertige Programme auf den Chip lädst, und kein 
eigenes schreibst. Na dann, wer nicht programmieren (kann oder will) für 
den sind uC halt nichts,

von Daniel S. (supernova01)


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Thomas S. schrieb:
> Würde Dir den TLC5947 PWM-Treiber-Chip ans Herz legen. Dieser Chip kann
> 24 separate Kanäle mit 12-Bit-PWM-Ausgang steuern.

Mann kann jemanden der fragen zu einem Ölwechsel hat, natürlich anbieten 
lieber den Motor zu wechseln...

Michael B. schrieb:
> Der hat doch mehr als 20 GPIO, an jeden GPIO eine LED, wo ist das
> Problem ?

...er schreibt doch deutlich dass er WLED installiert hat. 
Offensichtlich eine Art Softwarepaket...

Demnach richtet sich diese Frage an Leute die Erfahrungen mit diesem 
Paket haben.

Michael B. schrieb:
> Na dann, wer nicht programmieren (kann oder will) für
> den sind uC halt nichts,

Was für ein Unsinn, jeder muss mal irgendwo einsteigen. Es klingt eher 
so als solltest du hier nicht "beraten" wenn du es nicht kannst. 
Vielleicht ist das Forum hier nichts für dich :-)

VG
DS

: Bearbeitet durch User
von Starlord (Gast)


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Schau Dir mal den MAX7219 an. Er steuert 64 LEDs mit nur 3 Ansteuerpins 
(clock, cable select und data).
Mit integrierten LED-Treiber

von Elektrospezi (Gast)


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Warum nicht ein einfaches Schieberegister mit Latch? Sowas wie 595 z.B.? 
Müssten 3 Stück sein. Treiberleistung haben die genug für eine LED.

von Alexander B. (bittneralexander)


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Vielen Dank erstmal für die (so schnelle und) zahlreiche Antworten.
WLED ist tatsächlich ein fertiges Softwarepaket für den ESP32 oder 
ESP8266. Damit habe ich schon paar kleinere Projekte mit LEDs 
realisiert.
Es ist nicht so, dass ich programmierfaul bin. Nur braucht man ja kein 
Rad neu zu erfinden wenn das schon jemand getan hat. Deswegen dachte 
ich, dass so ein Sternenhimmel doch mit Sicherheit schon jemand 
programmiert hat.
Ich bin sowohl hardware- als auch softwareseitig für alle Lösungen 
offen. Auch der TLC5947 klingt interessant.
Am Ende werden das ganz normale 20 (vielleicht auch 18 oder 20 oder 24) 
einfarbige LEDs (12V, 0,5W). Falls der Chip zu wenig mA ausgibt (den 
ESP32 sollte man z.B. nicht mit mehr als 15mA pro GPIO belasten), dann 
schalte ich noch einen kleinen Mosfet dazwischen. Das ist nicht das 
Problem.
Nur wie ich das ansteuere habe ich noch nicht ganz verstanden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dennis S. schrieb:
> Mann kann jemanden der fragen zu einem Ölwechsel hat, natürlich anbieten
> lieber den Motor zu wechseln...
Der TO hat bisher quasi nur zehnmal den Zündschlüssel rumgedreht und 
noch nicht mal den Hebel zum Öffnen der Motorhaube betätigt.

Alexander B. schrieb:
> Dort kann man die verschiedensten Programme laufen lassen und die
> verschiedensten LEDs anbinden. Auch "PWM einfarbig" ist möglich,
> allerdings nur 10 Stück.
Denn wenn ich ein Programm habe, das für 10 LEDs annähernd das macht, 
was ich will, dann muss ich einfach mal "unter die Motorhaube schauen" 
und das Programm entsprechend anpassen.

Denn der Witz ist, dass wir ja noch nicht mal wissen, was er für ein 
Fahrzeug hat, an dem "das Öl gewechselt" werden soll. Oder auf 
elektrisch: von welcher Hardware reden wir?

Alexander B. schrieb:
> Für Ideen und Tipps wäre ich dankbar.
Was steht bei der Beschreibung zum  WLED?
"Control WS2812B and many more types of digital RGB LEDs"
Hast du solche Dinger? Und wenn ja: was ist das Problem?
Zeig was du gemacht hast und berichte, wo es dabei geklemmt hat.

von Michael B. (laberkopp)


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Alexander B. schrieb:
> Am Ende werden das ganz normale 20 (vielleicht auch 18 oder 20 oder 24)
> einfarbige LEDs (12V, 0,5W)

So so, das ist kein Sternenhimmel, sondern ein Galaxienhimmel. Normal 
wäre für eine LED 3.6V/20mA=0.072W und selbst das ist heller als ein 
Stern.

Alexander B. schrieb:
> Damit habe ich schon paar kleinere Projekte mit LEDs
> realisiert.
> Es ist nicht so, dass ich programmierfaul bin.

Dann nimmt halt 2 ESP32 die jeweils 10 LED steuern,
das geht ja offenbar mit WLED.

von Hannes (Gast)


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Alexander B. schrieb:
> Ich möchte hier ca. 20 einfarbige LEDs unabhängig voneinander ansteuern.
> Die müssen einfach wie ein Sternenhimmel leuchten. Also ab und zu mal
> die eine, mal die andere zufällig dunkler und heller werden.

Willst du dir nicht erst mal überlegen, wie so was mechanisch zu 
realisieren wäre? Decke anhängen (an einem Stück), aber so, dass man von 
oben noch rankommt, nichts durchhängt und im Fehlerfall niemand 
erschlagen wird.

5mm Löcher reinbohren, LED einkleben und verdrahten ...

Wie willst du die Decke jemals streichen, ohne die LED zu übermalen?

Wie Reparaturen durchführen?

Und in spätestens 4 Jahren findet Töchterlein das alles doof - also wie 
dann wieder ohne große Kollateralschäden abbauen?

DAS würde ich mir erst mal überlegen - und mir erst dann um ESP32, 
MAXe und TLCs und so'n Kram Sorgen machen ...

von Alexander B. (bittneralexander)


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Das ist tatsächlich das kleinste Problem. Repariert wird da nix. Die LED 
einfach mit weniger Saft ansteuern, dann lebt sie ewig.
Einfach die Decke streichen und LED übermalen. Deswegen sind die ja 
etwas stärker, dass die auch noch durch die Farbe hindurchleuchten.
Wenn die das irgendwann doof findet einfach abschalten :-)

von Wolfgang (Gast)


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Alexander B. schrieb:
> Das ist tatsächlich das kleinste Problem. Repariert wird da nix. Die LED
> einfach mit weniger Saft ansteuern, dann lebt sie ewig.

Eine LED, sofern sie nicht kaputt geht, lebt immer "ewig". Das, was bei 
LEDs als Lifetime angegeben ist, ist die Betriebsdauer, nach der die 
Helligkeit auf die Hälfte abgenommen hat - für einen realistischen 
Sternenhimmel überhaupt kein Problem. Bei einem Stern, der sich um gut 
40% entfernt, passiert das gleiche ;-)

von Hannes (Gast)


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Alexander B. schrieb:
> Das ist tatsächlich das kleinste Problem.

Kannst dann mal Fotos schicken? Ich meine, vom mechanischen Teil ...

von Asdf (Gast)


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Habe einen Sternenhimmel for Jahren für mein Kind als Einschlaflicht 
gebaut. LED Ansteuerung mit ATmega168P und 8 Kanälen (s. SoftPWM bei den 
Artikeln). Je Kanal dann 4 LEDs (5mm) in unterschiedlichen 
Weisstemperaturen. Auf jede LED ist ein Bündel von Glasfaserfäden mit 
Schrumpfschlauch befestigt, die dann durch kleine Löcher in einer 
Holzplatte gehen.

Die LEDs, die Du erwähnst sind eher Supernova. Ich würde das Licht über 
Glasfasern verteilen. Hatte IIRC 1mm und 0,75mm dicke Fasern. Das ist in 
einem dunklen Raum immer noch sehr hell. Deswegen hatte ich mit zwei 
Tastern noch die Grundhelligkeit und Gesamtleuchtdauer einstellbar 
gemacht. Die Gesamtzeit war dann in mehrere Intervalle geteilt bei denen 
die Helligkeit dann jeweils halbiert wurde.

von Alexander B. (bittneralexander)


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Hannes schrieb:
> Kannst dann mal Fotos schicken? Ich meine, vom mechanischen Teil ...

Ich plane ja noch. Kann aber gern erklären. Einfach in der Decke mit 
einem 8er Bohrer ca. 1 cm tiefe Löcher bohren. Zufällig und ohne Muster 
angeordnet. Von jedem Loch zur zentralen Stelle (da wo jetzt die Lampe 
hängt) ganz kleine, feine, nur 1-2 mm tiefe Kanäle "graben". Irgendwo 
neben der Lampe muss dann die Steuerung sitzen, die man ja leicht vom 
Smartphone aus steuern kann.
Die LEDs dann so platzieren, dass die bündig mit der Decke werden. Dann 
alles übermalen bzw. die Decke ganz normal streichen. Im ausgeschalteten 
Zustand wird man also einfach nur die Decke sehen. Und da die LEDs ja 
etwas Power haben wird man sie gerade noch so auch durch die gestrichene 
Decke sehen können.
Das alles ist ja überhaupt gar kein Problem. Der mechanische und 
elektronischer Teil ist mir vollkommen klar.
Nur wie ich das softwaretechnisch ansteuere und welchen Mikrocontroller 
dafür am besten herzunehmen ist - das ist mir noch nicht ganz klar.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Alexander B. schrieb:
> Der mechanische und elektronischer Teil ist mir vollkommen klar.
> Nur wie ich das softwaretechnisch ansteuere
Wenn der elektronische Teil vollkommen klar ist, dann ist ja auch die 
Ansteuerung und der Prozessor klar. Oder wie definierst du "Elektronik"?

> Irgendwo neben der Lampe muss dann die Steuerung sitzen,
> die man ja leicht vom Smartphone aus steuern kann.
Hast du diesen "leichten" Teil der Arbeit schon mal in ähnlicher Weise 
gemacht? Was hast du da per Handy gesteuert?

> Und da die LEDs ja etwas Power haben wird man sie gerade noch so auch
> durch die gestrichene Decke sehen können.
Du hast diesen Aufbau mit den 1-2 mm tiefen "Gräben" auch schon mal in 
echt ausprobiert? Ich würde fast behaupten, dass ich dich bis zu mir her 
fluchen höre, wenn du da versuchst, in die Rillen Drähte zu verlegen und 
das Zeug dann unter Farbe zu verstecken.

Alexander B. schrieb:
> LEDs (12V, 0,5W).
Was sind das für eigenartige LEDs? Sind da mehrere weiße LED in Reihe?
Und wie bekommst du die Wärme da weg, wenn du die eingegipst und 
zugemalt hast?

: Bearbeitet durch Moderator
von Hannes (Gast)


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Alexander B. schrieb:
> Bisher habe ich das mit dem ESP32 versucht. Dort WLED installiert. Dort
> kann man die verschiedensten Programme laufen lassen und die
> verschiedensten LEDs anbinden. Auch "PWM einfarbig" ist möglich,
> allerdings nur 10 Stück.

Wieso bleibst nicht bei deinem Konzept - und schaltest je 2 LED in Serie 
(*)? Deine Tochter wird den Unterschied nicht merken, ob da zwei 
Sternlein gleichzeitig funkeln oder nur eins.

Tatsächlich funkeln die Echten ja oft synchron. Da hast dann schon einen 
Aufhänger, um dem Mädel erklären zu können, wieso das so ist.

(*) oder Parallel - das liese sich ja dann leicht feststellen ...

von AlterEli (Gast)


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Alexander B. schrieb:
> Einfach in der Decke mit einem 8er Bohrer ca. 1 cm tiefe Löcher bohren.
> Zufällig und ohne Muster angeordnet. Von jedem Loch zur zentralen Stelle
> (da wo jetzt die Lampe hängt) ganz kleine, feine, nur 1-2 mm tiefe
> Kanäle "graben".

Bist du dir sicher das es keine Betondecke ist? Selbst wenn nicht ist es 
viel Arbeit. Üblicher Putz dürfte so 5 mm haben.
Ich würde da was mit einer Projektion machen. Es gab mal so Lampen mit 
Kunststofffasern die an den Enden leuchteten.

von AlterEli (Gast)


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Gibt es auch fertig, gar nicht mal so teuer. Vom WAF mal ganz zu 
schweigen. Den Staub willst du nicht im Haus haben.

https://www.led-fashion.com/de/led-beleuchtung/led-sternenhimmel.html

https://www.kaufland.de/product/381339151/

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