RGB LED-Modul

Aus Deutsches DMXC-Wiki
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Einleitung

Eine RGB LED
Einmal der ganze Streifen in Gelb
Rot
Grün
Blau

RGB LED-Modul sagt doch schon viel über die Funktion des Hardware Bausatzes aus. Es lässt sich eine RGB LED bzw. ein ganzer Streifen solcher ansteueren und über Puls-Weiten-Modulation dimmen. Durch die 8-bit Timer des Microcontrollers lassen sich so theoretisch 16777216 verschiedene Farben mischen. Da der verwendete Controller, ein ATtiny2313, sowieso 4 PWM Ausgänge hat, gibt es auch noch einen extra Kanal zum dimmen. Die verbindung zum PC verfolgt nicht wie vielleicht erwartet über DMX, sondern USB. Warum meiner Meinung nach USB hier sogar die bessere Wahl ist, ist zum einen die Tatsache, dass sich dieses Modul klasse als Beleuchtung für Mischpult und ähnliches verwenden lässt. So muss man sein DMX Interface nicht unnätig stressen und läuft nicht Gefahr eventuell an den XLR-Kablen hängen zu bleiben. Ein anderer Gedanke ist v.a. für Anfänger ein einfaches Hardware Modul zu bauen, welches via PlugIn sofort in DMXC einsatzbereicht ist. Auch ich selber nutze es noch, und zwar in dem dritten Einsatzgebiet: mit einem kleinen Programm lässen sich die RGB-LEDs als AmbiLight für den PC nutzen.

ToDo

  • HightCurrent Version mit BUZ71A (ca 5A pro Kanal)
  • DC-DC Wandler für die LC Version -> Betrieb ohne externes Netzteil möglich
  • Implementierung des VCP (oder dirktes Ansprechen via Treiber) in die Firmware AVR-USB
  • ISP Stecker nach RN Definition zum direkten Programmieren
  • PlugIn auf die FT2xx Unit von FTDi umstellen -> keine Auswahl des Com-Ports mehr nötig

Download

Jedem .zip Archive liegt ein Readme File bei. Alle wichitgen Informationen oder wissenswertes zu den jeweiligen Datei ist dort niedergeschrieben

nötiges KnowHow

Um mit dem Zusammenbau Spaß und auch Freude an den Funktionen zu haben sollten Kenntnisse in folgenden Bereichen vorhanden sein:

  • Programmieren von AVR-Controllern, in diesem Fall ATtiny 2313. Es sollte klar sein, dass ohne diesen Schritt gar nichts funktioniert
  • allgemein Elektronik (Passiv- wie auch Aktivbauteile) bzw. Bestückung
  • eventl. Herstellung von Platinen (in Schritt 2 beschrieben)
  • LED's
  • ... und natürlich DMX Control

Hardware

  • Bauteilliste incl. Reichelt-Bestellnummer und Preisen
Part Bestellnummer Beschreibung Stückzahl Preis Stück Preis Gesamt
C1, C2 KERKO 22P Kondensator, Schwingkreis Quarz 2 0,041 € 0,082 €
C3, C5, C7 KERKO 100N Kondensator, Spannungsstabilisierung 3 0,072 € 0,216 €
C4, C8 RAD 47/25 Kondensator, Spannungsstabilisierung 2 0,041 € 0,082 €
IC1 FT 232 RL USB RS232 Baustein 1 4,350 € 4,350 €
IC2 ATTINY 2313 DIP ATMEL Controller 1 1,050 € 1,050 €
IC3 ULN 2803A Darlington Array, 500mA/Ch 1 0,300 € 0,300 €
IC4 µA 7812 12V Spannungsregler 1 0,180 € 0,180 €
JP1 WSL 10G ISP Stecker, Belegung RN konform 1 0,072 € 0,072 €
LD1, LD2 LED 3MM RT RX/TX LED der USB-Kommunikation 2 0,051 € 0,102 €
Q1 7,3728-HC18 Quarz 1 0,240 € 0,240 €
R1 METALL 10,0K zieht Reset Pin gegen Vcc 1 0,082 € 0,082 €
R2, R3 METALL 270 Vorwiderstand LEDs 2 0,082 € 0,164 €
F1 PICO 0,375A Sicherung, PC Schutz 1 0,450 € 0,450 €
X2 USB BW USB B Buchse 1 0,320 € 0,320 €
0,000 €
  EPCU 160X100 Platine einseitig beschichtet, nicht für Belichtung geeigent, Euroformat 1 1,250 € 1,250 €
8,94 €
  • Bauanleitung
  1. Bauteile bestellen (Wichtig: Katalog mitbestellen, ist kostenlos und wird für die Platinenherstellung benötigt xD), falls die heimischen Vorräte dem Ende zugehen
  2. Allem voran ist erstmal eine Platine von nöten. Natürlich lässt sich diese Bestellen, aber bei einem Modul ist das oftmals nicht rentabel. Ich selbst habe bis jetzt alle Platinen und natürlich auch diesen Bausatz mit der Direkt-Toner-Methode von Thomas Pfeifer hergestellt. Mit ein bisschen Übung sind die Ergebnisse schnell überzeugend und sogar SMD-Pads perfekt auf der Platine wiederzufinden. Es empfielt sich bei Reichelt eine Platine mehr mitzubestellen.
  3. Bohren der Löcher für die DIP-Bauteile (also fast alle)
    • Lochdurchmesser Widerstände, Kondensatoren, Quarz: 0,8mm
    • Lochdurchmesser IC Sockel, IC's, Stiftleisten: 1,0mm
  4. Bestücken: hier bietet es sich an erstmal alles rund um den FT232R zu bestücken um einen ersten Test am PC durchführen zu können und somit eventuelle Fehler bei diesem einzigen SMD Bauteil gleich beheben lassen. Grundsätzlich gilt natürlich sich von niedrigen zu den hohen Bauteile vorzuarbeiten.
    • auf Widerstandswerte achten!
    • Polung von Kondensatoren
    • Nase von Sockel und IC an die richtige Seite, so wie es im Layout-File zu sehen ist
  5. Spätestens jetzt sollte die fertige Schaltung nach einer kurzen Überprüfung Bekanntschaft mit dem PC machen. Netzteil braucht man erstmal nicht, da sich die beiden Conroller driekt über den USB versorgen. Zunächst wird wahrscheinlich nach Treibern gefragt. Wenn die Installation erfolgreich war, kann je nach belieben noch der USB-Baustein Konfiguriert werden. So lässen sich mit dem Tool MProg Seriennummer, Name und wenn nötig Zustand einiger Pin's ändern, muss aber alles nicht sein, zudem die Implementierung der FT2xx Unit noch nicht 100%ig funktioniert, und man deswegen den Namen des Controllers nur bei dem ersten Einstecken vor der Treiberinstallation sehen würde.
  6. Jetzt wäre es an der Zeit die Firmware in den ATtiny zu flashen. Wer seine AVR Controller lieber über den LPT programmiert, dem reicht der ISP-Dongle völlig aus, alternativ gibt es einen USB ISP zum selberbauen. Am einfachsten geht das wohl mit TwinAVR. Nicht vergessen die Fuse-Bits so, wie in dem ScreenShot im Firmware Archive zu sehen ist, zu setzen.
  7. Abschließend nur noch ein paar LED-Streifen oder sonst was für 12V und mit einem Verbrauch von max 500mA pro Kanal anschließen. Folgende habe ich selbst in Betrieb und lassen sich bei reichelt.de gleich mitbetsellen
Bestellnummer Beschreibung Preis
LED 13,5RGB 3W Flexible Leiterbahnen mit SMD-RGB-(Rot-Grün-Blau)-LEDs, 9 LEDs 25,50 €
LED 8,4FLEX BL Flexible Leiterbahn mit ultrahellen SMD-LEDs und wärmebeständigem, 3M Doppelklebeband auf der Rückseite 6,75 €
LED 8,4FLEX GN Flexible Leiterbahn mit ultrahellen SMD-LEDs und wärmebeständigem, 3M Doppelklebeband auf der Rückseite 6,75 €
LED 8,4FLEX RT Flexible Leiterbahn mit ultrahellen SMD-LEDs und wärmebeständigem, 3M Doppelklebeband auf der Rückseite 3,60 €
LED 8,4FLEX GE Flexible Leiterbahn mit ultrahellen SMD-LEDs und wärmebeständigem, 3M Doppelklebeband auf der Rückseite 3,60 €
LED 8,4FLEX W26 Flexible Leiterbahn mit ultrahellen SMD-LEDs und wärmebeständigem, 3M Doppelklebeband auf der Rückseite 6,75 €