Autor Markus Hoffmann (mar3kus)
Bei diesem Projekt geht es um eine modular zusammenstellbare LED Wall, also eine Art leuchtende Wand. Schön ist dabei, dass ich jeden Modul dieser 'Wand' einzeln ansprechen lässt uns somit eine eigene Farbe bekommen kann. Bedingt druch das Busprotokoll lassen sich bis zu 254 Module ansteuern und an einem Bus verwalten. Jedes Modul oder eben jeder Pixel ist mit einer RGB-LED ausgestattet die mittels PWM von einem ATtiny2313 gedimmt wird. Fertigen Varianten gibt es z.B. von Martin, die LC oder LC Plus Serien http://www.martin.com/productgroup/productgroup.asp?psg=leddisplaysystems&selgroup=93
Pixel
Diese Version der LED Wall besteht aus Pixeln die ihre ganze "intelligenz" selber mitbringen. Jeder Pixel hat einen eigenen ATtiny2313 der die Kommunikation über einen MAX415-Bustreiber managed und die PWM-Signale für die RGB LED generiert.
Technische Daten:
- Spannung: 5V
- Stromverbaucht: Standby 24mA, alle Farben volle Helligkeit 61mA
Bauteilliste:
Bestellnummer und Preise
| Reichelt Bestnr. | Bezeichung | Part |
Value |
Preis |
|---|---|---|---|---|
| SMD ELKO 100/6,3 |
SMD-Chip Elko, 100µF/6,3Volt |
C1 |
100u |
0,19 € |
| X7R-G1206 100N |
SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 100N, 10% |
C2 |
100n |
0,06 € |
| NPO-G1206 22P |
SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 22P, 5% |
C3 |
22p |
0,06 € |
| NPO-G1206 22P |
SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 22P, 5% |
C4 |
22p |
0,06 € |
| ULN 2003 AD SMD |
ULN 2003 AD SMD |
IC1 |
ULN2003AD |
0,28 € |
| SN 75176BD |
IC-Schaltung, SO-8 |
IC3 |
MAX481CSA |
0,26 € |
| ATTINY 2313 SO |
Atmel AVR-RISC-Controller |
IC5 |
ATTINY2313SOIC20 |
1,05 € |
| SL 2X40G 2,54 |
2x40pol.-Stiftleiste, gerade, RM 2,54 |
JP1 |
AVR-ISP-6 |
0,03 € |
| WSL 10G |
Wannenstecker, 10-polig, gerade |
JP2 |
JP5Q |
0,08 € |
| LATB G66B |
OSRAM 6-lead MultiLED, amber, true green, blau |
LED1 |
LATB G66B |
0,49 € |
| 14,7456-HC49-SMD |
SMD-Quarz, Grundton, 14,745600 MHz |
Q2 |
14,7456 MHz |
0,26 € |
| SMD 1/4W 43 |
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 43 Ohm |
R1 |
42,9 Ohm |
0,10 € |
| SMD 1/4W 51 |
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 51 Ohm |
R2 |
50,0 Ohm |
0,10 € |
| SMD 1/4W 47 |
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 47 Ohm |
R3 |
46,7 Ohm |
0,10 € |
| SMD 1/4W 10K |
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 10 K-Ohm |
R4 |
10k Ohm |
0,10 € |
| Preis pro Pixel |
3,22 € |
Kommunikation
Jeder Pixel hat einen MAX415-Bustreiber, welcher für eine Bidirektionale Kommunikation genutzt wird. Im Normalfall stehen alle Pixel auf empfang, nur wenn vom "Master" Daten angefordert werden, schlatet der entsprechende Pixel auf Senden um.
Auf dem Bus werden serielle Singale mit einer Geschwindugkeit von 115200Baud/s übertragen. Das Protokoll ist folgendermaßen aufgebaut:
Busprotokoll
Prinzipieller Aufbau eines Frames (x steht für einen variabelen Wert)
| Busprotokoll | higher byte | lower byte |
|---|---|---|
| START | 1111 | 1111 |
| ADDRESS | xxxx | xxxx |
| COMMAND | xxxx | 0000 |
| DATA1 | 0000 | xxxx |
| DATA2 | 0000 | xxxx |
| DATA3 | 0000 | xxxx |
| ... |
Mögliche Werte für das ADDRESS-Byte
| ADDRESS-Byte | binär | dezimal | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| 1 | 0000 0001 | 1 | Modul 1 |
| 2 | 0000 0010 | 2 | Modul 2 |
| ... | ... | ... | Modul ... |
| commonaddr | ? | ? | alle Module reagieren |
Mögliche Werte für das COMMAND-Byte
| COMMAND-Byte | binär | dezimal | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| rgbvalue | 1111 0000 | 240 | einzeln und mit commonaddr nutzbar |
| rvalue | 0011 0000 | 48 | einzeln und mit commonaddr nutzbar |
| gvalue | 0101 0000 | 80 | einzeln und mit commonaddr nutzbar |
| bvalue | 1001 0000 | 144 | einzeln und mit commonaddr nutzbar |
| brightness | 0001 0000 | 16 | nur mit commonaddr nutzbar |
| info | 1110 0000 | 224 | nur einzeln nutzbar |
| status | 0110 0000 | 96 | nur einzeln nutzbar |
| newaddr | 1000 0000 | 128 | nur mit commonaddr nutzbar Vorsicht: alle am Bus hängenden Module bekommen dann diese Adresse! |
| start | 1111 1111 | 255 | einzeln und mit commonaddr nutzbar |
Beispielhafter Frame für die Übertragung eines RGB-Farbwertes an den Pixel mit der 1 als Adresse
| binär |
dezimal |
Bemerkung | |
|---|---|---|---|
| START |
1111 1111 |
255 |
Start-Byte |
| ADDRESS |
0000 0001 |
1 |
Modul 1 fühlt sich angesprochen |
| COMMAND |
1111 0000 |
240 |
Modul wartet auf RGB-Wert |
| DATA1 |
0000 1111 |
15 |
LOWER-Byte des Rot-Wertes |
| DATA2 |
0000 1111 |
15 |
HIGHER-Byte des Rot-Wertes |
| DATA3 |
0000 1111 |
15 |
LOWER-Byte des Grün-Wertes |
| DATA4 |
0000 1111 |
15 |
HIGHER-Byte des Grün-Wertes |
| DATA5 |
0000 1111 |
15 |
LOWER-Byte des Blau-Wertes |
| DATA6 |
0000 1111 |
15 |
HIGHER-Byte des Blau-Wertes |
Interfaces
Nachdem die zusammengebauten und mit Strom versorgten Pixel ohne Daten wenig tun, gibt es die folgenden Möglichkeiten den kleinen Leben einzuhauchen.
PC-Interface
Dieses Interface dient zur einfachen Ansteuerung der LED Wall. Es stellt lediglich die Kommunikation zwischen PC und Wall her. Ein Stand-Alone Betrieb ist somit nicht möglich.
Partlist
Testprogramm
Funktionen:
- einfacher LED-Wall Test
- Adressvergabe an Pixel
- Pixel Einzeltest
- Auslesen von Pixel-Statusinformaionen
Beschreibung Software Download
Anbindung an DMXControl
Der Datenaustausch zwischen User und Interface findet über ein PlugIn für DMXControl statt. Das PlugIn fungiert als Ausgabeplugin und muss in den DMXControl-Programmordner kopiert werden.
Nutzung der DMX-Kanäle
| DMX Kanal |
Funktion |
Bemerkung |
|---|---|---|
| 1 |
Allgemeine Helligkeit für alle Pixel |
dieser Wert wird invertiert übertragen |
| 2 |
Rot-Wert für alle Pixel |
|
| 3 |
Grün-Wert für alle pixel |
|
| 4 |
Blau-Wert für alle Pixel |
|
| 5 |
Rot-Wert 1.Modul |
|
| 6 |
Grün-Wert 1.Modul |
|
| 7 |
Blau-Wert 1.Modul |
|
| 8 |
Rot-Wert 2.Modul |
|
| 9 |
... |
Der 1. Kanal wird immer durch die Einstellung im Konfig-Dialog des PlugIns bestimmt. Das Ausgabeplugin nutzt dann eingeschlossen diesen ersten Kanals die folgenden 4 + (3 * Anzahl der Pixel)
- Download: LED Wall Ausgabeplugin v1.4 15.08.2009 (Datei leider nicht verfügbar)
Anmerkung: Nach dem Klick auf Gewähltes PlugIn konfiguerieren können durchaus 5 bis 30 Sekunden vergehen. bis der Dialog tatsächlich auftaucht. Grund: Das PlugIn sucht nach allen verfügbaren COM-Port und bietet anschließend in der Konfiguraion nur noch tatsächlich existierende an.
Anbindung an ArtNet
Beschreibung Software Download
Stand-alone Interface
Funktionen:
- Einlesen einer Fernbedienung
- USB-Schmittstelle für PC-Kommunikation
- 4 direkt dimmbare Ausgänge
- Schalten der Stromversorgung der LED-Wall (Interface kann LED-Wall ausschalten, wenn keine Pixel mehr an sind)
Partlist Software