TheWAVE

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Das Fertige theWAVE im RainbowCircle Betrieb

Ansprechpartner

Horstwursti

Beschreibung

Das blaue Band: Maker of Merit 2016 Berlin

Projektseite zum "theWAVE" WS2812B-LED-Display. "theWAVE" ist ein 2qm großes LED-Board mit über 986 RGB LEDs. Das besondere: "theWAVE" ist NICHT rechteckig! Es ist auf unser Kneipenfenster zugeschnitten und soll als Außendisplay und als Hintergrund für Veranstaltungen dienen.

Dieses Projekt wurde auf der MakerFaire Berlin 2016 mit dem blauen Band "Maker of Merit 2016" ausgezeichnet!

Hardware

  • Schaltnetzteil 5V 90A (450W) <- nicht unbedingt notwendig, berechnete maximale Stromaufnahme bei allen LEDs auf 100% weiß: ca. 60A
  • 4mm² Litze (Stromversorgung/Stromverteilung) 5m
  • 6mm² Litze (Stromversorgung vom Netzteil) 5m
  • 0,6mm² Schaltdraht (Datenleitung) 3m
  • ca. 35m WS2812B RGB-LED Stripe
  • Arduino Uno V3
  • 98x196x18mm MDF in 1m x 1m großen platten
  • Streifenrasterplatine

Software

Zur Anteuerung des Displays können verschiedene Libraries verwendet werden!

Derzeit verwendete Library auf dem Arduino: Adafruit NeoPixel Library

Alternativen:

Fast LED Library

OctoWS2811 Library

Konstruktion

Das Fenster von innen

Folgend könnt Ihr die zwischenzeitlichen Baustufen sehen. Bauzeit gesamt: ca. 60h

Maß nehmen

Maße des Kneipenfesters:

98cm H (Mittelpunkt) x 196cm B (unten)

Maße der einzelnen Scheiben im mittleren Bereich: 145mm x 240mm

Breite der Unterbrechung (Bleirahmen): 1cm

LED's berechnen

Das Fenster von außen

Abstand der LED's zueinander auf dem Streifen im mittepunkt: 33mm (30 LED's / meter)

Bahnen pro Scheibe senkrecht: 4

Daraus resultieren 4x8 LED's pro Fensterchen.

Anzahl einzelner Scheiben: 36 - 1/3 (da die obere der drei Reihen absteigende Maße hat!)

24 Scheiben x 32 LED's pro Scheibe = 864 LED's + oberer Bogen (fragt mich bitte nicht wie ich das berechnet habe, am ende kamen 986 LED's raus)

Gesamtzahl benötigter LED's : 986


zuschneiden, zeichnen und kleben

Übersicht während dem Bau

Nachdem Ihr die LED's bestellt habt und die bei euch liegen könnt Ihr euch an das Zeichnen der Mittellinien und Unterbrechungen machen.

das MDF Brett haben wir aufgrund der Handlichkeit in zwei ca 1x1m große teile gesägt!

Jetzt könnt ihr anfangen den Startpunk vom Mittelpunkt (rechte oder linke Seite) des Bretts zu anzuzeichnen. Da der Mittelpunkt der Scheibe durch eine Bleitrennung definiert ist, könnt Ihr ab der Mitte mit 0,5cm Abstand beginnend zu rechnen.

Wenn Ihr alle Linien gezeichnet habt, könnt Ihr mit dem auftragen des Doppelseitigen Klebebands beginnen. Die Streifen haben zwar eine selbstklebende Oberfläche, da aber aufgrund von vorhergehenden Baufehlern und schlechter Qualität des Klebestreifens neu geklebt werden musste, habe wir uns dazu entschieden JEDEN streifen mit dem DS-Band zu kleben, auch wenn der Werkskleber durchaus brauchbar scheint.

Wichtig ist hierbei eine Verklebung der Datenleitung in GEGENSÄTZLICHER Richtung, da jeder Streifen am jeweils anderen ende mit dem nächsten verbunden werden soll. Somit ergibt sich eine Anschaltung der Datenleitung im Zickzack!

Löcher und Strom und Daten

So wird geklebt

Nachdem alle Streifen kleben und richtig ausgerichtet sind könnt Ihr knapp über den Anschlusstücken der Streifen, Löcher bohren um die Kabel nach hinten durchzuführen. Die Stecker der Streifen lassen sich demontieren (mit einer kleinen Nadel), Kabel durch die Löcher führen und den Stecker wieder befestigen. Das ist ein bisschen Fummelarbeit, dafür müssen die Löcher nicht so groß sein, dass der ganze Stecker hindurch passt.

Die Unterbrechung zwischen den Fensterchen müsst Ihr mit kleinen Drahtbrücken ausstatten, damit Strom und Daten an die unteren Streifen weitergereicht werden können. Am unteren Ende verbindet einfach den Datenausgang mit dem Dateneingang des nächsten Streifens. wichtig ist, dass Ihr im Zickzack geklebt habt! Die Laufrichtung der Daten sind auf den Streifen meistens anhand von kleinen Dreiecken die als Pfeil gesehen werden müssen, markiert.

Nachdem Ihr alle Kabel durch die Löcher geführt habt solltet Ihr die Streifen mit den Steckern untereinander verbinden können. Jeder Streifen hat hierbei fünf Kabel! Zwei davon mit losem ende (rot und weiß). Im Stecker solltet Ihr drei Kabel in den Farben rot, grün und weiß haben. Es wir lediglich die Datenleitung (grün) benötigt. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, schneidet bitte die Stromleitungen aus dem Stecker an beiden enden heraus. In meinem Fall das weiße (Masse, GND) und rote (Potential, "+") Kabel. Das grüne Kabel ist die Datenleitung und darf in keinem Fall abgeschnitten werden! Die losen Kabelenden in keinem Fall abschneiden, da der Steifen sonst nicht mehr mit Strom versorgt werden kann und Ihr dann eine neue Stromversorgung für diesen Streifen anlöten müsst!

Auf der Rückseite des Panels solltet Ihr nur von allen Streifen drei Adern haben: rot, grün und weiß.

Die grünen Adern müssen jeweils mit dem nächsten Streifen verbunden werden!

Stromversorgung

Übersicht der Rückseitigen Verkabelung

Für die Stromversorgung benötigt Ihr nun jeweils eine Schraubklemme mit fünf bzw. sechs Kontakten und ein kleines Stück Streifenrasterplatine. Notfalls tun es auch Lüsterklemmen oder Wagos. Nehmt was euch gefällt!

Verbindet je eine klemme mit 5 Kontakten so miteinander, das alle Kontakte auf der Streifenrasterplatine miteinander verbunden sind. Wichtig ist hierbei, dass Ihr NICHT mit dem Lötzinn spart! Es müssen an dieser stelle Ströme in der größe 10A fließen!

Wenn Ihr nun 24x (je 12 mal "+" und 12 mal "-") solche klemme gefertigt habt, könnt Ihr sie so unterhalb der Kabel montieren, dass jede Ader von jeweils plus und minus pro Vierergruppe in eine Klemme passen! Am besten verbindet Ihr zuerst die Adern der Streifen mit den Klemmen und schraubt dann erst die Klemme am Panel fest!

Der Verteilerblock aus Fichtenlatte sägerau

Die Stromversorgung der einzelnen Klemmen erfolgt über das 4mm^2 Kabel. Bzw. das Anschlusskabel ist aus Sicherheitsgründen als 6mm^2 ausgelegt. Hierfür müsst Ihr euch aufgrund der hohen Ströme (max. 60A bei 5V) einen Verteilerblock bauen! Dieser Verteilerblock besteht aus einem kleinen Holzklotz im Format einer Zigarettenschachtel, welcher mit zwei rückseitig versenkten M6 Gewindeschrauben auf das Panel geschraubt wurde. Die Kabel wurden dann in 16mm^2 Quetschösen eingelötet und mit dem Verteilerblock verschraubt. Vielen dank an dieser Stelle an Jan für die Idee und dicken Kabel!!!

Anleitung

Das Display lässt sich über zwei Datenkanäle mit jeweils 493 LED's ansprechen. Die Datenkanäle sind in wechselnder Richtung (oben, unten) verbaut von der Mitte beginnend!

Die Streifen arbeiten mit gemeinsamer Masse über das Netzteil! Beachtet beim programmieren, dass Ihr das Netzteil vollständig abtrennt, da der Controller höchstwahrscheinlich während dem Programmiervorgang versucht alle LED's mit Strom zu versorgen, was er nicht schaffen kann!

zum Schutz der ersten LED verwendet bitte einen 330 Ohm Widerstand in der Datenleitung!

Nachdem Ihr euren Controller entsprechend programmiert habt, verbindet Ihr einfach die digitalen Outputs des Controllers mit einem 330 Ohm Widerstand an die LED Streifen. Wenn euer Controller 5V Betriebsspannung hat, verbindet Ihn einfach mit dem Netzteil, die gemeinsame Masse ist dann gegeben. Datenblatt des Controller beachten!

Wenn der Controller NICHT mit 5V Betriebsspannung arbeitet, ist es notwendig die Masseleitung des Netzteils mit der Masse des Controllers zusätzlich zur regulären Stromversorgung des Controller anzuklemmen! Gemeinsame Masse!

Wenn Ihr fragen habt oder Hilfe beim ansteuern benötigt, meldet euch bei Horstwursti

Funktionen/Anwendungen

Hier eine Übersicht der Projekte, die am "TheWAVE" betrieben werden können:

  • TheWAVE/VU - ein einfaches Stereo VU-meter zur anzeige von Audioquellen mit vier Betriebsmodi