MonsterPixel

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Ansprechpartner

Beschreibung

Dies ist die Projektseite zu meinem Modularen "MonsterPixel". Es handelt sich hierbei um eine selbst entwickeltes 5cm x 5cm großes LED Modul welches in erster Linie für Testzwecke mit dem NOGS Stamp CN1 Clever Node Controller erstellt wurde. Es kann aber, entsprechende Kenntnisse vorausgesetzt auch mit jedem anderen Controller angesteuert werden!

Die aktuelle Version ist noch auf Lochraster-Platine aufgebaut, soll in ferner Zukunft aber als Richtige Platine gefertigt sein. Pläne folgen!

Dieses LED Modul ist so aufgebaut, dass es ohne großen Aufwand einfach um ein weiteres MonsterPixel erweitert werden kann

YouTube Video: MonsterPixel

Hardware

NOGS Stamp CN1 Clever Node Controller (Atmel ARM Cortex-M4 und WIZnet W5500 Ethernet-Controller) Erhältlich bei Watterott
25x WS2812 8mm LED (WS2811 Controller) Erhältlich bei: Watterott ACHTUNG! nur in 10er Päckchen erhältlich! Ihr dürft also fünf LED's Kaputt machen oder anderweitig einsetzen ;-)
3D-gedrucktes LED-Matrix Gehäuse Erhältlich im Thingiverse
Lochstreifenplatine
Draht oder abgeschnittene Drahtbeine von Bauteilen tun es auch

Software

NOGS IDE (erhältlich auf: github)

Datenblätter

WS2812 LED (WS2811 Chip): Datenblatt PDF

NOGS Stamp CN1 "Clever Node"

NOGS - Stamp CN1 (ARM Cortex-M4 + W5500):

Links: NOGS Website || NOGS auf github

Maße (TxB)	56 x 38 mm, Pins Breadboard Kompatibel
Prozessor	Atmel ARM Cortex M4, ATSAM4SA16BA
Taktung	120 MHz
RAM	160 KB
Flash	1024 KB
Speicher	microSD, FFS (Far File System, FlashFS (read only). Alle mit VFAT32
Verschlüsselung	Atmel, 256 bit Random Number Generator, 72 bit Serial Number, 512 bit OTP Memory, SHA-256 Hash Algorithm, ATSHA204A
Versorgungsspannung	5V DC
Stromaufnahme	150 mA (0,75 W)
Digital GPIO Pins	26
Analog Input	10 (10 bit)
PWM	3
TWI/I²C	1
SPI	1
UART	3 (1x USART, 2x UART)
RTOS	Nogs Clever Node
Ethernet	10 M / 100 M, WIZnet W5500

Anleitung

So wird der MonsterPixel gebaut:

Matrix drucken

Ladet euch aus dem Thingiverse die .stl-Datei herunter und druckt sie mit euren Liebsten Einstellungen aus. Damit Ihr etwas Zeit spart, solltet Ihr als erstes mit dem druck des Gehäuses beginnen. Auf meinem Ultimaker² hat der Druck ca. 1h gedauert.

Planung

Während das Gehäuse gemütlich vor sich hin druckt, solltet Ihr euch überlegen wie die LED's angeschlossen werden. Um den Einsatz von kleinen Kabeln zu vermeiden, sind in meinem fall die Datenleitungen "DIN" und "DOUT" der LED's in Schlangenlinien miteinander verbunden. Immer einen "DOUT"-pin mit dem "DIN"-pin der nächsten LED. Das ergibt eine durchgängige Datenverbindung zwischen allen LED und Ihr solltet am ende an einer seite einen "DIN-pin" und an der diagonal gegenüberliegenden seite einen "DOUT-pin". Hier kann wenn mehrere MonsterPixel verwendet werden, das nächste Modul angeschlossen werden.

Bestücken der Matrix

Wenn das Gehäuse nun fertig und abgekühlt ist, könnt Ihr mit einer LED testen, ob die gedruckten Löcher auch groß genug sind. In meine fall waren die löcher ein wenig zu klein und ich musste mit einem 8mm HSS-Bohrer (einfacher Stahlbohrer) die Löcher auf den richtigen durchmesser bringen. Steckt hierfür einfach die einzelnen LED's von hinten durch runden Aussparungen und drückt sie vorsichtig bis zum Kragen der LED hinein. Wichtig ist hierbei auf die Ausrichtung der LED's zu achten. Bei LED's dieses durchmessers ist normalerweise eine "flache" Seite am Kragen der LED zu erkennen. Dieser Kragen muss bei allen LED's in dieselbe Richtung zeigen.

Verlöten der Datenleitung

Wenn Ihr alles richtig gemacht habt, sollte der Pixel so aussehen: BILD Wenn alle LED's in der richtigen position sind, könnt Ihr anfangen je einen DIN-pin mit einem DOUT-pin zu verbinden. Biegt enfach immer ein DOUT Beinchen einer LED so um, dass das DIN Beinchen der nächsten LED berührt wird. Wenn alle Beinchen miteinander verbunden sind, müsst Ihr die verbindungspunkte festlöten. Nach dem festlöten könnt ich überstehende drähte der Datenbeine abschneiden. Die mittleren Beine bitte NICHT abschneiden die werden für die Stromversogung benötigt!

Stromversorgung

Sind alle Datenbeinchen miteinander verlötet und ist geprüft ob sich die Beine einer LED NICHT miteinander verbunden sind, kann die Stromversorgung gefertigt werden. Nehmt euch eine Lochstreofen-Platine und setzt das Modul so auf, dass alle GND Beinchen und alle VCC Beinchen jeweils auf der selben Leiterbahn liegen. Ihr solltet jetzt jeweils 5 LED's miteinander Parallel geschaltet haben. Nun braucht Ihr ein wenig draht um die 5er stränge jeweils nochmal miteinander zu verbinden. Um VCC von GND zu trennen habe ich jeweils an der oberen und unteren Seite die Leiterbahnen auf der oberseite mit einem draht verbunden. Achtet darauf, dass VCC und GND in keinem fall miteinander verbunden sind - Kurzschluss!

Fertigstellung

Sind die LED richtig verbunden, solltet Ihr beim anschliessen der Stromversogung (5V DC) schon erkennen können ob alle LED's funktionieren. Ist dies nicht der fall, kontrolliert ob die fragliche LED richtig herum angeschlossen wurde. Sollte keine LED funktionieren überprüft die Polung der Stromversorgung. Leuchtet dann immer noch keine LED muss kontrolliert werden ob sich LED Beine berühren

FOTOS FOLGEN!

Zugriff

Über Ethernet mit der NOGS IDE (Lua Live Coding)

Funktionen

Es kann jede LED einzeln angesteuert werden
24Bit Farbtiefe
Sehr hell
Einsatz als Mini-Display möglich
Kombinierbar mit mehreren modulen