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RGB Lichtorgel
26.11.2013, 22:19
Beitrag #1
RGB Lichtorgel
Hallo Leute!

Cooles Forum, hat ein paar spannende Projekte drunter!

Kurz zu mir: ich heisse Stefan, komme aus Luzern, arbeite in der Informatik und verfüge über Elektronik-Grundkenntnisse.

In meinem aktuellen Projekt befasse ich mich mit dem Bau einer RGB Lichtorgel. Verschiedene Sequenzen verändern dynamisch zum Sound Farbe & Helligkeit der LED-Units eines 2m langen intelligenten LED Strips. Als Hardware habe ich mir zu diesem Zweck einen Due angeschafft, diesen LED-Strip (-> Datasheet), sowie das nötige Kleinmaterial. Es wartet alles nur noch darauf von mir zusammengebaut zu werden. Bevor ich jetzt aber irgendwas zerstöre, habe ich noch ein paar elementare Fragen, bei denen ich froh um jegliche Tipps bin:
  1. Als Angabe für den LED-Strip habe ich lediglich die 5V Spannung sowie einen Strom von 3,6mA pro Meter, also in meinem Fall mit 2m à 60 RGB LED's = 7,2A. Muss ich bei der Anschaffung des Treibers auf Konstantstrom achten oder ist das sekundär wenn die Leistung (36W) passt? Welcher Trafo wäre für meinen Zweck beispielsweise geeignet?
  2. Wäre es mit dem passenden Netzteil auch möglich diesen Strip direkt vom Arduino aus zu speisen? Welches Netzteil würdet ihr empfehlen?
  3. Reicht es für die Übertragung des Audio-Inputs aus, wenn ich z.B. via Klinkenstecker ein Signal abgreife und das andere Ende des Kabels mit dem Due verbinde oder muss ich das Signal vorab noch "transformieren/digitalisieren"?
  4. Gibt es als Variante einen passenden Sound-Sensor, welcher Umgebungsgeräusche aufnimmt?
  5. Von diversen Seiten habe ich inzwischen erfahren, dass die Lebensdauer dieser LED-Strips aufgrund des hohen I/O nicht gerade umwerfend ist. Das wäre für mein Projekt sehr negativ. Könnt ihr das bestätigen und woran liegt das?
  6. Worauf muss ich achten, dass sich die Lebensdauer möglichst erhöht (z.B. Strom reduzieren? LED im Sekundentakt on/off anstatt dauerbrenner? )?
  7. Ist es mögich den "Bus" des Arduino so zu erweitern, dass ich in der Lage bin z.B. 100 RGB LED's einzeln anzusteuern und somit den I/O aufs minimum zu reduzieren?


Wie bereits erwähnt bin ich froh um jegliche Hinweise, damit ich euch möglichst bald mit einem Video meines Fun-Projekts belohnen kann! Big Grin

Ich freue mich schon jetzt auf eure Inputs und erkläre gerne weitere Details falls es Fragen gibt.

Aloha
Stefan
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27.11.2013, 16:11
Beitrag #2
RE: RGB Lichtorgel
Hallo Doc Stefan,

sei begrüßt.Smile Bei den Daten bekomme ich etwas Bauchschmerzen, denn aus dem Datenblatt gehen keinerlei Stromangaben hervor, deine 3,6A/m erscheinen mir sehr hoch, denn das wären 0,6W je Element, was den Streifen stark erhitzen würde, so stark, dass sich die Klebung schnell lösen würde und die Lebensdauer der LEDs dramatisch abfallen würde. Auch bei der Kaskadierung von 60 einzelnen Chips bei Versorgung über flexible Leiterbahnen dieser Länge und Strombelastung schwant mir nichts Gutes. Mit einem Stromregler kannst du bei diesem System natürlich auch nicht arbeiten, das gäbe Chaos. Das Datenblatt ist m.E. unvollständig....

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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28.11.2013, 09:13
Beitrag #3
RE: RGB Lichtorgel
Danke für die Antwort, Stefan. Also auf der Verpackung des LED Streifens (4m) stand eine MAXIMAL-Angabe (maximum power) von 72W für die 4m. Das scheint mir auch logisch wenn ich Pro LED-unit 20mA x3 rechne (kann ich das überhaupt so kalkulieren oder muss ich jede "Farbe" separat betrachten?). Allerdings ist es unwahrscheinlich dass ich jemals die volle Leistung benötige, trotzdem muss ich die max. Leistung bringen können, wenn ich eine stabile Situation haben will. Also wovon muss ich nun konkret ausgehen bei der Anschaffung der Stromversorgung? Die Leistung müssen die LED's ja dynamisch bis zum maximum abrufen können. Aber beim Strom scheint es mir unlogisch, dass hier eine Dynamik vorhanden sein soll, resp. ich verstehe nicht wie der Strip das selbst regeln soll... Mache ich hier einen Überlegungsfehler?
Wie sieht es aus mit der Speisung direkt über den Due? Im Prinzip kann ichs ja mal so rum versuchen, sollte ja nicht viel kaputt gehen, oder? Welches Power-Supply müsste ich da nehmen? Könnte so eines passen? (-> Link zu Conrad).

Wie sieht es aus mit Frage Nr. 3, kann ich das so machen?

Aloha
Stefan
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28.11.2013, 12:26
Beitrag #4
RE: RGB Lichtorgel
Hallo Namenskollege,

wenn du die Ansteuerung nie statisch betreiben willst, also auch mal zeitweise "full-power" betreiben, sondern einzelne Farben schalten oder faden willst, dann wirst du wohl mit 3A auskommen. Nehmen würde ich dann ein 12V/5A Netzteil, bei ebay unter 10€ zu haben und sehr praktisch, weil in sich geschlossen, du hast mit Netzspannung nichts zu tun. Mit den 12V betreibst du den Ardi und parallel dazu einen Downstepper, der die 5V für die Strips bereitstellt. Diese Dinger kosten 1,50 oder 13€ im Zehnerpack (auch ebay).

Für die Ansteuerung empfiehlt sich ein Spitzenwertgleichrichter, also eine kleine OP-Schaltung, die auf das ganze Spektrum oder auch auf unterschiedliche, vorher gefilterte Spektralbereiche reagiert. Machbar ist da sehr viel. Im einfachsten Fall kannst du erst einmal ein NF-Linesignal auf einen Analogport legen, schon da wird sich etwas tun, und der digitalen Auswertung sind auch keine Grenzen gesetzt.

Gruß, Stefan . . . . . . //Wo mein Kölbchen dampft, da bin ich unverkrampft.
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23.12.2013, 23:32
Beitrag #5
RE: RGB Lichtorgel
Hallo zusammen!

Erst mal zur Energieversorgung:

Ich empfehle es ein Spannungskonstantes Netzteil mit ausreichender Leistung für die Maximalbelastung zu benutzen (Vorsichtsmaßnahme für Soft-/Hardwarefehler).
Ein gutes altes Netzteil aus einem PC würde sich hier sicher gut machen (das gibt genug Leistung und auch die benötigten Spannungen ab, [3.3V], 5V, 12V).
So was gibt's sicher bei der nächsten Abgabestelle für Elektroschrott zu einem angemessenen Preis (bei mir nennt sich das Keller oder Bauhof).


Jetzt zu meinem eigenen Anliegen:

Ich habe vor kurzem einen Arduino NANO 3.0 gekauft um ein paar kleine Versuche zu machen.
Nachdem ich mit meiner Versuchsreihe fertig bin und der Arduino auf wundersame Weise noch ganz ist, möchte ich eine Lichtorgel bauen.
Ich weiß jedoch nicht ob das mit diesem Modell überhaupt möglich ist Frequenzbereiche zu erkennen, ich gehe aber momentan einfach mal davon aus, dass es geht.

Meine Lichtorgel soll auf mindestens 3 Kanälen basieren. Tief-, Mittel- und Hochton.
Je nach genauem Frequenzbereich soll das Licht auch gedimmt werden.
(jeweilige Mindestfrequenz des Bereiches [Hoch/Mittel/Tief] leuchtet schwach, jeweilige Maximalfrequenz leuchtet stark)
Die genauen Frequenzbereiche muss ich noch durch Versuche herausfinden, um zu einem optimalen Ergebnis zu kommen.

Jetzt zu meinem Anliegen, kann mir jemand mit dem Programmiern helfen? Ich hab davon keine Ahnung!
Meine bisherigen Versuche basierten auf PWM und die konnte ich selber aus bereits vorhandenen Programmen zusammenstückeln und logisch erweitern.
Wie man Frequenzen einliest weiß ich nicht und ich habe auch nichts passendes im Internet gefunden. Eine grundliegende Programmierung zur Frequenzeinlesung würde für mich schon ausreichen!

Danke im Voraus!
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24.12.2013, 09:59
Beitrag #6
RE: RGB Lichtorgel
Hi Frank

Danke für die Antwort auf meine Fragen.

Leider bin ich selbst noch nicht soweit, dass ich die Frequenzen dynamisch auslesen und umwandeln kann. D.h. ich wäre für diesen Teil auch an Infos interessiert! Wink

Z.Z. habe ich selbst ziemlich viel um die Ohren und komme nicht dazu mein Projekt fortzuführen. Sobald ich jedoch weiterkomme, werde ich die Ergebnisse wieder hier posten. Kann aber noch ein weilchen dauern...

Bis dahin schon mal frohe Festtage an alle!

Aloha
Stefan
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27.12.2013, 02:44
Beitrag #7
RE: RGB Lichtorgel
Ich hoffe, ihr habt/hattet auch schöne Festtage mit ausreichend viel Essen, dass sich die Diät endlich mal so richtig rentiert. xD

Danke für die rasche Antwort!

Ich habe in der Zwischenzeit einen guten alten Freund um Hilfe beim Programmieren gefragt. Er hat mittlerweile schon ein paar Stunden mit theoretisch korrekten Programmen experimentiert und hatte bislang mit seinem Arduino Mega nur geringe Erfolge.

Ich gehe jetzt mal davon aus, dass wir es gemeinsam irgendwann schaffen werden.

mfG Frank!
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02.02.2014, 10:49
Beitrag #8
RE: RGB Lichtorgel
schade, daß es hier nicht mehr weiter geht, hätte mich jetzt auch interessiert. So wie ich bisher erlesen habe, geht das dann in Richtung FFT zur Frequenzspektrumanalyse. Aber da bin ich noch nicht so richtig durchgestiegen
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