Master/Slave-LED-Controller

Nachdem ich nun endlich mal zwischen den Feiertage ein wenig Zeit hatte, habe ich meine Master/Slave-Controller endlich mal bestücken und programmieren können. Sicherlich gibt es das alles irgendwie schon, aber wie es so ist, man will ja auch selber Spaß haben, und egal was es gibt auf der Welt, es passt halt nie so richtig. Angefangen hat das alles mit den LED-Pixeln die ich hier mal entdeckte. Damit hatte ich angefangen zu spielen und in meinen Player als Hardwaresteuerung eingebaut um die gute alte Lichtorgel wieder zu beleben. Vieleicht interessiert es jemand oder dient als Anregung oder irgendwer hat noch eine Idee was man damit machen könnte

Das war der erste Versuch und wie es dann so ist, Blut geleckt und überlegt, was bräuchte ich, oder besser was könnte ich brauchen. Herausgekommen ist dann das:
Als Foto

Als Schaltplan

Als Eagle-Datei
XMegaRGBFader.zip
Die Windowsoftware inklusive FTDI-Treiber (leider mußte ich diese dann doch wieder auslagern weil das nicht in 150 KB gepasst hat)
http://www.geitei.de/ledfader/pic/TreiberPlusDemo.zip

Die Platine enthält einen USB-Anschluß, einen RS485-Anschluß, den Prozessor XMega32A4 für die 6 PWM-Kanäle mit 8 bit logarithmisch Abstufung mit Mosfet-Transitoren im SO08 Gehäuse, die Stromversorgung, einen 8 MBit (oder größer oder kleiner) Flashspeicher für Ablaufprogramme und schlußendlich eine 8fachen DIP-Schalter. Ein als Master ausgewählter Controller kann per RS485 31 Controller steuern, er nimmt die Befehle dann per USB entgegen und fungiert somit zum einen als PWM-Controller und zum anderen als USB->RS485 Wandler.
In der Software sind ein paar feste Programme erstellt unter anderem auch der beliebte RGB-Fader. Man kann im Flashspeicher Ablaufprogramm ablegen (bei einem MByte Speicher und 10 ms Taktung ca 6000 Sekunden) und dann per Mastertaktung diese auf allen Controllern syncron steuern.
Ich hatte kleine Gehäuse vorgesehen und dann festgestellt das ich mich doch vertan habe und die Platine nochmal überarbeitet, sodas die neue Version genausso aufgebaut ist nur halt 9 PWM-Kanäle hat und dann in die Aluschienengehäuse von Fischer passt.
In dem Zuge werde ich auch noch die Platinen für die Steuerung von den LED-Pixeln mit fertigen lassen, damit diese aus dem Prototypenstatus rauskommt.
Ein kleine Software die im Augenblick zum Test der Module dient ist auch schon fertig, aber hier ist wohl noch ein Arbeit, den was die Software definitiv noch nicht kann, ist das erstellen von Animationen, da muß ich noch eine Weile drüber nachdenken.

Und damit das alles auch noch aus der Ferne steuerbar wird habe ich dem ganzen noch einen Umsetzer Netzwerk->RS485.verpasst. Aber das ist noch eine Baustelle. Als Schnittstellen stehen hier Netzwerk, RS485, RS232, USB, FS20, Bluetooth, IR zur Verfügung.

Als erste Anwendung werden die Controller bei uns im Wohnzimmer die Steuerung der Deckenbeleuchtung übernehmen.

Jo, das ist richtig, nur da ich (noch) nicht weiß, wie das mit der VID/PID ist, belasse ich das gern so, dann gibt es keine Schwierigkeiten mit den Treibern. Zumal ich auf der neuen Platine die neuen kleineren Kontroller von FTDI benutzen werde, zumal die noch billiger sind. Ansonsen sind die XMegas schon Klasse, keinen Quarz mehr, deutlich mehr Speed und ebend Schnittstellen ohne Ende.
Und ja da ist der ENC mit drauf, ist sicherlich auch weitverbreitet, gut erhältlich, leider etwas hoher Stromverbrauch. Wenn ich die Platine mal erneuer verwende ich vieleicht den Nachfolger.

Bei den Bildern, das habe ich nicht hinbekommen, weil ich wollte sie nicht als Anhang posten, aber das kann ich gerne ändern.
Zur Doku etc, ja das habe ich so vor, weil das ist ja auch der Sinn dessen und so auch geplant. Werde ich aber erst morgen erledigen, den im Augenblick steht uns denke ich der Sinn nach anderem.
In diesem Sinne schonemal einen guten Rutsch für alle.

Das Protokoll mit dem die Boards untereinander reden, möchte ich hier kurz mal beschreiben.
Das gesamte Datenpaket werden in ein Frame gepackt welcher mit dem Byte $C0 gekennzeichnet sind. Sollte im Paket wird dieses durch durch die beiden Bytes $DB$DC ersetzt und sollte ein $DB vorkommen wird es durch $DB$DD ersetzt. Das hört sich erstmal kompliziert an, aber herauskommt ein relativ störsichers Paket ich betreibe die Boards mit 100.000 Bits und es geht nix verloren. Zum Anfang war ich auch sehr skeptisch, aber mittlerweile benutze ich nur noch diese Protokoll (auch in der Firma).
Das Datenpaket besteht aus dieser Struktur

TRGBCMD=record
	CMD : Byte;
	Len   : Byte;
	Status: Byte;
	Adress: Byte;
	Data  : Array[0..59] of Byte;
  end;

CMD ist das Kommando welches auszuführen gilt

CMDSetLed   	:Byte = $F0;  //Setled
  CMDGetLed   	:Byte = $F1;  //GetLed
  CMDSetProgramm  :Byte = $F2;  //SetProgramm
  CMDGetProgramm  :Byte = $F3;  //GetProgramm
  CMDSetConfig	:Byte = $F4;  //SetConfig
  CMDGetConfig	:Byte = $F5;  //GetConfig
  CMDGetVersion   :Byte = $F6;  //GetVersion
  CMDSyncron  	:Byte = $F7;  //Syncron
  CMDSetLedAndOut :Byte = $F8;  //Setled
  CMDSearchSlave  :Byte = $F9;  //SearchSlaves
  CMDSetChannel   :Byte = $FA;  //Setled
  CMDGetChannel   :Byte = $FB;  //GetLed
  CMDSetSpeed 	:Byte = $FC;  //SetConfig
  CMDGetSpeed 	:Byte = $FD;  //GetConfig
  CMDSetProgData  :Byte = $E0;  //Save Program in Dataflash
  CMDGetProgData  :Byte = $E1;  //Read Program from Dataflash

Len ist die Größe des Data-Array, min 0 und maximal 60 Byte.
Status ist ein eventuelles Byte für Statusnachrichten
Adress ist die Adresse des Boards, also 0 für den USB-Client und 1..31 für die RS485-Clienten, dann wird der Befehl einfach über USB empfangen und an den entsprechenden Clienten übertragen.

Nachdem mich mit dem Testen der Musterplatinen durch bin, habe ich ein paar Änderungen vorgenommen. Man kann die Platine in der Slaveversion nun mit einem XMega64D4 bestücken, der kostet nur 2 € und hat dann eine Controller mit 9 16bit PWM-Kanälen, das denke ich ist nicht schlecht.

XMasterSlave9Channel.zip

Guten Morgen

Zitat

Pesi
Und danke für das reinstellen der Dateien und SW-Link (das ist denke ich
OK, ist ja Dein eigener Server, da ist die Wahrscheinlichkeit doch
höher, dass das drauf bleibt).

Da hast Du völlig recht, ich benutze den schon seit mehr als 10 Jahren und das soll auch nochmal so lange so bleiben.
Ich habe die Software aktualisiert, also einfach nochmal runterladen, da ist dann die aktuelle Version drin.

Zitat

Pesi
Die SW sieht auch echt toll aus, vom Design her und so, die Bedienung
kapiere ich nicht so ganz, aber ich kann's ja auch mangels HW nicht
wirklich nachvollziehen - sehr schön finde ich aber, dass man die nicht
installieren muss, sowas gefällt mir immer gut, wenn man was zum mal
ausprobieren einfach nur starten kann, ohne nachher wieder groß
deinstallieren zu müssen...

Alles anzeigen

Nun Software würde ich selber nicht unbedingt dazu sagen, eigentlich ist es nur ein Testmodul umd die Controller zu testen bei der Softwareentwicklung. Wenn alles funktionier, soll ja mit dem Treiber LEDs und/oder Matrixes gesteuert werden, vom PC aus, vom Handy, oder wovon auch immer, als Quelle Musik, Bild oder einfach nur Regler. Da ich die Platine nun geändert habe, werde ich in den nächsten Tagen neue herstellen lassen, wenn Du Interesse hat, kann ich Dir gern ein oder zwei Stück vermachen, 2 Augen sehen mehr. Die Optik ist nix dramatischens, das sind von http://www.alphaskins.com/, also null Arbeit. Ich mag auch nicht unbedingt Software die man installieren muß, ausser es muß sein um z.B. Dateien zu registrieren, aber das muß ja hier nicht sein.
Um die Software zu verstehen, mach ich mal ein par Sätze. Nach dem Starten findet man in der Auswahlbox alle angesteckten Geräte, hier werden auch mehrere USB-Controller unterstützt. Dann einfach GETCONFIG betätigen, dann weiß die Software wieviel Kanäle der Controller hat, ob es sich um RGB-Led's oder um LED-Matrixes, oder einen Mastercontroller handelt, wie die Programme heissen, und alles was sonst so wichtig ist. Bei den Programmen habe ich mich in Anregung ein wenig bei Dir bedient, mir gefällt das Gewitter recht gut, habe ich gerade dazu programmiert und das sieht schick aus, Danke für die Anregung.
Dann kann man eine Farbe mit den Regler ändern oder Programme starten, den Controller per Bootloader neu programmieren, den Speed ändern, oder bei einem Mastercontroller auch alle angeschlossenen Slavecontroller suchen, und dann mit denen das gleich veranstalten.
Zum Protokoll muß ich auch noch erwähnen, auch das ist nicht auf meinem Mist gewachsen, dieser Treiber wird beim verwendeten AVRco mitgeliefert. Unter anderem ist das auch der Grund warum ich den Source für die Controller nicht veröffentlich habe. Das ist ein recht teures Entwicklungspaket mit einem Pascal-Dialekt. Sollte jemand Interesse an dem Source haben, kann ich das gern veröffentlichen. Ich verwende das Protokoll in der Firma um angeschlossene Sensoren zu steuern, das sind manchmal 30 Stück, über etliche zig Meter verteilt, ohne Übertagungsprobleme zu haben.
Ich hab mir euer Protokoll schon angeschaut und um kombatibel zu sein, werde ich das sicherlich auch noch einbauen. Wichtig ist für mich bei der Hardware, das halt ein Controller mehrer ander steuern kann, deshalb ist das Adressbyte wichtig. Auch DMX, aber das habe ich heute schonmal eingebaut, leider im Augenblick ungetestet. Aus Ermanglung an Hardware. Im Prinzip kann man das so wie Ihr machen oder halt wie das AVR-Protokoll, darüber kann man sicherlich lange debattieren. Ist aber auch garnicht wichtig, Hauptsache es geht.

Zitat

Basti
Der µController hat sogar 14 16 Bit PWM Kanäle, aber du meinst bestimmt, dass du 9 Stück davon nutzt?!

Ja klar, so habe ich das gemeint. Ich möchte ja eine Platine für beides benutzen können, also als Master, dann muß USB und RS485 drauf sein, oder als Slave dort muß nur RS485 drauf sein, weil ich davon aber mehrere braucht, soll dann halt der Preis günstiger sein.

Zitat

Basti
Ist das mit den 3,3 Volt getriebenen Fets in der Praxis schon erprobt?
Haben die bei der Spannung schon einen annehmbaren Rds on?

Jo, ist so getestet, siehe Foto, man sieht nicht unbedingt viel, war gerade am abdimmen. Wobei, darüber hatte ich nie nachgedacht, uppps, puh, ging aber sofort.

Man kann sicherlich noch vieles damit machen, und wer das tun möchte nur zu, ich wollte erstmal nur meine Vorstellungen verwirklichen, sofern sich noch Wünsche auftun die da mit rein passen, berücksichtige ich diese natürlich gern. Die Rechenleistung ist ja nicht unbedingt gering bei den CPU's.
Was ich mir eigentlich noch wünsche wäre, daß man sowohl Module mit gemeinsamer Anode und/ gemeinsamer Katode benutzen kann. Ich habe Twin-LED-Stripes Platine 12V von http://shop.led-studien.de im Haus gehabt und da mußte ich schon ein paar Qualmwolken wegpusten. Passiert wenn man nicht auspasst, snief.

Guten Abend

Ich habe mal ein wenig weiter programmiert. Die Slave-Module können nun mit realen Namen belegt werden und ein Block mit 16 festen Farben ebendso. Somit kann mann halt "Deckenlampe" "Voll" auswählen, merkt sich deutlich einfacher als 8, 4 oder so ähnlich. Mit dem Handy kann ich nun über Bluetooth oder WLan die Module steuern. Feste Programme auswählen, Beleuchtungsvorgaben auswählen und einzelne LED regeln. Am großen Modul habe ich schon mal ein paar Änderungen auf der Wunschliste. Zum einen WLan, weil das praktisch ist, die meisten Handys und Tablets können das ja schon. Das verwendete Bluetooth-Modul war einfach zu teuer und wird durch ein preiswerteres Modul ersetzt. Und die FS20 Anbindung ist auf der neuen Platine komplett drauf und nicht wie bisher per Kabel angestrippt. Dann wird das zwar 10 mm länger aber damit kann ich leben, ist ja immer noch recht winzig.



Die Handy-Software ist im Augenblick ein wenig überfrachtet, das muß ich mal noch umbauen, sieht sonst eher graulich aus.
Bis jetzt habe ich 4 Slave-Module im Einsatz, ein Satz der neuen Platinen sind bestellt, dann kann ich das ganze mal mit 20 Modulen testen. Um zu wissen, ob das ganze nicht zu kompliziert wird.

Gute Nacht