16 LED-Quadrate

  • Hallo Forum,


    ich bin in Sachen Elektronik und Schaltungen ziemlicher Anfänger und bin daher dankbar für Nachsicht und Geduld ;-)


    Ich plane folgendes Projekt (und habe im Anschluss ein paar Fragen dazu):
    Ich will ein Lichtobjekt bauen, das aus einer quadratischen, hinterleuchteten Milchglasscheibe besteht, Seitenlänge 75-80 cm, Bautiefe ca. 5cm. Das Quadrat ist in 16 kleinere Quadrate unterteilt, Anordnung 4x4. Jedes der 16 Quadrate soll möglichst gleichmäßig weiß ausgeleuchtet sein und einzeln gedimmt werden können, sodass insgesamt 16 Dimmstufen erforderlich sind. Im geplanten Programmablauf sollen die Felder dann langsam von einer Dimmstufe zu einer anderen überblenden, sozusagen die 16 vorhandenen Stufen untereinander tauschen.


    Um den Aufwand hinsichtlich Kosten, Löten, Komplexität usw. gering zu halten, schwebt mir derzeit vor, das Ganze mit WS2801-LED-Streifen zu realisieren, die mit einem Raspberry gesteuert werden sollen. So könnte ich zB 20 WS2801-Streifen von je 75 cm Länge im Abstand von 3,75 cm parallel nebeneinander legen. In jedem der 16 Quadranten wären dann 6x5 LEDs im Abstand von 3,125 cm (auf dem Streifen), bzw. 3,75 cm (Abstand der Streifen) voneinander. Je nach Abstand zur Milchglasscheibe sollte das doch zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung führen, oder?
    Auf die LED-Streifen kämen dann licht-undurchlässige "Seitenwände" als 4x4-Unterteilung sowie einmal umlaufend als Rahmen außen herum und darauf die quadratische Milchglasscheibe. Das ist im Groben der schematische Aufbau, ich hoffe, das war soweit nachvollziehbar.


    Meine Fragen:
    - Haltet ihr den Aufbau für geeignet oder gäbe es aus eurer Sicht einen einfacheren Weg zum gewünschten Ziel?
    - Insgesamt wären das 480 LEDs (15 Meter WS2801) - kann der Raspberry das steuern?
    - Das Objekt soll an der Wand hängen, Netzteil(e) und der Raspberry sollen nicht integriert werden, wären also ca. 2 Meter entfernt und über Kabel verbunden. Seht ihr da Probleme, soll heißen: bräuchte ich deshalb schon eine Spannungsanhebung für das Steuersignal von den 3,3V des RPI auf die 5V für die WS2801? Falls ja, wie macht man sowas?
    - Brauche ich über die Strecke von 15 Metern LED-Streifen eventuell weitere Spannungsanhebungen? Falls ja, wie sähen die konkret aus?


    Im Moment sind das die Fragen, die ich als Laie erkenne - mit einem möglichen Projektfortschritt kommen sicher noch einige hinzu :-)


    Vorab schon mal danke für eure Antworten!


    VaLED

  • Es gibt das in den WS2812 verbaute IC auch einzeln. Nennt sich WS2811. Es gibt bereits fertige Platinen mit Leistungstreiber für Power LEDs. Du kannst an einem WS2811 demach 3 weiße LEDs, also 3 Felder steuern. Demnach benötigst du 6x dieser WS2812 Leistungstreiber.

  • Hallo,


    interessantes Projekt :)


    zu Alternativen bzgl. WS2812 wurde ja schon was gesagt. Die machen nur Sinn bei RGB-Ansteuerung und wenn du Farben möchtest. Zur gewünschten Helligkeit der Lampe hast du ja bisher nichts gesagt. Reine Deko oder als Beleuchtung? Davon hängt dann ja auch die nötige Leistung des Netzteils ab.


    Zitat

    In jedem der 16 Quadranten wären dann 6x5 LEDs im Abstand von 3,125 cm (auf dem Streifen), bzw. 3,75 cm (Abstand der Streifen) voneinander. Je nach Abstand zur Milchglasscheibe sollte das doch zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung führen, oder?


    aus meinem Panelprojekt kann ich nur sagen, dass ich bei SATINICE WH10 DC, 3cm Abstand LED-Diffusor und ca. 1cm LED-Pitch eine gleichmäßige Beleuchtung ohne helle Spot hatte. Ich würde an deiner Stelle dennoch eigene Versuche machen, sprich 1 Feld als Testaufbau.


    Kabelführung etc. würde ich zum Schluß angehen, wenn du weißt welche Spannung, Strom du brauchst. Warum soll Netzteil und Rechner nicht in die Lampe? Es muss dafür ja kein Raspberry sein, Arduino und Konsorten bzw. Attiny reichen ja auch, und sind deutlich kleiner.

  • Danke für eure Antworten, die zu neuen Fragen führen ;-)

    Du kannst an einem WS2811 demach 3 weiße LEDs, also 3 Felder steuern.

    zu Alternativen bzgl. WS2812 wurde ja schon was gesagt. Die machen nur Sinn bei RGB-Ansteuerung und wenn du Farben möchtest.

    Habe ich das richtig verstanden, dass ein WS2811 drei von meinen 16 Feldern steuern könnte? Ein Feld bestünde dann jeweils aus einer "dummen" Matrix von LEDs (dumm im Sinne von: ohne weitere Steuer-ICs)?

    Und wieso würde das nur Sinn machen, wenn ich Farben möchte? (Ursprünglich hatte ich nur weiße Hinterleuchtung geplant, aber der Appetit kommt beim Essen ;-) wenn also Farben auch möglich wären...)

    Zur gewünschten Helligkeit der Lampe hast du ja bisher nichts gesagt. Reine Deko oder als Beleuchtung?

    Vornehmlich Deko, aber da ich 16 Dimm-Stufen will, die sich voneinander erkennbar unterscheiden sollen, wird das Ganze schon relativ hell werden, also zB als Hintergrundbeleuchtung im Wohnzimmer dienen.

    Warum soll Netzteil und Rechner nicht in die Lampe?

    Weil ich das Objekt möglichst schlank halten will. Die Bauhöhe soll sich nur aus der Anforderung einer gleichmäßigen Ausleuchtung der Quadrate ergeben. Die 15 Meter WS2801 bräuchten ca 135 Watt Leistung, da sehe ich das Netzteil eher separat.

    Es muss dafür ja kein Raspberry sein, Arduino und Konsorten bzw. Attiny reichen ja auch, und sind deutlich kleiner.

    Klingt gut, da habe ich nur keinerlei Erfahrung. Mit dem RPI und Python habe ich jetzt schon erste Schritte getan, aber das Ganze auf einen Attiny zu spielen, wäre wahrscheinlich auch kein Hexenwerk, oder?

  • Ein WS2811 kann 3 LEDs unabhängig von einander in der Helligkeit steuern. Ob das nun rot, blau und grün in einem Gehäuse ist, oder 3x weiß in 3 unterschiedlichen Gehäusen und jede LED in einem anderen Quadrat sitzt, ist schaltungstechnisch egal.

  • Weil ich das Objekt möglichst schlank halten will. Die Bauhöhe soll sich nur aus der Anforderung einer gleichmäßigen Ausleuchtung der Quadrate ergeben. Die 15 Meter WS2801 bräuchten ca 135 Watt Leistung, da sehe ich das Netzteil eher separat.

    Deshalb fragte ich nach der gewünschten Helligkeit. Bei "Deko" reicht im Mittel geschätzt 1W pro Feld. Also grob 16W gesamt, da die Leistung ja immer über alle Felder gleichmäßig verteilt ist, auch wenn die unterschiedlich hell sind und eines 3W braucht, ein anderes dafür 0W. Und so ein Netzteil sieht vom Volumen schon ganz anders aus :)



    Klingt gut, da habe ich nur keinerlei Erfahrung. Mit dem RPI und Python habe ich jetzt schon erste Schritte getan, aber das Ganze auf einen Attiny zu spielen, wäre wahrscheinlich auch kein Hexenwerk, oder?

    Denke nicht, allerdings müsstest du direkt in C++, zB in der Arduino IDE, arbeiten, nicht in Python (womit ich mich wieder gar nicht auskenne).



    Es gibt bereits fertige Platinen mit Leistungstreiber für Power LEDs

    Habe ich testweise mal gesucht, aber nur welche mit verbauter PowerLED gefunden.

  • Na und? Dann lötet man die eben aus und was Passendes dran. Bräuchte ich die in größerer Anzahl, dann würde ich mir in Eagle meinen Entwurf machen, in China die Boards fertigen lassen und selber bestücken.

  • Ein WS2811 kann 3 LEDs unabhängig von einander in der Helligkeit steuern. Ob das nun rot, blau und grün in einem Gehäuse ist, oder 3x weiß in 3 unterschiedlichen Gehäusen und jede LED in einem anderen Quadrat sitzt, ist schaltungstechnisch egal.


    Nur, damit ich das richtig verstehe, weil ich quasi bei Null anfange: die 3 LEDs, die ein WS2811 steuern kann, können also auch 3 Boards sein, also 3 Platinen auf denen jeweils mehrere LEDs sitzen? Die Platinen könnten dann jeweils eines meiner 16 Quadrate sein und der RPI (Arduino, Attiny o.ä.) würde dann die erforderlichen 6 Stück WS2811 steuern?

    Das klingt nach einer professionellen Lösung, die am Ende alles erfüllen würde, was ich formuliert habe. Allerdings bin ich völliger Anfänger und hätte keine Ahnung, welche Bauteile ich kaufen und wie verlöten müsste. Ich fürchte, als Einstiegsprojekt in Sachen Elektronik wäre das für mich ein oder zwei Nummern zu groß. Trotzdem vielen Dank für den Vorschlag!


    Gäbe es denn keine Alternative mit Halb-Fertigteilen, zB in der Richtung mit LED-Streifen oder vorgefertigten Platinen/Matrizen o.ä., sodass ich wesentlich weniger Bauteile aufeinander abstimmen und miteinander verbinden müsste?

  • Danke für die Antwort, dottoreD! Der Controller wäre dann zB ein Raspberry oder, wie oben bereits angemerkt, ein Attiny?


    Und noch eine Frage zu Deiner Aussage von oben:

    aus meinem Panelprojekt kann ich nur sagen, dass ich bei SATINICE WH10 DC, 3cm Abstand LED-Diffusor und ca. 1cm LED-Pitch eine gleichmäßige Beleuchtung ohne helle Spot hatte.

    Verstehe ich das richtig, dass Du zusätzlich zum Plexiglas noch eine Diffusor-Schicht eingebaut hast? Falls ja, was für eine war das?