====== MLP - Massive LED Panel ====== {{tag>project software hardware electronics video arts}} Es geht darum, aus ((sehr) vielen) adressierbaren RGB-Strips ein großes Vollfarb-Ultrahell-Display zu erzeugen. ===== Planung ===== ==== Ziel ==== Die ursprüngliche Idee war es, ein Display mit einer Auflösung von 160x120 LEDs/Pixel zu Bauen. Wegen des Preises muss die Auflösung jedoch wahrscheinlich verringert werden. === Eckdaten === Ausgegangen von 160x120 lassen sich einige Berechnungen anstellen: == Leistung == Bei einer Leistung von 14.4 W/m und 60LEDs/m ergibt sich folgendes: P = 160*120/60*14.4 = 4608W = 4 komma f***ing 6 Kilowatt! == Bitrate == //Kursiver Text// ==== Beschaffung der Materialien ==== === Leuchtmittel - RGB-Strip === {{ :project:p_1.jpg?200|}} Die Anforderungen an den Strip sind in etwa: * RGB * intelligent, also jede LED einzeln ansteuerbar (Achtung! Manchmal sind z.B. immer 3 LEDs zusammengefasst!) * der dafür verantwortliche Chip macht pro Farbe mindestens 8 bit PWM * Der Streifen hat idealerweise 60 LEDs/m oder mehr, mindestens jedoch 40. Um den Preis niedrig zu halten kann folgendes beachtet werden: * Der Streifen muss nicht wasserdicht sein (IP20) * Statt SMD5050 können auch kleinere SMD-RGB-LEDs verbaut sein, z.B. 2836. Ein Wert von 7 W/m sollte für outdoor-betrieb jedoch nicht unterschritten werden. (die SMD5050 variante bei 60LEDs/m hat ca. 14.4 W/m) * Ob der Chip in die LED integriert ist, oder extra auf dem Flex-PCB ist, ist eigentlich egal. Allerdings muss er integriert sein, um den Abstand zwischen den LEDs klein zu bekommen. Das folgende Angebot ist das günstigste Angebot, das ich (Robert) bei einigen Anfragen in Richtung China ausfindig machen konnte. {{:project:quotation_to_robert-2013.01.11.pdf|Angebot aus China}} !!!Falsches Angebot!!! === Stromversorgung === * Bei Reichelt * [[http://www.reichelt.de/Schaltnetzteile-Case-geschlossen/SNT-HRP-600-12/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=4959&ARTICLE=108282&SHOW=1&START=0&OFFSET=500& | Schaltnetzt., geschlossen 636W, PFC 12V / 53A - 125,95 €]] * [[http://www.reichelt.de/Schaltnetzteile-Case-geschlossen/SNT-HRP-300-12/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=108272;GROUPID=4959;artnr=SNT+HRP+300+12;SID=10UPPE7n8AAAIAAFtg2PQe0a3a3ad55903b824f2ccdcd3370b964 | Schaltnetzt., geschlossen 324W, PFC 12V / 27A - 80,95 €]] * [[http://www.reichelt.de/Schaltnetzteile-Case-geschlossen/SNT-HRP-300-5/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=108275;GROUPID=4959;artnr=SNT+HRP+300+5;SID=10UPPE7n8AAAIAAFtg2PQe0a3a3ad55903b824f2ccdcd3370b964| Schaltnetzt., geschlossen 300W, PFC 5V / 60A - 80,95 €]] Diese Netzteile von Reichelt sind jeweils auch um ca. 5€ mehr mit Remote-Eingang zu haben. Damit könnte man im Standby-Betrieb automatisch die Netzteile abschalten lassen. Alternativ kann natürlich auch ein Relais oder ein Schütz zum Einsatz kommen, um die Netzteile ganz vom Netz zu trennen. Vorstellbar ist auch eine Mehrstufige Stromversorgung, so dass im Chillout-Modus nur ein Netzteil aktiv ist, das alle LEDs versorgt, und wenn man mehr Leistung benötigt werden die restlichen zugeschaltet. Dazu müssen entweder die Netzteile jeweils für bestimmte Bereiche zuständig sein oder sichergestellt sein, dass man mehrere Netzteile problemlos parallel schalten kann. ==== Ansteuerung ==== Es gibt verschiedene Arten von Strips. Im folgenden die Varianten. === Variante 1 - SPI === Denkbar einfach und straight-forward. Bis zu einer gewissen Displaygröße einfach direkt den SPI vom Raspberry PI verwenden (man braucht noch einen gescheiten Line-Driver/Pegelwandler). Der Raspberry PI kann bis zu 32MHz Taktrate am SPI, die meisten Strips jedoch nur bis zu 16MHz. Dies entspricht bei SPI 32 bzw. 16Mbit/s. Chips mit dieser Ansteuerung: * WS2801 * LDP8806 === Variante 2 - Timing Based === Hier gibt es keine Clock-Leitung, die Daten werden zeitkodiert. Generell sind deshalb die Übertragungsraten gering und die Ansteuerung Kritisch. Es wird mit Taktzeiten von ca. 2 Mikrosekunden gearbeitet (WS2811). Chips mit dieser Ansteuerung: * [[http://www.nooelec.com/files/WS2811.pdf|WS2811]] 8bit/Kanal, "scan frequency not less than 400Hz/s", 400 oder 800 KBit/s Lesestoff: * https://www.insomnialighting.com/products/rgbsmdws2811.html === Konkret bestellte variante (Variante 2, WS2811) === Auf den bestellten Strips sind WS2811-Chips in die LEDs integriert, höchstwahrscheinlich die 800kHz-Variante. Scheinbar ist es so, dass nur wichtig ist, dass der Takt genau 800kHz ist, der Wert für 1 oder 0 wird genau in der Mitte des Takts ausgelesen. Die Grenzen sollten also experimentell ermittelt werden, anstatt krampfhaft zu versuchen, sich an die Spezifikation zu halten, die sowieso je nach Quelle des Datenblatts unterschiedlich ist. Hier das Datenblatt vom Hersteller: {{:project:ws2811_integrated_datasheet.pdf|Datenblatt}}. Einige Berechnungen: (800 000Hz / 24Bit) / 100Hz = 333,333 Es können Also rund 300 LEDs an einem Strang betrieben werden, um noch eine Aktualisierungsrate von 100Hz zu schaffen. == Ansteuerungsmöglichkeiten per Mikrocontroller == * [[http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_OctoWS2811.html|OctoWs2811 library]] * [[http://bleaklow.com/2012/12/02/driving_the_ws2811_at_800khz_with_a_16mhz_avr.html|wenige led per bitbanging]] * [[http://www.mikrocontroller.net/attachment/168671/README.txt|4 Möglichkeiten der Ansteuerung per Mikrocontroller]]