LED Wall

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LED Wall
DSC05688.JPG
Entwickler Markus Hoffmann (mar3kus)
Status Dateien fehlen

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Bestückte Platinen der Pixel

Bei diesem Projekt geht es um eine modular zusammenstellbare LED Wall, also eine Art leuchtende Wand. Schön ist dabei, dass ich jeden Modul dieser 'Wand' einzeln ansprechen lässt uns somit eine eigene Farbe bekommen kann. Bedingt durch das Busprotokoll lassen sich bis zu 254 Module ansteuern und an einem Bus verwalten. Jedes Modul oder eben jeder Pixel ist mit einer RGB-LED ausgestattet die mittels PWM von einem ATtiny2313 gedimmt wird. Fertigen Varianten gibt es z.B. von Martin, die LC oder LC Plus Serien http://www.martin.com/productgroup/productgroup.asp?psg=leddisplaysystems&selgroup=93


Pixel

Schaltplan Pixel
Layout Pixel
Fertiger Pixel der LED Wall

Diese Version der LED Wall besteht aus Pixeln die ihre ganze "intelligenz" selber mitbringen. Jeder Pixel hat einen eigenen ATtiny2313 der die Kommunikation über einen MAX415-Bustreiber managed und die PWM-Signale für die RGB LED generiert.

LED Wall Busverteiler
Mit dem Direkt-Toner-Verfahren hergestellte Platine

Technische Daten:

  • Spannung: 5V
  • Stromverbaucht: Standby 24mA, alle Farben volle Helligkeit 61mA

Bauteilliste:

Bestellnummer und Preise
Bestückungsplan des Pixels
Reichelt Bestnr. Bezeichung Part
Value
Preis
SMD ELKO 100/6,3
SMD-Chip Elko, 100µF/6,3Volt
C1
100u
0,19 €
X7R-G1206 100N
SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 100N, 10%
C2
100n
0,06 €
NPO-G1206 22P
SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 22P, 5%
C3
22p
0,06 €
NPO-G1206 22P
SMD-Vielschicht-Keramikkondensator 22P, 5%
C4
22p
0,06 €
ULN 2003 AD SMD
ULN 2003 AD SMD
IC1
ULN2003AD
0,28 €
SN 75176BD
IC-Schaltung, SO-8
IC3
MAX481CSA
0,26 €
ATTINY 2313 SO
Atmel AVR-RISC-Controller
IC5
ATTINY2313SOIC20
1,05 €
SL 2X40G 2,54
2x40pol.-Stiftleiste, gerade, RM 2,54
JP1
AVR-ISP-6
0,03 €
WSL 10G
Wannenstecker, 10-polig, gerade
JP2
JP5Q
0,08 €
LATB G66B
OSRAM 6-lead MultiLED, amber, true green, blau
LED1
LATB G66B
0,49 €
14,7456-HC49-SMD
SMD-Quarz, Grundton, 14,745600 MHz
Q2
14,7456 MHz
0,26 €
SMD 1/4W 43
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 43 Ohm
R1
42,9 Ohm
0,10 €
SMD 1/4W 51
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 51 Ohm
R2
50,0 Ohm
0,10 €
SMD 1/4W 47
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 47 Ohm
R3
46,7 Ohm
0,10 €
SMD 1/4W 10K
SMD-Chip-Widerstand, Bauform 1206, 10 K-Ohm
R4
10k Ohm
0,10 €



Preis pro Pixel
3,22 €


Kommunikation

10 poliges Flachbandkabel für Versorgung mit Strom und Daten

Jeder Pixel hat einen MAX415-Bustreiber, welcher für eine Bidirektionale Kommunikation genutzt wird. Im Normalfall stehen alle Pixel auf empfang, nur wenn vom "Master" Daten angefordert werden, schlatet der entsprechende Pixel auf Senden um.

Auf dem Bus werden serielle Singale mit einer Geschwindugkeit von 115200Baud/s übertragen. Das Protokoll ist folgendermaßen aufgebaut:

Busprotokoll

Prinzipieller Aufbau eines Frames (x steht für einen variabelen Wert)

Busprotokoll higher byte lower byte
START 1111 1111
ADDRESS xxxx xxxx
COMMAND xxxx 0000
DATA1 0000 xxxx
DATA2 0000 xxxx
DATA3 0000 xxxx
...


Mögliche Werte für das ADDRESS-Byte

ADDRESS-Byte binär dezimal Bemerkungen
1 0000 0001 1 Modul 1
2 0000 0010 2 Modul 2
... ... ... Modul ...
commonaddr  ?  ? alle Module reagieren


Mögliche Werte für das COMMAND-Byte

COMMAND-Byte binär dezimal Bemerkungen
rgbvalue 1111 0000 240 einzeln und mit commonaddr nutzbar
rvalue 0011 0000 48 einzeln und mit commonaddr nutzbar
gvalue 0101 0000 80 einzeln und mit commonaddr nutzbar
bvalue 1001 0000 144 einzeln und mit commonaddr nutzbar
brightness 0001 0000 16 nur mit commonaddr nutzbar
info 1110 0000 224 nur einzeln nutzbar
status 0110 0000 96 nur einzeln nutzbar
newaddr 1000 0000 128 nur mit commonaddr nutzbar Vorsicht: alle am Bus hängenden Module bekommen dann diese Adresse!
start 1111 1111 255 einzeln und mit commonaddr nutzbar


Beispielhafter Frame für die Übertragung eines RGB-Farbwertes an den Pixel mit der 1 als Adresse


binär
dezimal
Bemerkung
START
1111 1111
255
Start-Byte
ADDRESS
0000 0001
1
Modul 1 fühlt sich angesprochen
COMMAND
1111 0000
240
Modul wartet auf RGB-Wert
DATA1
0000 1111
15
LOWER-Byte des Rot-Wertes
DATA2
0000 1111
15
HIGHER-Byte des Rot-Wertes
DATA3
0000 1111
15
LOWER-Byte des Grün-Wertes
DATA4
0000 1111
15
HIGHER-Byte des Grün-Wertes
DATA5
0000 1111
15
LOWER-Byte des Blau-Wertes
DATA6
0000 1111
15
HIGHER-Byte des Blau-Wertes


Interfaces

Nachdem die zusammengebauten und mit Strom versorgten Pixel ohne Daten wenig tun, gibt es die folgenden Möglichkeiten den kleinen Leben einzuhauchen.

PC-Interface

Schaltplan PC-Interface

[[Image:PC-Interface Board.png|thumb|right|Layout PC-Interface]] (Datei fehlt leider)


Dieses Interface dient zur einfachen Ansteuerung der LED Wall. Es stellt lediglich die Kommunikation zwischen PC und Wall her. Ein Stand-Alone Betrieb ist somit nicht möglich.

Partlist

Testprogramm

Funktionen:

  • einfacher LED-Wall Test
  • Adressvergabe an Pixel
  • Pixel Einzeltest
  • Auslesen von Pixel-Statusinformaionen

Beschreibung Software Download

Anbindung an DMXControl

Konfigurationsdialog des LED Wall Ausgabeplugins


Der Datenaustausch zwischen User und Interface findet über ein PlugIn für DMXControl statt. Das PlugIn fungiert als Ausgabeplugin und muss in den DMXControl-Programmordner kopiert werden.

Nutzung der DMX-Kanäle

DMX Kanal
Funktion
Bemerkung
1
Allgemeine Helligkeit für alle Pixel
dieser Wert wird invertiert übertragen
2
Rot-Wert für alle Pixel

3
Grün-Wert für alle pixel

4
Blau-Wert für alle Pixel

5
Rot-Wert 1.Modul

6
Grün-Wert 1.Modul

7
Blau-Wert 1.Modul

8
Rot-Wert 2.Modul

9
...

Der 1. Kanal wird immer durch die Einstellung im Konfig-Dialog des PlugIns bestimmt. Das Ausgabeplugin nutzt dann eingeschlossen diesen ersten Kanals die folgenden 4 + (3 * Anzahl der Pixel)


  • Download: LED Wall Ausgabeplugin v1.4 15.08.2009 (Datei leider nicht verfügbar)


Anmerkung: Nach dem Klick auf Gewähltes PlugIn konfiguerieren können durchaus 5 bis 30 Sekunden vergehen. bis der Dialog tatsächlich auftaucht. Grund: Das PlugIn sucht nach allen verfügbaren COM-Port und bietet anschließend in der Konfiguraion nur noch tatsächlich existierende an.

Anbindung an ArtNet

Beschreibung Software Download

Stand-alone Interface

Schaltplan stand-alone Interface
Board stand-alone Interface

Funktionen:

  • Einlesen einer Fernbedienung
  • USB-Schmittstelle für PC-Kommunikation
  • 4 direkt dimmbare Ausgänge
  • Schalten der Stromversorgung der LED-Wall (Interface kann LED-Wall ausschalten, wenn keine Pixel mehr an sind)


Partlist Software

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