Verwendete Bauteile:
- 4 x 5m LPD8806 RGB-Strip erhältlich z.b hier: Aliexpress
- Atmega644PU Mikrocontroller – Taktfrequenz 20Mhz
- Standard ATX PC-Netzteil (min. 25 A auf der 5V-Schiene)
- ENC28J60 Ethernet Modul
- Meterweise 10P Flachbandkabel
- Hühnerfutter für die Platine
- 2 x MSGEQ7 7-Band Equalizer IC
Die elektronischen Komponenten habe ich teils bei Reichelt sowie direkt bei diversen chinesischen Händlern bezogen. War etwas höherer Aufwand aber ergab deutlich günstigere Preise 😉
Heutzutage beziehe ich so ziemlich alles was Elektronik anbelangt über Aliexpress das chinesische Equivalent zu Amazon. Zwar selten aber bei manchen Bauteilen ist interessanterweise Reichelt günstiger, ein Vergleich lohnt sich also.
Funktionsprinzip:
Grundsätzlich läuft der Mikrocontroller autonom, durch die Netzwerkschnittstelle kann ihm aber auch mitgeteilt werden was er über die LED`s anzeigen soll.
Es wird deshalb zwischen zwei Hauptfunktionsweisen unterschieden:
- Autonomer Modus
(Uhrzeit, Equalizer sowie Basisbeleuchtungsfunktionen) - Slave Modus
(Der Mikrocontroller erhält alle Informationen über ein oder mehrere UDP-Datenpakete an die Netzwerkschnittstelle. Diese Daten werden dann direkt an den LED-Strip ausgegeben. z.B. TV basiertes Ambilight)
Der Mikrocontroller enthält einen Puffer der der Anzahl der LED`s x 3 entspricht. In diesem Fall sind das 614 LED`s x 3 = 1.842 Bytes.
Wieso mal 3? Dazu ist erst der Aufbau des RGB-Strips zu erklären. Es handelt sich hier nicht einfach nur um eine „Lichterkette“ sondern eigentlich um eine flexible Platine die im Prinzip rote, grüne und blaue LED`s sowie weitere elektronische Bauteile enthält. Kern des Ganzen ist der LPD8806-Chip der jeweils 2 LED`s (2x 3 Farben) ansteuert. Dieser Chip erhält vom Mikrocontroller die Information welche LED in welcher Farbe leuchten soll und kann pro Farbe eine Auflösung von 7 Bit verarbeiten. (ergibt ca. 2 Mio Farben) Es muss also für jede LED der Wert für grün, rot und blau übermittelt werden was auch die Multiplikation mit 3 erklärt 😉
Diese 1.842 Bytes an Farbinformation werden also im Mikrocontroller verwaltet und bei Bedarf an den RGB-Strip ausgegeben.
Betriebsarten
Wie vorhin schon erwähnt kann der Mikrocontroller autonom bestimmte Dinge anzeigen wie z.b eine Uhr:
oder eben die Equalizerfunktion die je nach Musik automatisch (unter Verwendung der Daten die die zwei Equalizer-IC`s liefern) eine dazu passende Lichtshow generiert:
oder diverse Lichtfunktionen die mangels spektakulärer Effekte mit keinem Video gewürdigt werden 🙂 Nur soviel sei gesagt, die Klassiker eben, wie langsame Farbwechsel, gedimmtes Licht etc.
Aufwendigere Anzeigen wie z.b Balkenanzeige für Wohnungsparameter wie Stromverbrauch usw. werden derzeit über den Wohnungsserver generiert und aufbereitet an den Mikrocontroller geschickt damit dieser das dann nur noch anzeigen muss.
Darunter fällt z.b auch die Ambilight-Funktion die die Farbwerte über die API des Fernsehers ausliest, ein Farbschema generiert und dieses dann übers Netzwerk an den Mikrocontroller zwecks Anzeige schickt:
… oder hier ein Versuch bei dem ein Raspberry die Daten der TV-API abgreift, umrechnet und dann direkt auf den RGB-Strip schreibt.
Zusammenfassung
Da sich das Projekt über länger Zeit hingezogen hat sind die genauen Kosten schwer abzuschätzen aber ich denke dass ich mit einem Materialeinsatz von 400 € sicherlich hingekommen bin. (RGB-Strips, Netzteil, Mikrocontroller, Euqalizer-IC`s etc.)
Die Arbeitsstunden sind natürlich nicht zu unterschätzen 😉
Das Endergebnis kann sich meiner Meinung nach sehen lassen, auch wenn noch einiges an Optimierungspotential vorhanden ist und braucht auch den Vergleich mit professionellen Anlagen nicht zu fürchten.
Wer sich etwas weniger antun möchte, auch finanziell, dem seien fertige RGB-Controller von Aliexpress oder Amazon empfohlen, die Funktionen sind halt nicht so vielfältig und individuell aber für feine Spielereien mit Musik und Licht sicherlich ausreichend. 99% dieser Controller eigenen sich nur für den Betrieb mit normalen RGB-Strips, also welche, bei denen nicht jede LED einzeln steuerbar ist sondern immer alle LED`s dieselbe eingestellte Farbe anzeigen.
Passende 12V RGB-Strips gibt es ebenfalls recht günstig auf Aliexpress oder Amazon