Eine kleine LED-Bastelei am Rande: Es sollte eine der typischen 12V-Halogenleuchten mit 20W Leuchtmittel auf LED umgebaut werden, da das sonst “zum Lesen zu dunkel ist”.

Die Aufgabe kam gerade in meine Testphase mit Nichia- und Cree-LEDs auf einem schmalen FR4-Streifen. Also einmal kurz überlegt, wie man das verwenden kann. Das ist dabei heraus gekommen:

LED-Schreibtischleuchte

Die Platine selbst wird noch in einem anderen Beitrag erörtert. Als Träger habe ich ein Alu-Profil verwendet, das es schon fertig mit Abdeckung für LEDs gibt. Die normale Spannungszufuhr erfolgt über die beiden Teleskop-Streben. Diese kann man nicht direkt mit dem Profil verbinden. Deshalb ist ein Zwischenstück aus milchigem Plexiglas entstanden.

Anschluss über Plexi

Die Anschlusskabel sind aus dem Alu-Profil nach Außen geführt und verschraubt. Außerdem wurde im Inneren noch der Transformator entfernt und durch ein 24V-Schaltnetzteil für Unterputz-Dosen ersetzt. das ist schon alles.

LED-Platine

Alu-Profil

Fazit: Das Licht ich sicher auch durch die Farbtemperatur der Cree MX6 – Q5 gut zum Lesen geeignet. Die ausgeleuchtete Fläche ist natürlich nicht sehr groß, aber für die genannte Anwendung ausreichend. Die LEDs werden über eine Konstantstromquelle mit 200mA betrieben. Die Kühlung ist natürlich dafür nicht ausreichend dimensioniert (ca. 50° C am Alu-Profil). Dies wurde hier aber bewusst in Kauf genommen. Die LEDs laufen nicht auf Schonbetrieb. Aber für den gelegentlichen und zeitlich begrenzten Einsatz ist es hier vertretbar. Alternativ kann man die LEDs nur mit 100mA betreiben, wo die Kühlung dann ausreichend ist.

Beispiel Ausleuchtung

Es klingt zwar etwas abwägig, schwarzes Plexiglas im Bereich LED-Beleuchtung einzusetzen, aber schwarz ist eben nicht gleich schwarz. Die hier getesteten Sorten haben alle noch eine gewisse Licht-Durchlässigkeit. Dies ist die Voraussetzung für die Anwendung. Details dieser Plexiglas-Sorten findet man im www.Plexiglas-shop.de. Man kennt das Prinzip auch schon aus der Fotografie. Dort benutzt man Graufilter, um die Belichtungszeit zu erhöhen, ohne die Farben zu verfälschen.

Die Idee mit diesem Plexiglas zu experimentieren, kam aus der Anforderung heraus, dass eine RGB-Leuchte quasi als Anzeige einer Farbe dienen soll, aber nicht blenden. Dieses Prinzip kann man auch für einen Tisch, der in Form einer RGB-Matrix aufgebaut ist, gut anwenden. Es soll ja der Effekt dargestellt werden und nicht die Helligkeit blenden.

Ausgangspunkt bildet ein 3×3-Cluster bestückt mit RGB-LEDs. Das ist schon recht hell und für den Test gut geeignet. Die verschiedenen Sorten sieht man mit auf den Fotos. Es sind immer 2 aus einer Serie, die dann auch noch im direkten Vergleich zu sehen sind.

Insgesamt ist man recht angetan von der guten Farbwiedergabe und einer guten Streuung im Plexiglas. Die Kamera übertreibt teilweise ein wenig mit den Spots. Die beiden klaren Sorten sind eher ungeeignet für eine Steuwirkung. Für Projekte wie Tische ist dies ein guter Weg, der auch schick aussehen kann. Eine Glasplatte o.ä. als kratzfeste Deckplatte sollte man sowieso auflegen.

An dieser Stelle eine kurze Übersicht von Software, die geeignet ist, um LED-Matrix-Projekte zu realisieren. Das es sich um Software auf einem PC handelt, wird damit i.d.R. immer eine Online-Verbindung zu einem passenden Controller vorausgesetzt.

Generell gibt es unterschiedliche Ansätze, diese Kopplung zu realiseren. Mit einigen Controllern wird Software mitgeliefert, meist proprietärer Natur, da diese auf den speziellen Controller zugeschnitten ist. Im zweiten Fall setzt man auf standardisierte Protokolle zur Übertragung der Daten an die Hardware. Dies wird in den meisten Fällen DMX sein. Es gibt zahlreiche Endgeräte, die dieses Protokoll “verstehen” und die Daten an die Matrix ausgeben.

Die folgende Aufstellung ist bewusst unvollständig. Sie zeigt einige Produkte mit teilweise unterschiedlichen Ansätzen und auch unterschiedlichen Lizenzen.

Madrix

Madrix ist die Matrix-Software schlechthin. Auch sehr große Beleuchtungs-Projekte werden damit realisiert. Neben DMX wirden noch eine Reihe weitere Protokolle unterstützt, u.a. der Artnet-Standard aber auch Streaming-Lösungen. Ergänzend dazu gibt es eine Reihe von zugeschnittenen Hardware-Komponenten. Mardrix ist von den Lizenzkosten her am oberen Ende angesiedelt. Dafür leistet es auch eine Menge und ist schon als Quasi-Standard zu betrachten.

http://www.madrix.com/en/home/products/madrix/key-features.html

PixelController

Bei weitem nicht so leistungsfähig wie Madrix, aber nach einem ähnlichen Prinzip arbeitend ist die Software PixelController. Großer Vorteil dabei, sie ist als OpenSource vollkommen kostenfrei. Inzwischen wird auch der Artnet-Standard unterstützt, miniDMX und natürlich Protokolle spezieller Pixel-ICs. Die Installation ist nicht ganz übersichtlich. Dafür hat man am Ende ein gut arbeitendes System, was vom Entwickler auch in kurzer Zeit auf Wunsch erweitert wird.

http://pixelinvaders.ch/?page_id=160

Light Jams

Lightjams ist ebenfalls eine Matrix-Software, die mit dem DMX-Protokoll arbeitet.Es wird auch Artnet mit bis zu 16 Universen unterstützt. Auch diese Software bietet ähnlich Madrix einen hohen Komfort. Dabei wird ein recht interessantes Lizenzmodell mit zeitbezogener Nutzung unterstützt. So kann man die Software auch projektbezogen einsetzen.

http://www.lightjams.com/#featureSection

LEDEdit

Eine komplett andere Art von Software stellt LEDedit dar. Diese wird mit verschiedenen Controllern als kostenfreie Zugabe ausgeliefer und ist ausschließlich als Matrix-Software bzw. für den Einsatz bei Licht-Schriften gedacht. Die Controller unterstützen verschiedene Pixel-IC-Protokolle, die sowohl online als auch mit SD-Karte offline arbeiten. Das Protokoll zwischen Software und Controller ist nicht offen gelegt. Ein universeller Einsatz ist dehalb ausgeschlossen. Dennoch bietet die Software eine Reihe interessanter Features, insbesondere die Wiedergabe von Live-Video von einem Bildschirm-Bereich aus.

http://www.led-studien.de/docs/T100K-SoftwareDoku.pdf

Neben den hier vorgestellen Produkten gibt es eine Reihe weiterer. Der Artikel soll nur einen kleinen Überblick geben. Die Features können auf den jeweiligen Produktseiten nachgelesen werden.

Dass die Modul-Panels für flächige Beleuchtung gut geeignet sind, sollte inzwischen bekannt sein. Ziel war es deshalb, mit den Modulplatinen eine größere Lampe zu erstellen. Gut geeignet dafür sind Eingangsbereiche oder Flure, die oft auch sehr lang sein können. Da kommt die längliche Anordnung gut zur Geltung.

Leuchte mit LED-Modul-Panels

Ziel der Modul-Panels ist es dabei, eine möglichst große Leuchtfläche zu haben. Der Flur ist in dem Fall mit ca. 2x3m zwar eher quadratisch, aber es kommen hier auch nur 8 Panels zum Einsatz. Als LEDs wurden die 2-Chip Samsung LEDs eingesetzt. Die Modulplatine selbst wurde hier vorgestellt.

Basis bilden 8 Modulplatinen 10x10cm. Diese wurden auch eine 1,5mm dicke Alu-Platte montiert. Zuerst wurden je 4 Platinen zusammen mit dem Netzteil in der Mitte angeordnet und die entsprechenden Bohrungen gemacht. Anschließen wurden die Modul-Platinen montiert und erst danach verbunden. So vermeidet man Spannungen an den Pins, die beim Verschrauben entstehen würden. Die Alu-Platte war noch mit einer Schutzfolie versehen. Diese wurde für die Modulplatinen nur ausgeschnitten, so dass es eine weiße Fläche geblieben ist.

Panels auf Alu-Blech anbringen

Panels vormontiert

Netzeil anbringen

Die Modulplatinen muss man nicht wirklich kühlen, aber die Alu-Platte bewirkt trotzdem eine gewisse Wärmeabfuhr, obwohl es nur FR4-Platinen sind. Die LEDs werden bei 100mA auch nicht an der Grenze betrieben, so dass man so optimale Bedingungen für eine lange Lebenszeit hat.

Der weitere Aufbau sieht so aus, dass eine Plexiglas-Platte aus trueLED in entsprechender Größe für die Abdeckung und Streuung sorgt. Dazwischen sind 6 Abstandsbolzen aus Messing. Die Plexiglas-Platte wird von unten mit Rändelschrauben befestigt. Damit hängt die Platte quasi an den Schrauben. Der Abstand zu den LEDs beträgt etwa 5cm. Man hat damit zwar nicht eine 100% gleichmäßige Ausleuchtung der Plexiglas-Platte (auch das Netzteil wirft hier etwas Schatten), aber darauf kommt es ja auch nicht an. Entscheidend ist das Licht im Raum. Und das ist meiner Meinung nach sehr gut.

Beleuchtung vorher 3x25W

Beleuchtung LED ca. 20W

Die Vergleichsbilder zeigen die alte Beleuchtung mit 3 Reflektor-Glühlampen mit je 25W im Gegensatz dazu die ca. 20W LED-Licht. Die Farbtemperatur ist natürlich anders (LEDs bei ca. 3500-4000K), aber es ist noch einigermaßen als warm zu bezeichnen und von der Helligkeit her im gesamten Raum mindestens gleich hell.

LED-Leuchte mit Design-Elementen

Heute möchte ich eine Bitte in eigener Sache loswerden. Das Hilfsprojekt für die Kinder in Mosambik liegt mir persönlich sehr am Herzen. Aber neben dem eigenen Engagement ist die Hilfe vieler notwendig. Schließlich haben wir einiges vor (www.kanimambo.de).

Neben der direkten, persönlichen Unterstützung, was sicher nicht für viele in Frage kommt, kann man das Projekt natürlich mit Spenden unterstützen. Wir haben in unserer Satzung geregelt, dass wirklich 100% der Spenden dem Projekt zu Gute kommen und nichts in Verwaltungsaufwand untergeht. Ich denke, das unterscheidet uns von vielen größeren Projekten.

Weiterhin läuft bis zum 15.11.2011 ein Aktion der Ing DiBa, die 1000 gemeinnützigen Vereinen je 1000 EUR zur Verfügung stellt. Es müssen nur möglichst viel Personen dafür abstimmen. Das kostet nichts als ein paar Minuten und ist fast genauso gut, wie eine Spende. Hier kann jeder mithelfen:

Bitte hier für Kanimambo e.V. abstimmen

Nachhilfe in Khongolote

Spiel und Tanz nach dem Lernen

Eine Pixel-Matrix einfach in beliebiger Größe zusammen stecken, geht das? Aber sicher. Wenn man die richtigen Komponenten zur Verfügung hat, ist dies kein Problem mehr.

Seit einiger Zeit gibt es bereits die 50x50mm RGB-Pixel. Diese waren bisher als Bausatz oder bestückt zur individuellen Verkabelung verfügbar. Nachteil dieser Variante war, dass der Aufbau der Verkabelung doch mehr Zeit in Anspruch nimmt, als einem lieb ist. Jetzt sind die Platinen mit fertig bestückten Wannenleisten verfügbar. Zu jedem Pixel wird auch ein Verbindungskabel für ein 10cm-Raster mitgeliefert. Damit muss man die Pixel nur noch verbinden – fertig.

Plug&Play Matrix

Dem ist aber noch nicht ganz so. Die Pixel müssen noch mit Spannung versorgt werden, die auch ca. aller 30-40 Pixel neu eingespeist werden soll. Weiterhin sind die Datenleitungen in Schlangenlinien zu verbinden. Für dieses Problem wurde eine spezielle Platine entwickelt: Pixel-Verbinder. Damit löst man das Problem der Spannungsversorgung elegant und man hat auch die schlangenlinien-artige Verkabelung. Die Platinen sind auch so gestaltet, dass wahlweise ein 5cm oder 10cm-Raster aufgebaut werden kann. Die Daten-Signale der Pixel sind mit einer Schaltung gegen Überspannung geschützt. Optional können spezielle Bus-Treiber aufgesteckt werden, die für die Signal-Verbesserung und zusätzlichen Schutz sorgen.

Pixelverbinder auf Alu-Profil

Pixel-Verbinder

Die Pixel-Verbinder können sowohl oben als auch unten an der Matrix angebracht werden. I.d.R. genügt es jedoch, diese oben zu verwenden. Unten kann die Verbindung auch über einfaches Flachbandkabel erfolgen.

Matrix in Betrieb

Darstellung von Buchstaben/Text

Der Betrieb der Matrix kann über handelsübliche Controller erfolgen. Verfügbar und getestet wurde es mit einem Offline-Controller, der mit SD-Karte arbeitet und einem Online-Controller, der daneben auch live vom PC Daten wiedergeben kann.

Online- / Offline-Controller

Die Twin-LED-Stripes werden wie üblich mit Vorwiderständen für die LEDs betrieben. Das ist kostengünstig und sehr einfach zu handhaben. Es gibt inzwischen am Markt verschiedene (lineare) Konstantstromquellen (KSQ), die so einfach wie ein Widerstand oder eine Diode zu benutzen sind. Eine dieser 2-Pin KSQs ist die NSI45020 von OnSemi.

Ein Test sollte zeigen, ob man einfach die Vorwiderstände durch die KSQ ersetzen kann. Dazu wurden 2 LED-Stripes mit Standard-LEDs RGB und Warmweiß (aus China) bestückt. Der kurze Stripe wird mit 12V betrieben und hat 2 parallele Stränge, der lange Stripe mit 24V.

Twin-LED-Stripes mit KSQ

Das Ergebnis der Tests ist leider nicht so erfreulich. Aufgrund der hohen Drop-Spannung von ca. 3,5V der KSQ selbst, ist der Betrieb mit der eigentlichen Nenn-Spannung von 12V bzw. 24V nur bedingt möglich. Zumindest erreicht man bei dieser Spannung nur bei den roten LEDs mit Vf ca. 2,1V noch die geregelten 20mA. Die grünen und blauen LEDs mit Vf>3V erreichen nicht mehr die vollen 20mA. Das ist ärgerlich. Hinzu kommt, dass beim Betrieb mit 24V an der KSQ beim roten Kanal fast 10V abfallen, was zu einer recht starken Erwärmung führt.

Twin-Stripe mit KSQ bei 12V

weiße LEDs erreichen nur noch ca. 17mA

Um zu wissen, wann sich der Strom von 20mA bei blau/grün einstellt, wurde schrittweise die Versorgungsspannung angehoben. Bei den 12V-Stripes war man dann schon bei 17V, bei der 24V-Version bei ca. 31V. Dies ist dann aber im roten Kanal nicht mehr vertretbar.

Fazit: für typische RGB-Anwendungen sind zumindest diese KSQs nicht sinnvoll einsetzbar. Eine denkbare Anwendung sind einfarbige LEDs (z.B. weiß), wo ggf. die Versorgungsspannung angepasst werden kann (oder der Betrieb von 6 LEDs bei 24V erfolgt). Hier in der Übersicht noch die Zusammenfassung der Ergebnisse.

Twin-LED-Stripe 24V

Twin-LED-Stripe 12V

In diesen Tage traf ein neuer Touch-Controller zum Test ein. Inzwischen gibt es da schon einige am Markt. Das besondere bei diesem Gerät: mit einer Fernbedienung können bis zu 10 Empfänger betrieben werden. Ein erster Test sollte zeigen, was mit dem Gerät möglich ist.

RGBW-touch-Controller mit Empfänger

Die Fernbedienung arbeitet per Funk, was ganz angenehm ist. Sie wird mit 3 AAA Batterien bestückt. Anschließend müssen einmalig die Empfänger eingelernt werden, dann kann es losgehen. Eine fest eingestellte Farbe kann sehr einfach über das touch-Farbrad gewählt werden. Wie üblich ist die Anzahl der Farben bei dieser Methode natürlich beschränkt, aber für den normalen gebrauch durchaus ausreichen. Weiterhin gibt es 4 Tasten für die Grundfarben rot/grün/blau und weiß. Die Farben lassen sich ein- und ausschalten, wodurch auch Mischfarben gebildet werden können. Weiß ist dabei keine Mischung aus RGB, sonder der vierte Kanal. Schließlich handelt es sich hier um einen RGBW-Controller. Am Empfänger kann der 4. Kanal per Jumper deaktiviert werden.

Fernbedienung für 10 Empfänger

Weiterhin hat man Tasten für die Helligkeit und für die Effekt-Geschwindigkeit in 8 Stufen. Der Modus-Schalter dient zur Programm-Umschaltung zwischen den statischen Farben und den Effekten wie verschiedene Fading- und Flashing-Versionen.

Die Empfänger sind für 4 Kanäle mit je bis zu 3A ausgelegt. Die üblichen LED-Stripes mit 60 LEDs/m und 5m Länge kann man daran problemlos steuern. Aufgrund der Strombelastbarkeit bis 3A können diese sogar bis etwa 6,5m lang sein.Danach muss ein Repeater angeschlossen werden. Für Spannungszufuhr und LED-Anschluss sind Schraubklemmen vorhanden. Auf der Oberseite befindet sich noch eine Taste, die den Lernmodus einleitet.

Die Emfänger sind auch als Konstantstromquelle für 350mA oder 700mA verfügbar, was den Einsatz von HighPower-LEDs vereinfacht. Der Spannungsbereich von 12-36V DC lässt auch wenig Wünsche offen.

Fazit: ein recht interessantes Produkt, vor allem, wenn man mehrere Stripes und Abschnitte mit einer Fernbedienung steuern möchte.

Alle Informationen zum SEDU-Board sind inzwischen auf einer separaten Seite zu finden: www.sedu-board.de. Dort gibt es nicht nur die Vorstellung des Boards, sondern auch Hardware-Erweiterungen, Firmware und andere Software zu finden.

SEDU-Ambilight mit digitalen Stripes WS2801

Eine fertig aufgebaute Version des SEDU-Boards ist das SEDU-Ambilight. Es stellt ein 64-kanaliges Ambilight-System zur Verfügung. Die Ansteuerung erfolgt dabei über einen PC unter Windows mit AtmoWin oder unter Linux mit Boblight. Ergänzt wird das Ambilight durch die digitalen Stripes. Auch eine FAQ-Seite ist verfügbar: http://www.sedu-board.de/sedu-faq/.

SEDU-Ambilight

Ich möchte hier wieder ein paar interessante Produkte vorstellen, die im Effektbereich gut einsetzbar sind. Vorteil hier ist, dass beide komplett per DMX steuerbar sind.

Es handelt sich um scheinbar “normale” LED-Stripes auf der einen Seite und LED-Tubes auf der anderen Seite. Klar, dass eine DMX-Ansteuerung nicht ohne Elektronik funktioniert. Diese ist jeweils in die Produkte integriert.

5m-Rolle DMX-Stripes

DMX-Flexband

Die DMX-Stripes sind als Rollenware wie Flexband erhältlich. Durch die Ansteuer-Elektronik sind diese jedoch nur noch in Meter-Abschnitten sinnvoll trennbar. Diese ist nur einmal pro Meter enthalten. Das Flexband ist mit Silikon vergossen. Somit ist auch ein mechanischer Schutz gewährleistet.

Die Betriebsspannung beträgt 12V, obwohl jeweils nur 2 LEDs miteinander verbunden sind. Es sieht so aus, als wäre auf den Stripes noch ein Spannungsregler dafür integriert. Pro Meter hat man 32 LEDs. Da jeweils 2 zu einem Pixel verbunden sind, ergibt das 16 Pixel pro Meter. Hochgerechnet auf ein DMX-Universum kann man also etwas mehr als 10m damit betreiben.

Die Ansteuerung der beiden Produkte wurde mit DMXControl und dem Matrix-Plugin MadMaxOne getestet. Die Ansteuerung funktioniert ohne Probleme. Nachteilig könnte sein, dass man keine DMX-Startadresse einstellen kann. Da aber eine gewisse Menge sowieso ein komplettes Universum benötigt, muss das kein wirklicher Nachteil sein.

Matrix-Plugin für DMXControl

Die DMX-Tubes sind von der Beschaltung her gleich aufgebaut. Es sind 16 Pixel bei 32 LEDs/m, allerdings auf festen Platinen. Diese sind in ein Plexiglas-Rohr eingeführt, wo am oberen Ende das Anschlusskabel für DMX und Spannung herausragt.

DMX-Tube mit Anschluss

Tube-Design

Die Idee hinter diesen Tubes ist es, diese aufzuhängen und damit eine Art Vorhang oder Matrix im Raum zu kreiren. Um eine gute Sichtbarkeit von allen Seiten zu gewährleisten, sind die Platinen in den Tubes doppelt ausgeführt, so dass sich ein Blickwinkel von nahezu 360° ergibt.

DMX-Tubes