Bl0rgleiste

aus dem Wiki des Entropia e.V., CCC Karlsruhe
Version vom 16. November 2009, 11:37 Uhr von Neingeist (Diskussion | Beiträge)

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Disclaimer

Text und Bilder stammen von Ralf, Original auf seiner Homepage. Stand: 04.03.2007.

Am Anfang waren Blinkenlights

...und dann kam beim Entropia e.V., dem Karlsruhere Ableger des CCC die Idee auf, etwas Blinkendes zu basteln. Es wurde eine Platine entworfen, die zum Spielen und Basteln mit Leuchtdioden anregen sollte.

Nachdem ich die Platine fertiggelötet hatte überlegte ich mir, wie ich denn nun Leuchtdioden anordne, um was davon zu haben. Mir gingen einige Gedanken im Kopf herum und ich musste bald feststellen, dass ich für diese Ideen mehr als die Bl0rglichtelektronik bräuchte. Ok, Plan B. Etwas einfaches, robustes, transportables.

Profil

Durch Zufall entdeckte ich dann eines Tages in einem Baumarkt eine Aluminium-H-Profischiene, die so ziemlich genau dem entsprach, was mir als Lösung durch den Kopf geisterte. Dass es dazu noch ein passendes L-Profil gab machte die Sache perfekt. Das H war 25mm hoch und 12mm breit sowie 2m lang.

Löten

Einige Zeit vorher hatte ich bei einem LED-Versender unter anderem jeweils 50 rote, grüne und blaue 5mm-LEDs bestellt. Da die Elektronik 24 Kanäle hat entschied ich mich, jeweils acht Kanäle den LEDs der Farben rot, grün und blau zuzuordnen. Nach kurzem Überlegen erschien die Verwendung von sechs LEDs je Kanal angesagt, die ich jeweils in Reihe schalten wollte. Es mussten nun noch die Löcher für 144 LEDs gebohrt werden, aber bevor ich sie einpresste stand noch die Entscheidung, wie sie anzuordnen wären. Zuerst hatte ich die Idee, jeweils die sechs zusammenzuschaltenden LEDs eines Kanals einfach nebeneinander zu setzen. Ich entschied mich jedoch dafür, immer verschiedenfarbige LEDs nebeneinander zu setzen, also rot - grün - blau -rot - grün ... Das war zwar deutlich mehr Aufwand bei der Verschaltung und Verdrahtung in der Leiste, versprach aber mehr Möglichkeiten für nette Animationen hinterher.

Leiste mit Kabeln

Irgendwie wurde es beim Löten dann doch ziemlich voll in der einen Hälfte des H-Profils. Nunja, es gab ja die 24 Kanäle zum ansteuern, dazu noch zwei Rückleitungen, also 26 Leitungen insgesamt. Um die Kabel am Überquellen aus der Leiste zu hindern bog ich isolierte Büroklammern passend zurecht und schob sie an geeigneter Stelle in das Profil ein.

Die Zugentlastung

Da ich das Bl0rglicht ja gelegentlich irgendwohin mitnehmen möchte erschien mir zum Zwecke der Robustheit eine Zugentlastung für die Kabel an der Leiste sinnvoll. Zuerst wollte ich die Kabel mit irgendetwas umwickeln und einfach einklemmen, aber dann bohrte ich ein Loch in die H-Verbindung, kleine Schraube durch, ein Stück Blech passend zugeschnitten, kleines Loch rein, Bleck über die Schraube, Mutter dahinter und hatte somit eine sauber verschraubbare Zugentlastung.

Gehäuse

Es erschien auch durchaus sinnvoll, die ganze Elektronik in ein eigenes Gehäuse zu packen und alle Verbindungen über Steckkontakte zu führen. Es gibt genug einfache und billige Plastikgehäuse im Fachhandel, ein bischen Arbeit machte das sägen/bohren/schleifen der Öffnungen für die Buchsen.

Bl0rgleiste

Hier sieht man alles zusammen, die Leiste, die Elektronik, das Netzteil. Letzteres ist ein 35W-Schaltnetzteil, welches ich für knapp 10 Euro bei Ebay besorgt habe. Auf dem Bild obendrüber sieht man noch die einzelnen Leitungen in den Sub-D-Stecker gehen, die mit Kabelbindern zusammengebunden waren. Mir gefiel das absolut nicht und ich suchte nach Möglichkeiten das besser hinzubekommen, auch als Knickschutz am Austritt bei der Leiste. Beim Durchsuchen eines Baumarktes entdeckte ich Spiralschläuche für genau diesen Zweck (ich suchte eigentlich nach Gummischläuchen), aber der Spiralschlauch war perfekt. Zusammen mit selbstverschweissendem Polyisobutylenband ergab es eine echt zufriedenstellende Lösung.

Innen

Aber schauen wir uns die Elektronik mal etwas genauer an. Links sieht man die grosse Sub-D-Buchse zum Anschluss der LED-Leiste, an welche direkt die Vorwiderstände der einzelnen Kanäle angelötet sind. Es sind Metallfilmwiderstände, weil diese eine bessere Temperaturstabilität aufweisen. Ausgelegt sind die Widerstände für 24V Betriebsspannung, die LEDs werden alle mit ihren Nominalströmen betrieben, das sind 20mA für die blauen und grünen sowie 30mA für die roten LEDs. Die Vorwiderstände der roten LEDs sind durch Parallelschaltung zweier 750Ohm-Widerstände realisiert, weil hier die ziemliche hohe Verlustleistung von knapp 400mW abgeführt werden muss. Die sieht man nicht auf dem Bild, weil sie unter der Trennpappe versteckt sind. In der Mitte residiert die Entropia-Platine, rechts daneben der 5V-Spannungskonstanter für die Platine, ganz rechts die Buchse für die Spannungsversorgung, unten die Buchse für den Anschluss des seriellen Kabels.

MAX232

Tja, die Schaltung war schon sehr geschickt entworfen, aber ein kleiner Lapsus hatte sich eingeschlichen. Der Treiberbaustein für die serielle Schnittstelle war falsch herum eingeplant, d.h., die TTL-Anschlüsse des MAX232 gingen zur seriellen Schnittstelle, die RS232-Anschlüsse an den Prozessor. Das führte zu Problemen. Bei Verwendung eines USB-zu-Seriell-Konverters wurde dessen (auch durch einen MAX232 hochgepumpte) Spannung durch die TTL-Eingänge so heruntergezogen, dass keine Kommunikation zustande kam. Deswegen legte ich, bzw. liess ich mit freundlicher Hilfe eines Freundes (Danke Basti!) die Anschlüsse kurzerhand umlegen. Da die Ein- und Ausgänge des MAX232 alle auf einer Seite des Bausteins liegen, wurde er auf dieser Seite entlötet, hochgebogen und dann korrekt verkabelt (P11->M13, P12->M14, P13->M11, P14->M12, P15->M15, P16->M16 / hierbei steht P für einen Platinenanschluss, M für einen PIN des MAX232). Die Leistungsaufnahme verringerte sich dadurch deutlich. Vorher waren alle ICs mindestens handwarm, nach dem Umbau war keinerlei Erwärmung festzustellen. Es besteht natürlich auch die Hoffnung, dass der Umbau der Stabilität des Bl0rglichtes zugute kommt.

SMD

Irgendwer kam bei der Plaung der Elektronik wohl auf die Idee, das Basteln mit SMD-Bauteilen was ganz Tolles ist. Die ICs einzulöten war ja noch halbwegs machbar, aber bei den Kondesatoren und dem Widerstand war doch geeignetes Werkzeug, eine ruhige Hand und wenig bis kein Wind absolut notwendig, damit die winzigen Teilchen nicht einfach weggeweht wurden.


Ein paar optische Eindrücke sowie Demos als avis zum Downloaden.


Weiches

Die angeführten Programme habe ich mir zusammengecodet, um mit der Bl0rgleiste etwas machen zu können. Die Bl0rgleiste selbst enthält eine von Blueloop entwickelte Software und einen Bootloader, um mit zB WinAVR Programme aufzuspielen. Blueloops Programm bedient die serielle Schnittstelle, nimmt die Helligkeitsregelung vor und startet für den Fall das keine Signale über die serielle Schnittstelle hereinkommen eine kleine Animationsroutine.

  • Programm zum Einlesen von Animationen aus einer Datei und Ausgabe via RS232 ans Bl0rglicht. Damit kann mal schnell und einfach was getestet werden. Es kann für jeden einzelnen Schritt in Millisekunden angegeben werden, wielange er dauern soll, desweiteren gibt es noch ein optionales Wiederholflag.
  • Programm mit eingebauten festen Animationen
  • libbl0rgalyzer, das XMMS-Plugin, basierend auf dem integrierten Spectrumanalyser, womit sich die Bl0rgleiste in eine 3-Kanal-Lichtorgel verwandelt. Die unterschiedliche Aussteuerung verschiedener MP3s wird automatisch ausgeregelt. Mittlerweile auch in einer 20-Kanal-Version vorhanden.
  • bl0rgd, ein auf einem TCP-Port lauschender Daemon, der einkommende Bl0rglichtkommandos überprüft und gültige ans Bl0rglicht weiterleitet (noch nicht fertig). Ist gedacht für Treffen, damit mehrere Leute gleichzeitig auf die Bl0rgleiste zugreifen können.