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Infoseite // 15m animierte LED Beleuchtung (2.700 LEDs)



Frage von ruessel:


Ich versuche mich gerade als Beleuchter. Kurze Erfahrung mit LEDs:
Es soll eine wiederholbare animierte Lichtszene erzeugt werden. Meine Wahl viel auf die günstigen WS2812B LED Streifen, kurzzeitig auch Unterwasserfähig durch IP67 Schutz, deshalb ideal für "Outdoor". Gesteuert wird das Licht durch einen Arduino (sehr einfach mit der kostenlosen FastLed Bibliothek). Erste Test auf dem Schreibtisch liefen mit einen 5 Meter Stück sofort zufriedenstellend. 5 Meter bedeuten 300 LEDs mit RGB Inhalt, also 900 Lichtquellen. Jede LED zieht (RGB voll an, bei 5V) knapp 60 mA, sind also bei 5 Meter 18 Ampere. Bei 15 Meter sollte es schon ein 60A Netzteil sein. Soweit die Theorie und ca. 120 EUR kosten.

Praktisch gibt es sofort die ersten Probleme. Bei 900 LEDs bekommt man den Code (mit 300 LEDs reicht der "UNO" völlig aus) nicht mehr in einen Arduino UNO rein, Speicher zu klein. Mit den nächst größeren Arduino "Mega" klappt es aber einwandfrei. Jetzt kommt aber das verkabeln...... ich benötige vom Trafo bis zur 15m Led Kette ca. 18 Meter. Auf 18m mal eben 60 Ampere Gleichstrom übertragen, ohne Verluste..... Armdicke Kabel = unpraktisch.

Ich habe deshalb nochmal einen Testlauf gemacht, da ja nicht alle LEDs weiß leuchten (3x 20mA pro LED) sondern ein buntes Lichtspektakel läuft, messe ich bei 15m Lichtlänge nur 6A als Spitzenverbrauch. Kommt mir etwas wenig vor, aber gut, die Praxis ist genauer als die graue Theorie. Bei 6A sollte ja ein normales 1,5mm² Stromkabel aus dem Baumarkt ausreichen.

Praxis: Reicht nicht. Ab ca. 10m leuchten keine blaue LEDs mehr, Spannung am Ende der Leuchtkette gemessen: 3,2V. Die 5V Spannung bricht zuweit ein. Also bei 3 Leuchtketten gibt es 2 Verbindungspunkte, da speise ich nun jeweils die Betriebsspannung ein - und es leuchten auch die blauen LEDs wieder. Um die Leuchtkraft der LEDs sicherer zu machen, überlege ich den Trafo von 5V auf 6V hochzudrehen, also die Kabelverluste aufzufangen. Kein Problem scheint die Datenleitung zur Ansteuerung der LEDs zu sein. Ich steuere zur Zeit die LEDs mit 400 Hz an, also 400 Lichtmuster pro Sekunde sind damit möglich - hier scheinen die Kabelverluste gar keine Rolle zu spielen.

Ich hoffe man konnte den Text ohne Bilder verstehen.




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Antwort von prime:

Für längere Strecken bzw. größere Installation fährt man mit der 12V Variante besser. Weniger Spannungsabfall und die Netzteile sind auch etwas üblicher mit unterschiedlicher Leistung erhältlich. Aber jetzt hast du ja schon ne 5V Installation ;-)
Du must einfach nach paar Metern wieder frisch einspeisen.

Ansonsten gibt es soooo viele WS2812 Controller, da kann man sich alles aussuchen. Wenn es nicht unbedingt per Arduino sein, dann kann ich WLED auf nen ESP8266/ESP32 nur empfehlen. Die meisten Module werden per WLAN angebunden aber hab auch schon mal eins mit Ethernet gesehen. WLED hat ein sehr gutes Web Interface, darüber hinaus ist es auch steuerbar über zahlreiche andere Schnittstellen. Kann je nach Modul schon 1000-2000 LEDs.

Es gibt auch viele ArtNet/DMX zu Pixel (WS2812 etc) Wandler, da bräuchtest du dann mindestens 16 Universen wenn du alle (2700) LEDs ansteuern willst. Dann kannst du jede beliebige DMX / ArtNet Software verwenden, aber vorher schauen ob die mit so vielen Universen flüssig umgehen kann.

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Antwort von ruessel:

Ja, ich hätte 12V nehmen sollen. Weiß aber nicht, ob das völlig ohne Spannungseinbruch wäre. Bei LEDs ist ja nicht die Spannung für die Helligkeit zuständig - sondern der fließende Strom. Hier in diesem Beispiel sind die Chips in den LEDs auch gleich eine Konstantstromquelle.

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Antwort von ruessel:

Habe mal den Trafo auf 6,2V hochgedreht. Ja, leuchtet nun mit voller Helligkeit, aber der Arduino Mega ist nach ca. 30 Minuten stehen geblieben und zeigte Speicherfehler. Spannung runter auf 5,5V nun läuft es einwandfrei.... Probelauf über Nacht, wenn morgen noch i.o. dann Supi kompromiß.

ich denke, werde in Zukunft öfters damit Licht machen. Selbst ein optischer Häuserbrand ist mit der FastLed Bibliothek möglich........




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Antwort von prime:

Wie gesagt kannst du einfach nach paar Metern nochmal neu einspeisen und dann musst du nicht mit verschiedenen Einstellungen rumspielen.

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Antwort von ruessel:

Wie gesagt kannst du einfach nach paar Metern nochmal neu einspeisen und dann musst du nicht mit verschiedenen Einstellungen rumspielen. Mache ich ja, die 15 Meter werden 2x eingespeist, so das alle 5m die Spannung "voll" anliegt. Problem sind eher die 18m davor zum Schaltnetzteil.

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Antwort von ruessel:

Noch viel cooler als meine Idee (und so ökologisch, Annalena freut sich):



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Antwort von ruessel:

Habe gestern alles Outdoor in Betrieb genommen. Im Prinzip läuft es......

Aber ich habe bei bestimmten Farbmustern ein extrem weißes und kurzes Blinken fast aller LEDs. Dachte erst an Handystörungen oder so, da die 15 Meter LEDkette und 15-20 Meter Kabelzuführung ungeschirmt ist. Evtl. ist auch die Spannung der Datenleitung vom Arduino bei der Kabellänge zu niedrig..... KEINE Ahnung. Auf dem Teppich mit kurzen Kabeln hat es funktioniert.

Wenn ich zeit finde, mal ein Ozzi auf der Datenleitung legen und hören/sehen was los ist. Das ganze wirkt natürlich wie eine Langdrahtantenne, die Datenleitung ist aber meines Wissens Niederohmig und gibt serielle Befehle mit 400 Hz aus - auch nun keine wahnsinnige Geschwindigkeit. Aber vielleicht sind die Flanken der Impulse schon verbogen..... Ich dachte es wäre soooo einfach, ein wenig Licht umzusetzen. Aber man lernt immer dazu.

DSC_2624.jpg

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Antwort von ruessel:

Nur zur Auflösung des Problems:
Es ist der Arduino selber, der Probleme macht. Beide sollen von der Technik gleich sein - ein kleines und großes Board - beide als Mega 2560 R3 deklariert. Ich habe jeweils 3 stück davon, beim kleinen Board gibt es bei diesen Kabellängen diese seltsamen weißen Blitzer (bei allen 3 Boards). Mit nur 5 Meter Anschlusslänge läuft auch das kleine Board einwandfrei..... ich suche nun nicht weiter, sondern baue meinen Kasten auf große Boards um und gut.

So kann man sich leicht eine leuchtende Bühnendeko kostengünstig basteln ;-)


zum Bild
https://draeger-it.blog/wp-content/uplo ... pro_r3.jpg

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Antwort von prime:

Hehe ich hatte das unterer auch mal, ist aber nie zum Einsatz gekommen. Nochmal Glück gehabt ;-)

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Antwort von ruessel:

Mir ist aufgefallen, das anscheinend dieses Blitzersyndrom bei längeren Kabeln weit verbreitet ist. Wenn man danach im Web sucht findet man viele Einträge dazu, oft wird beschrieben die Datenleitung mit Alufolie zu ummanteln und zu Erden..... halte ich nun für Blödsinn. Es gibt so viele billige Arduino nachbauten, es liegt garantiert an den verwendeten Teilen auf der Platine. Mein Aufbau lief nun Stunden einwandfrei durch, keine Blitzer mehr - Arduino ist der Übeltäter, garantiert.

Als nächstes werde ich mal versuchen, das ganze Musik gesteuert in die Firmware zu bekommen, gibt ja genug analoge Eingänge auf der Platine. Eine moderne Lichtorgel für kleines Geld......

Ja, gibt es alles fertig zu kaufen....aber nicht so, wie ich mir das für mich vorstelle..... es muss schon besonders sein und nicht so wie unten im Film ;-)



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Antwort von ruessel:

Inzwischen gibt es auch was neueres: WLED Software
läuft auf dem ESP8266, kann dann auch über Handy gesteuert werden, da schon WiFi verbaut ist. Hier mal eine Idee für eine Garagenbeleuchtung.



kurze Übersicht: https://electric-junkie.de/2020/08/wled-quickstart/

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Antwort von prime:

Neueres? WLED gibt es schon seit einigen Jahren und hab ich dir direkt auch in der ersten Antwort empfohlen. Falls du noch kein ESP32/8266 Modul gekauft hast, dann nimm eins mit 4 MB (?) Speicher, dann kannst du Vollversion von WLED verwenden. Dann hat man alle Schnittstellen (Hue, ArtNet etc.) und auch die Möglichkeit die Firmware via WLAN zu aktualisieren. Also nicht jedes mal Modul ausbauen, evtl. USB-Serial Adapter dran, flashen und wieder einbauen.

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Antwort von ruessel:

Ich bin erst heute darüber gestolpert und dachte wäre erst 2020 entwickelt worden.
Falls du noch kein ESP32/8266 Modul gekauft hast, dann nimm eins mit 4 MB Es juckt in den Fingern..... aber das ist dann ein Projekt für nächstes Jahr. Ich darf nix neues mehr anfangen...... die Zeit rast und ich bekomme nix fertig.

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Antwort von ruessel:

Richtigstellung:

Ein Händler für LEDstreifen hat mir verraten warum es blitzt oder sogar manchmal die verkehrten Farben kommen können, je länger der LEDStreifen ist, desto deutlicher. Der Fehler liegt an einer Spannungsdifferenz zwischen Arduinopegel der Datenleitung (für die LEDs) und der Versorgungsspannung an der LED. Ist hier ein Pegelunterschied größer als 0,5 V zuckt es, da die Logicchips hinter jeder einzelne LED falsche Befehle kurzzeitig ausführen.

Also, Arduino direkt mit an das Netzteil an der die LEDs auch gespeist werden. Dort darf max. 5,25V eingestellt werden (Arduino 5V In-PIN, darüber kann es schmelzen). Hat man lange Leitungen zu den LEDketten, muss darauf geachtet werden, das die Spannung nicht unter 3,5V abfällt (Leitungsverlust), darunter kann dann die farbe "Blau" nicht mehr mit max. Helligkeit leuchten.

Ich habe mein Arduino nun umgeklemmt auf das LED Speisenetzteil und es läuft auch supi mit den kleinen Platinen! Darauf muss man(n) erstmal kommen.

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Antwort von Sammy D:

Ruessel will sich bestimmt für Halloween rüsten.



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Antwort von ruessel:

Neues Jahr neues Glück.

Jetzt möchte ich mal zu Weihnachten WLED ausprobieren, eine offene Plattform für LED Effekte und Ansteuerung:

https://www.reddit.com/r/WLED/comments/ ... &context=3

Erst heute habe ich einen ESP mit WLED programmieren können....... mal schauen. Die Funktionen werden immer mächtiger.

https://kno.wled.ge/

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