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. 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.




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.




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.




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.




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.




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.




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. Rechts neben den Vorwiderständen residiert die Entropia-Platine, ein Stückchen weiter der XPort zu Ansteuerung mittels IP, darüber die RS232-Anschlussbuchse, daneben der blaue Schalter, um die Ansteuerung von RS232 auf IP umzuschalten. Im Hintergrund sind die Kühlkörper für die Spannungsregler. Der XPort arbeitet mit 3.3V bei bis zu 230mA, und diese Spannung muss von den 24V heruntergeregelt werden - das erzeugt Wärme, deswegen die großen Kühlkörper.




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 (dieses Bild zeigt noch die Elektronikvariante ohne XPort).




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.

Die angeführten Programme werden seit der Erweiterung um die IP-Ansteuerbarkeit der Leiste um IP-Funktionalität erweitert.
  • 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 Lichtorgel verwandelt. Die unterschiedliche Aussteuerung verschiedener MP3s wird automatisch ausgeregelt. Mittlerweile gibt es verschiedene Versionen dieses Plugins, eines Z.B., welches Lautstärke durch Farbe darstellt.


Einsatzorte


  • Hackers Awake, Gossau (Feb. 2007)
  • GPN 6, Karlsruhe (Mai 2007)
  • CCC-Camp, Finofurth (Aug. 2007)
  • mrmrcd, Darmstadt (Sep. 2007)
  • rgb2r, Schwetzingen (Nov. 2007)
  • 24C3, Berlin (Dez. 2007)
  • Hackers Awake, Gossau (Mrz 2008)
  • Berlin 08, Berlin (Juni 2008)
  • GPN 7, Karlsruhe (Juli 2008)
  • ICMP4, Münchsteinach (August 2008)
  • mrmcd, Darmstadt (Sep. 2008)


Zutatenliste


  • H-Aluprofilschiene 25x12x2000mm
  • L-Aluprofilschiene 10x10x2000mm
  • jeweils 48 Hochleistungsleuchtdioden, 5mm, der Farben rot, grün und blau
  • jeweils vier 10m-Ringe isolierte Schaltlitze, 0.14qmm der Farben rot, grün und blau
  • zwei 10m-Ringe isolierte Schaltlitze, schwarz
  • ca. 15 gummierte Büroklammern
  • acht kleine Blechschrauben
  • Spiralmantel, 5m lang, für 8mm Durchmesser
  • selbstverschweissendes Polyisobutylenband
  • Plastikgehäuse, ca. 180x150x40mm
  • Sub-D-Steckverbindung (Einbaubuchse und Stecker mit Haube), 37-polig
  • Sub-D Einbaubuchse 9-polig
  • Niedervolt-Einbaubuchse mit Innenstift
  • Schaltnetzteil, Ausgang 24V Gleichspannung, 1.4A
  • Experimentierplatine, 75x100mm, Punktraster
  • Bl0rglichtplatine
  • Stiftleiste für Bl0rglicht
  • XPort XE von Lantronix (00-20-4A-A1-8F-47)
  • Spannungskonstanter 12V, TO220-Gehäuse zzgl. Kühlkörper
  • Spannungskonstanter 5V, TO220-Gehäuse zzgl. Kühlkörper
  • Spannungskonstanter 3.3V, TO220-Gehäuse zzgl. Kühlkörper
  • 4 Elkos 47uF
  • 4 Folienkondensatoren 100nF
  • Metalfilmwiderstände 0.25W, acht mal 220 Ohm und acht mal 270 Ohm
  • Metalfilmwiderstände 0.25W, 16mal 720 Ohm
Die Summe der Materialkosten liegt bei ca. 180 Euro.



Belegung der SubD-Buchse:
(Kontakt, Bedeutung, Software-Kanal, Atmegakontakt)
  • Kontakt 1 - Blau 8 - Kanal 16 - PC7
  • Kontakt 2 - Blau 7 - Kanal 15 - PC6
  • Kontakt 3 - Blau 6 - Kanal 14 - PC5
  • Kontakt 4 - Blau 5 - Kanal 13 - PC4
  • Kontakt 5 - Blau 4 - Kanal 12 - PC3
  • Kontakt 6 - Blau 3 - Kanal 11 - PC2
  • Kontakt 7 - Blau 2 - Kanal 10 - PC1
  • Kontakt 8 - Blau 1 - Kanal 9 - PC0
  • Kontakt 9 bis 11 unbelegt
  • Kontakt 12 - Gruen 8 - Kanal 8 - PA7
  • Kontakt 13 - Gruen 7 - Kanal 7 - PA6
  • Kontakt 14 - Gruen 6 - Kanal 6 - PA5
  • Kontakt 15 - Gruen 5 - Kanal 5 - PA4
  • Kontakt 16 - Gruen 4 - Kanal 4 - PA3
  • Kontakt 17 - Gruen 3 - Kanal 3 - PA2
  • Kontakt 18 - Gruen 2 - Kanal 2 - PA1
  • Kontakt 19 - Gruen 1 - Kanal 1 - PA0
  • Kontakt 20, 21 - +24V
  • Kontakt 22 unbelegt
  • Kontakt 23 - Rot 8 - Kanal 24 - PB7
  • Kontakt 24 unbelegt
  • Kontakt 25 - Rot 7 - Kanal 23 - PB6
  • Kontakt 26 unbelegt
  • Kontakt 27 - Rot 6 - Kanal 22 - PB5
  • Kontakt 28 unbelegt
  • Kontakt 29 - Rot 5 - Kanal 21 - PB4
  • Kontakt 30 unbelegt
  • Kontakt 31 - Rot 4 - Kanal 20 - PB3
  • Kontakt 32 unbelegt
  • Kontakt 33 - Rot 3 - Kanal 19 - PB2
  • Kontakt 34 unbelegt
  • Kontakt 35 - Rot 2 - Kanal 18 - PB1
  • Kontakt 36 unbelegt
  • Kontakt 37 - Rot 1 - Kanal 17 - PB0