Erweiterungsboard und "LED-Würfel"

Hallo! :)

Für ein Schul-Projekt benötige ich ein Erweiterungsboard, mit dem ich ein paar PINs mehr zur Verfügung habe. Selbst wenn ich den Arduino Mega verwende fehlen mir noch PINs. Gibt es sowas? Bei meiner Google-Recherche fand ich zwar ein solches Board, aber das ist ausverkauft und ich weiß nicht wann und ob es das nochmal gibt...

Dann suche ich noch "LED-Würfel". Wir stellen uns das später in etwa so vor: Vor uns liegt ein Raster aus 7x18 eckigen LEDs mit jeweils einem minimalen aber vorhandenem Rand. Nun haben die meisten LEDs die Eigenschaft nicht viereckig sondern rund zu sein und ziemlich hell zu leuchten, fast schon zu blenden. Wir suchen aber LEDs, die viereckig sind (8-10mm Seitenlänge) und diffus sind bzw nicht blenden. Gibt es so etwas? Oder wie könnte man so etwas am besten bauen?

Das ganze soll später übrigens eine Uhr werden und die LEDs dienen dann als Anzeige. Zwar etwas aufwendig die Anzeige, aber in unseren Augen cooler als ein normales Display

Vielen Dank schon mal für eure Hilfe!

Gruß, Andreas

Da solltest Du schon etwas genauer werden, wofür Du die Pins benötigst, damit man die geeignetsten Varianten ermitteln kann.

Es wären z.B. Schieberegister und diverse Portexpander möglich.

Geht es mehr un (wie ich vermute) Output-Pins? Du kannst auch die analogen Eingänge als ganz normale digitale Ein-/Ausgänge nutzen.

Gruß Tommy

Edit: Bei Google mal flächen LED eingeben. Da kommt einiges, incl. Selbstbau.

Ja, richtig. Es geht vor allem um Output-PINs für die LED-Anzeige. Da die alleine schon viele PINs beanspruchen wird es später schwer noch bspw einen Temperatursensor für die Anzeige der Raumtemperatur einzubauen.

Und danke für den Tipp mit der Flächen-LED, sowas hab ich gesucht! :)

Deine Anzeige besteht dann aus 7 Zeilen und 18 Spalten? Dann kann man Mulitplexen d.h. du nutzt dann dafür 25 I/Os. Also 7 Zeilentreiber und 25 Sink Augänge (mit Entsprechender beschaltung N-Fets o.ä. Gruß DerDani

Hallo Andreas, hast Du schon WS2812 (Neopixel) oder APA102 (DotStar) in Erwägung gezogen? Die Lichtpunkte bestehen drei (RGB) oder vier (RGBW) LEDs und einem IC, das vergleichbar mit einem Schieberegister die Daten zum nächsten Lichtpunkt weiterschiebt. Das IC steuert die LEDs mittels PWM an. Daher kann man sie auf blendfrei dimmen. Alle LEDs hängen an einem Arduino-Datenpin, Stromversorgung mit einem fetten Netzteil.

Bei Interesse gerne mehr Infos.

andi_vogt:
Ja, richtig. Es geht vor allem um Output-PINs für die LED-Anzeige. Da die alleine schon viele PINs beanspruchen wird es später schwer noch bspw einen Temperatursensor für die Anzeige der Raumtemperatur einzubauen.

Und danke für den Tipp mit der Flächen-LED, sowas hab ich gesucht! :slight_smile:

Der Arduino kann nciht soviel Strom liefern damit alle LEDS leuchten.

Verwende einfach mehrere 8x8 LED Matrix Module und MAX7219 Treiber/multiplexer.
Grüße Uwe

agmue: Hallo Andreas, hast Du schon WS2812 (Neopixel) oder APA102 (DotStar) in Erwägung gezogen?

Habe heute Mittag nochmal ein wenig das Internet auf den Kopf gestellt und bin dann auch über Neopixel gestolpert. Darauf wird es wahrscheinlich auch hinauslaufen! Angenommen ich nehme jetzt diesen LED-Streifen, wie schließen ich ihn an und welches Netzteil brauche ich. Gibt es da noch irgendwie ein Zwischenboard? Bei Amazon war das unter dem Suchbegriff "Neopixel" das günstige Ergebnis mit der Anzahl an Dioden...

Gruß, Andreas

Bei beiden hat jede 3fachLED (RGB) einen eigenen Controller dran, der selbst wie ein Schieberegister arbeitet.

Der Wesentliche Unterschied ist die Ansteuerung.WS2812 steuerst Du nur über 1 Pin (data) + GND an. Nachteil: Du musst die Signalfrequenz sehr genau einhalten.
APA102 steuerst Du über Data + takt + GND an. Da Du den Takt (clock) mit gibst, kann das Signal in der Geschwindigkeit weite Bereiche abdecken. Du brauchst halt 1 Pin mehr.
Gesteuert köännen beide über die FastLed-Lib werden.

Zum Stromverbrauch: Pro LED sind es ja eigentlich 3 LED mit je 20 mA, wenn man sie auf weis und volle Helligkeit aussteuert. Also 60 mA pro Ledpunkt. Davon mußt Du bei der Dimensionierung des Netzteils ausgehen.

Des Weiteren kannst Du Dir wohl vorstellen, dass die dünnen Leiterbahnen auf dem LED-Strip nicht mehrere Ampere aushalten. Da leuchten dann mal kurz die Leiterbahnen und das wars.
Deshalb sollte man in regelmäßigen Abständen (ich nehme ca. 1 Meter) und am Ende jeweils Vcc und GND einspeisen. Bei <=2m genügt vorn und hinten.

Du kannst sie auch an den Trennstellen zerschneiden und mit Draht verbinden, wenn Du andere Muster erreichen willst und sie trotzden als ein Stück ansteuern.

Gruß Tommy

Das heißt APA102 wäre empfehlenswerter?

Dass die Streifen nach der entsprechenden Anzahl LEDs zerschnitten werden und damit dann das Feld gebaut wird war der Plan, das sollte ja problemlos gehen. Was ich nicht ganz verstehe ist das mit Vcc und GND was du beschrieben hast... Was genau meinst du mit Vcc und wie schließe ich die wo an?

Gruß und Danke, Andreas

Na die LED müsswen ja auch mit Strom versorgt werden. Die kannst Du nicht vom Arduino aus versorgen, da verdampft dessen Spannungsregler ;) Vcc ist die Betriebsspannung (im Normalfall 5V, manches Mal aber auch 12V, da gehören dann immer 3 LED-Punkte zusammen) und GND ist der Minuspol/die Masse, also das, was zwischen dem Arduino und den LEDs immer verbunden werden muss.

Wo Du das anschließt, steht auf dem Streifen.

Die APA102 sind problemloser zu handeln, weil sie in einem weiten Frequenzbereich angesteuert werden können.

Gruß Tommy

Also dann wiederhol ichs nochmal damit ich nichts falsch verstanden habe: - den LED-Streifen den ich als Amazon-Link geschickt habe geht theoretisch, ist aber aufwendiger anzusteuern (wie weiß ich zwar noch nicht, aber hab schon ein paar Internet-Guides gefunden die ich gleich lesen werde) - ich benötige noch ein Netzteil das mindestens 60mA pro Lampe liefern kann - ich muss schauen dass ich am Ende nochmal Vcc und GND anschließe (kurze Frage dazu: schließe ich das Netzteil dann sozusagen am Ende nochmal an? Oder ein zweites? Weil Betriebsspannung klingt nach dem Netzteil) - Die Streifen kann man trennen und dann mit Draht zu einer individuellen Matrix Formen - Wenn die Streifen nach jeder LED trennbar sind ist die Betriebsspannung 5V, nach drei LEDs 12V.

Stimmt das alles? Und kann mir noch jemand die Frage zu Punkt 3 beantworten?

Vielen Dank für eure Mühe!! Gruß, Andreas

  1. Die sind nicht aufwendiger, sondern vom Aufwand her (1 Pin weniger) einfacher anzusteuern, die Ansteuerung muss aber ziemlich genau im Zeitablauf sein. Die anderen sind unkritischer.
  2. ja und etwas Reserve
  3. weil sonst der ganze Strom für z.B. 50 LEDpunkte = 60mA * 50 = 3A durch die dünnen Leiterbahnen der 1. LED fließen muss und die das nicht lange überleben. Bei mehrfachen Einspeisungen wird das aufgeteilt.
  4. ja
  5. in der Regel ja - Datenblatt des Versenders lesen
  6. in die Leitung vom Arduino uir 1. LED für data (DI) und wenn vorhanden Takt (CLK) einen 220 Ohm Widerstand schalten. Der schützt den Arduino, wenn der LED-Streifen früher Strom hat, als der Arduino.

Gruß Tommy

Alle WS2812B sind von der Versorgungsspannung paralellgeschaltet und brauchen (normalerweise) 5V DC. Die Daten werden in den ersten eingespeist und der gibt die Daten dann an den nächsten weiter. Damit der WS2812B nicht kaputtgeht wenn die Versorgungsspannung vom Netzteil fehlt aber Arduino eigeschaltet ist mußt Du einen 330 Ohm Widerstand zwischen Arduino Ausgang und WS2812 Eingang schalten. Mit der FastSPI oder Neopixel Bibliothek kannst Du die WS2812 ohne Probleme ansteuern. Der von Dir verlinkte LED-Streifen mit 60 LED pro Meter braucht 3,6A pro Meter. Damit die Leiterbahnen auf dem LED-Streifen nicht überhitzen weil zuviel Strom fließt mußt Du masse und +5V an mehreren Stellen einspeisen. Einfach das 5V Netzteil an mehreren Stellen des Streifens mit GND und +5V verbinden. Wenn Du eine Matrix aufbaust kannst Du einfach an allen enden die Spannung einspeisen.

Es gibt auch Platinen mit 8x8 WS2812 Anordnung.

Grüße Uwe