Hardware für LoopingLouie

Hallo,

als stiller Mittleser habe ich mir in dies Forum schon einige Probleme lösen können.

Nun möchte ich ein größeres Projekt starten und weiß noch nicht welche ICs am besten geeignet sind.

Zu meinem Vorhaben:

Erweitern des Spiels LoopingLouie.

Benötigt wird:
8 Taster inkl. Led
8 Fotodioden & Transistoren
8 x 10cm RGB LED Streifen
FET H-Brücke für Motor Rechts sowie Linksdrehung

Benötigte Ein u. Ausgänge

PWM 34 --> (24 für die RGB LED Streifen) + (8 x LED im Taster) + (2 für H-Brücke Motor)
Input 16 --> 8 für Taster + 8 für Lichtschrank

Die erste Frage, wie kann ich den Arduino erweitern um auf meine benötigten 34 PWM Ausgänge zu kommen?
Da der Arduino Mega bereits 16 Eingänge besitzt. werden keine weiteren Eingänge benötigt.

Ich lese in unterschiedlichen Projekten von unterschiedlichsten ICs.
Nun bin ich sehr verunsichert welche die geeigneten für mich wären.
Gerne könnt Ihr mir einige nennen bzw. was die Vor und Nachteile sind.

Gerne stelle ich meinen Stromlaufplan sofern die geeigneten ICs gefunden sind zur weiteren Planung im Forum online.

Hallo,
als lauten Schreiber kennst Du mich ja schon vom stillen Mitlesen :wink:

lexnared:
8 x 10cm RGB LED Streifen

Was stellst Du Dir da vor?

Wie wäre es mit WS2812, WS2815, APA102 oder dergleichen?

Warum benutzt Du für die LED nicht einzeln adressierbare WS2812 (1 Steuerpin) oder APA102 (Datenpin+Taktpin) für alle LED zusammen als RGB-LED?

Da ich mir unter dem Spiel nichts vorstellen kann, kann ich nichts weiter dazu sagen.

Gruß Tommy

LED-Streifen. Nimm WS2812 Streifen und Du brauchst nur 1 Ausgang.
Ansonsten ist Deine Erklährung ungenau um Dir gute Ratschläge zu geben.
Grüße Uwe

Die erste Frage, wie kann ich den Arduino erweitern um auf meine benötigten 34 PWM Ausgänge zu kommen?

Da bieten sich LED Streifen (Neopixel = WS2812 oder APA102) an, die seriell angesteuert werden (FastLED Library)

Mit einem 74LS166 (PISO Shift register) könntest du 8 Signale über 2 Pins per shiftIn lesen.
Die kannst du auch kaskadieren und so mit diesen 2 Pins auch 16 Eingänge erfassen.

Gibts auch in Ausgangsrichtung: shiftOut an einen 74LS595

Tommy56:
Da ich mir unter dem Spiel nichts vorstellen kann, kann ich nichts weiter dazu sagen.

Schau Dir mal ein Video an. Es quält nicht gerade die Gehirnwindungen, eignet sich aber möglicherweise gerade deswegen für Spielemuffel. Mir hat es mehr Spaß gemacht, als der simple Aufbau vermuten läßt. Es kommt halt sehr auf die gut gelaunten Mitspieler an. Aber das ist ja meist so.

Tommy56:
Warum benutzt Du für die LED nicht einzeln adressierbare WS2812 (1 Steuerpin) oder APA102 (Datenpin+Taktpin) für alle LED zusammen als RGB-LED?

Da ich mir unter dem Spiel nichts vorstellen kann, kann ich nichts weiter dazu sagen.

Gruß Tommy

@tommy56, @uwefed
das klingt hervorragend!
Genau das was ich immer gesucht habe und nie wusste dass es dies gibt :slight_smile:

Jetzt habe ich eine Frage zu den WS2812 Strips.
Das Spiel Looping Louie erweitere ich auf bis zu 8 Spieler.
Sprich jeder Spieler hat seitlich vom Katapult 15cm RGB LEDs WS2812. Diese sollen pro Spieler farblich unterschiedlich gestaltet werden. Muss ich diese dann jeweils in Reihe betreiben? Folglich den digital Out von Spieler 1 auf den digital in von Spieler 2 führen, usw. bis zum letzten Spieler? Oder besteht die Option dies über den Programmcode zu lösen und dies parallel zu gestalten. Zumindest müsste ich dann in meiner Vorstellung pro Spieler nur den digital in ansteuern?
Die Frage stellt sich mir wegen der Leitungsführung.

a) du musst nach der letzten Led von Spieler 1 den Dout retourleiten auf Din von Spieler 2
b) du kannst aber auch den Strip von Spieler 2 auf einen separaten Pin legen. Dann brauchst halt für jeden Spieler einen separaten Neopixel Pin.

lexnared:
Genau das was ich immer gesucht habe und nie wusste dass es dies gibt :slight_smile:

Es gibt verschiedene Bauformen:

  • gerade Streifen mit unterschiedlicher Pixeldichte
  • Ringe
  • Matrix
  • einzelne runde Gehäuse mit 5, 8 und 12 mm Durchmesser, teilweise fertig verdrahtet

Es gibt verschiedene Typen:

  • WS2812b: viel Strom, langsam, nur ein Pin für Takt und Daten
  • WS2815: weniger Strom, sonst wie WS2812b
  • APA102: viel Strom, ca. zehnmal schneller, ein Pin für Takt und einer für Daten

lexnared:
Die Frage stellt sich mir wegen der Leitungsführung.

Der maximale Abstand zwischen µC-Pin bzw. DOUT und DIN ist auf einige cm begrenzt. Das hängt vom Typ und möglicherweise auch vom Hersteller ab.

Eine Verschaltung in Reihe benötigt nur einen oder zwei Pins gegenüber 8 oder 16 bei Sternschaltung. Nicht ganz unwichtig bei der Wahl des µCs.

Vermutlich genügt ein UNO/Nano/ProMini mit zusätzlichen ICs. Da die Vorstellungen für die Realisierung noch etwas nebulös erscheinen, könnte auch ein Mega2560 eine gute Wahl für den Start sein, damit sich das Projekt von der Theorie löst und mal praktisch wird.

Ein Mega2560 in der Bastelkiste ist eigentlich nie falsch. Manche Programme, die zunächst nur in den Merga2560 passen, lassen sich während der Projektentwicklung dann auf eine Größe für UNO/Nano/ProMini eindampfen.

Der maximale Abstand zwischen µC-Pin bzw. DOUT und DIN ist auf einige cm begrenzt. Das hängt vom Typ und möglicherweise auch vom Hersteller ab.

Laut Datenblatt vom kann der Abstand zwischen 2 LED
WS2812 und WS2812B über 5m sein.
WS2813 über 3m;
WS2815 je nach Datenblatt über 3 bzw 5m;
WS2818 sind es 5m;
WS2811 sind es 10m;
WS2801 sind es 6m bei 2Mhz Clockfrequenz und Lastwiderständen um Reflexionen zu vermeiden.
APA102: Hab keine Angaben gefunden.
APA104: über 5m
Apa106: bis zu 5m nicht mehr
SK6812: über 10m

Notfalls kann ein Ws28xx dazwischengeschaltet werden um die mögliche Distanz zu verlängern. Bei der Programmierung muß man hat berücksichtigen daß einige LED nicht zu sehen sind.

Grüße Uwe

Danke Uwe für die Präzisierung! Leider sind meine Erfahrungen nicht ganz so positiv.

Ich muß sagen auch ich hab diese Abstände nie ausgereizt.
Grüeß Uwe

uwefed:
Laut Datenblatt vom kann der Abstand zwischen 2 LED
WS2812 und WS2812B über 5m sein.
WS2813 über 3m;
WS2815 je nach Datenblatt über 3 bzw 5m;
WS2818 sind es 5m;
WS2811 sind es 10m;
WS2801 sind es 6m bei 2Mhz Clockfrequenz und Lastwiderständen um Reflexionen zu vermeiden.
APA102: Hab keine Angaben gefunden.
APA104: über 5m
Apa106: bis zu 5m nicht mehr
SK6812: über 10m

Notfalls kann ein Ws28xx dazwischengeschaltet werden um die mögliche Distanz zu verlängern. Bei der Programmierung muß man hat berücksichtigen daß einige LED nicht zu sehen sind.

Grüße Uwe

Das ist sehr interessant für zukünftige Projekte.
Jedoch geht es bei mir lediglich um eine Strecke von dout zu din von ca. 25cm
Kannst du einen Typ an RGB LED empfehlen?
Wünschenswert wäre natürlich ein schneller Farbwechsel aller LEDs

lexnared:
Kannst du einen Typ an RGB LED empfehlen?
Wünschenswert wäre natürlich ein schneller Farbwechsel aller LEDs

Wieviel Pixel sollen es denn insgesamt sein? Welche Bauform? Bei Streifen welche Dichte?

In meinem Avatar siehst Du 5 mm rund wie diese LED - RGB Addressable, PTH, 5mm Clear, nur etwas flacher.

5050 wären nicht schlecht.
Dichte: 60 pro Meter
Schutzklasse IP 65

Lese schon den ganzen Morgen über die unterschiedlichsten vor und Nachteile.
Auch ob es schon eine fertige Bibliothek gibt.
Letzten Endes habe ich mich für die WS2813 entschieden.
Diese haben 5V DC.
Nach Ausfall einer LED, leuchten die restlichen weiter (Vorgängermodel WS2812 unterstützt dies nicht)

Die WS2813 ist nun bestellt.
Die Lieferung dauert allerdings eine Woche.
Bis dahin stagniert die Ansteuerung der LED Stripes.
Ich werde mich nun mit der Ansteuerung der H-Bridge für den Motor befassen.
Soll ich diesbezüglich bei Fragen ein neuen Thread aufmachen?

lexnared:
Auch ob es schon eine fertige Bibliothek gibt.

Adafruit_NeoPixel oder FastLED.

lexnared:
Soll ich diesbezüglich bei Fragen ein neuen Thread aufmachen?

Verändere den Titel von #0 beispielsweise in "Hardware für LoopingLouie", dann ist es allgemeiner in der Fragestellung aber wir haben einen Erinnerungsanker durch den Namen des Spiels.

Okay, habe den Titel geändert.
Ich werde morgen früh eine Stromaufnahme des Looping Louie Motors machen, um den passenden Motor Driver zu finden

Habe inzwischen die Werte.
Gemessen wurde mit einer Spannung von 11,15V DC bei einem Stromfluss von 0,65A.
Ein Peak wurde mit 1,10A bei gleicher Spannung gemessen.
Somit fällt der Motortreiber L293D schon einmal aus der Auswahl.

Nach etwas Recherche, bin ich auf den L298N gestoßen.
Diesen gibt es auch mit Kühlkörper link
Klingt jedenfalls vielversprechend.
Was meint Ihr dazu?
Gibt es eine bessere Alternative?


Ich habe zwischenzeitlich passende Taster mit leuchtender Nummer gefunden.
Taster mit LED Nummer
Die led hat einen max. Stromaufnahme von 15 mA

Nun benötige ich ein 8 bit Shift Register.
Von @Michael_X wurde bereits das Schieberegister 74LS595 genannt.
Jedoch ist dieser mit einem max. Strom bei allen geschalteten Ausgängen mit 65mA zu wenig.
Es werden 8 Ausgänge benötigt 8x15mA = 120mA.
Kennt ihr eine passende alternative für die ca. max. 150mA kein Problem darstellt?
Einen kleine Peak habe ich mal noch mit einberechnet.

Moment - mal.
Warum ein Shift Register?

Wenn LED dann nimm doch einen LED Treiber, z.B. einen MAX7219 (SPI ähnlich), HT16K33 (I2C) oder wenn du PWM machen willst, einen SX1509.