LED Rails für Dancefloor-Anwendung

Hallo zusamme...

meine Erfahrungen mit dem Ardunio sind etwa 10 Jahre und damals habe ich ne Drohne gebaut, also man kann sagen ich habe keine Erfahrungen mehr - quasi Anfänger.

Ich bin DJ und möchte Licht-LED-Technik in mein Set integrieren, allerdings entwickelt die Industrie leider nur für "hauptberufliche" Licht-Jocks, die also den ganzen Abend sich nur um das Licht kümmern und es gibt keine befriedigenden Produkte, die man auch "nebenher" bedienen kann.

Nun habe ich auf youtube einige recht beeindruckende arduino-Sound-to-Light Projekte gesehen und frage mich, ob ich das nicht auch für mein Ziel der richtige Weg ist, aber mir fehlt noch Basiswissen.

Daher mal die Frage: Könnte ein oder mehrere arduino sowas hier steuern:

Und die wahrscheinlich wichtigere Frage: Lassen sich verschiedene Szenen programmieren, die man mit einem zu bauenende Controller dann umschalten könnte?

Vielen Dank im voraus für etwaige Antworten und Gruß aus Stuttgart!

clavis

grundsätzlich geht das natürlich. Bis zu einem gewissen Grad auch mit Arduino. Das ist aber auch nicht ganz banal, da Du ja jede RGB LED einzeln ansteuern musst.

Cool - vielen Dank! Das sind ja schon mal gute Infos. Klar werde ich nicht sofort 8 st. 2 Meter Rails aufbauen, die das können müssen. Ich fang erstmal mit nem Testaufbau an. Zeit habe ich ca. 6 - 9 Monate und ich die Wucht um sowas "irgendwie" zu stemmen ist auch da.

Mit gehtg es erstmal darum zu klären, ob mein Weg überhaupt zum gewünschten Ziel führen kann. Ich möchte das Risiko ausschließen, dass ich Zeit und Geld in ein Projekt stecke, was am Ende nicht das gewünschte Ergebnis bringt.

Die Inspiration kam durch dieses Video:

Dort wird zwischen zwei Modi per Toogle-Schalter geschaltet. Aber eben nur zwei Modi: VU-Meter und konstant weiß. Deshalb die Frage nach dem Schalter nochmal ins Detail, weil sehr wichtiges Detail:

Stellt Euch vor ich habe ca. zehn bis max. 15 solcher Modi. Also VU-Meter, Farbverläufe, rein weiß Stroboeffekt, alles aus ... etc. Für jeden Modus möchte ich einen Knopf haben, der den Modus aktiviert. Also nicht Togglen, sondern je eine Taste einem bestimmten Modus fest zugeordnet. Das sollte gehen, oder?

Nächstes Detail: Zwei Potis oder Fader mit denen ich über alle Modi übergreifend als eine Art Master die Lichtintensität und den Speed steuern kann. Klar werden viele der Modi vom SoundToLight im Speed getriggert, aber eben nicht alle. Ich brauche auch ein paar ruhige Modi fürs Vorprogramm, die ich ohne Sound steuern kann.

Vielleicht findest du ein paar Anregungen, wenn du hier mal etwas die älteren Posts durchsuchst
https://www.pjrc.com/blog/

Die Teensy Boards werden auch über die Arduino IDE programmiert. Wegen ihrer hohen Rechnleistung eignen sie sich auch für Anwendungen im Audiobereich.

Für Soundabhängige Steuerung ist auch der MSGEQ7 interessant.

Gruß Tommy

Wenn du was lernen willst, ok. Aber wenn du einfach nur funktionierendes Licht brauchst, würde ich eher fertig kaufen. Das Problem is ja auch, dass selbstgebaute Sachen oft nicht die Zuverlässigkeit und Robustheit habe, wie industrielle Produkte. gerade als DJ gehts doch (vor Allem beim Abbauen nach der Show) oft recht rabiat zu ...

Langer Rede kurzer Sinn: Das Protokoll der Wahl heisst "DMX" - ich denke, davon hast du bereits gehört. Wenn du z.B. auf Ebay guckst, bekommst du z.B. für ca. 100,- bis zu 8 LED-Scheinwerfer mit DMX-Interface.

Für die Ansteuerung der Lampen per DMX könnte man natürlich auch einen Arduino benutzen (ich benutze eine billige fertige DMX Steuerung, ca. 50,-). Neben diversen "synthetischen" Farb- und Lauflicht-Effekten (evtl. nur Taktgesteuert) wäre der "Lichtorgel-Modus" interessant. Dazu müsste man 3 oder mehr Frequenzbereiche analysieren und in DMX-Kommandos umsetzen.

Das Audio-Signal holst du dir entweder per Mikrofon oder direkt vom Mixer. In Frequenzen aufteilen kann man es mit 2 Methoden: a) noch als Analog-Signal mit Bandpässen und dann auf die AD-Wandler des Arduino oder man trennt die Frequenzen per Signalverarbeitung (Görtzel-Algorithmus) in Software ... hier kommt der "gewöhnliche" Arduino evtl. schon an seine Grenzen, ein Due schafft das aber wohl.

Wir müssten aber erstmal klären, ob du dich mit DMX auskennst ...

Für fertige Lampen spricht sicher auch, dass man dann die Stromversorgungs Problematik bei den LED-Streifen nicht hat.

In Sachen DMX sollte auch einiges bei den obigen Links dabei sein. Die großen Controller können auch mehrere DMX-Schnittstellen bedienen, falls eine nicht reicht.

qualidat:
... hier kommt der "gewöhnliche" Arduino evtl. schon an seine Grenzen, ein Due schafft das aber wohl.

Naja. Da sollte man schon dabei schreiben, dass der Due schon auf seinen 10. Geburtstag zugeht. Da sind bei den 32 Bittern mehrere Prozessorgenerationen nachgekommen. Keine FPU, keine DSP-Befehlserweiterungen und natürlich auch kein I2S oder USB-Audio. Bei Audioanwendungen kann der Due nicht wirklich mithalten. Der Controller ist bei Microchip zwar noch "in production" aber schon "not recommended for new designs".

Man muss auch fairer Weise fragen, ob eine Programmierung mit Arduino Bibliotheken sinnvoll ist. Gerade bei einer Anwendung, wie sie Dir vorschwebt, kommt es auf effiziente Programmierung an. Das schließt die Verwendung der meisten Arduino Bibliotheken eigentlich aus. Klar kann man über die Arduino IDE auch in nativem C programmieren - aber dafür gibt es dann auch bessere Umgebungen, die auch deutlich leistungsfähigere Prozessoren unterstützen. Wenn Du also in den nächsten 6 bis 9 Monaten etwas neues lernen willst, solltest Du vielleicht auch mal abseits von Arduino gucken

PS: und glaub mir - das Umschalten der Modi wird am Ende Dein kleinstes Problem sein. Entweder ein kleines Touch-Display dafür oder ein 20 x 4 Punkt-Display + Dreh-Encoder

Spannend wird da auch der Hardware-Aufbau. Das sollte man nicht unterschätzen. Denn da wird bereits da Fundament für die Programmierung gelegt. Eine Schaltung, die sich nur schwer ansteuern lässt, endet auch in einem schlechten Programm

clavis:
… und ich die Wucht um sowas “irgendwie” zu stemmen ist auch da.

Du wärst der Erste mit so einem Thema, der durchhält, bin gespannt :slight_smile:

clavis:
Stellt Euch vor ich habe ca. zehn bis max. 15 solcher Modi. Also VU-Meter, Farbverläufe, rein weiß Stroboeffekt, alles aus … etc. Für jeden Modus möchte ich einen Knopf haben, der den Modus aktiviert. Also nicht Togglen, sondern je eine Taste einem bestimmten Modus fest zugeordnet. Das sollte gehen, oder?

Ja.

Ich mache sowas mit einer Infrarot-Fernbedienung, aber das ist egal.

clavis:
Nächstes Detail: Zwei Potis oder Fader mit denen ich über alle Modi übergreifend als eine Art Master die Lichtintensität und den Speed steuern kann. Klar werden viele der Modi vom SoundToLight im Speed getriggert, aber eben nicht alle. Ich brauche auch ein paar ruhige Modi fürs Vorprogramm, die ich ohne Sound steuern kann.

Auch das geht. Ob man das mit einem Webinterface und Maus oder einem Poti macht, ist ebenfalls egal.

Ich verwende vorzugsweise APA102 (DotStar), weil ca. zehnmal schneller und interruptfähig gegenüber den populäreren WS2812 (NeoPixel).

Die Stromversorgung und die damit verbundene Mechanik ist nicht unproblematisch. Rechne bei jeder LED mit ca. 20 mA, ein Lichtpunkt hat drei (RGB) oder vier (RGBW) davon.

Als Bibliothek verwende ich gerne FastLED, da gibt es auch schöne Beispiele, kann aber derzeit nur RGB.

Ich schreibe nicht, für Dich ist sei es einfach. Bin gespannt, ob Du durchhältst, wäre schön :slight_smile:

Fertige Lampen wären toll! Es gibt seit neuestem welche die eine gute Basis bilden könnten.

Die lassen sich mit dem Artnet-Protokoll ansprechen. Wenn es mir also gelänge einen Controller zu basteln, der Artnet-Befehle senden kann wäre das ideal.

DMX reicht nicht, dafür sind die Szenen zu komplex.

Mit käuflicher Technik ließen meine Wünsche sich nur so realisieren: Man nehme diesen zu den Rails passenden Controller:

und spreche diesen mit einer Artnet-Licht-Steuerungs-Software über eine Art Umsetzer (Artnet-Node) an.

Der Haken an der Sache: Die Software ist dafür konzipiert von einem Licht-Artist mit hohem Konzentrationlevel bedient zu werden. Das kann ich neben dem Mixen nicht leisten. Außerdem ist der ganze Aufbau mit dem Node, Controller, Laptop, drei Netzteile viel zu komplex um das morgens um vier nach Feierabend alles wieder ordentlich abzubauen. Das dauert zu lange und ist nervig.

agmue:
Als Bibliothek verwende ich gerne FastLED, da gibt es auch schöne Beispiele, kann aber derzeit nur RGB.

Darf uch daraus schließen, dass Du sowas mit dem arduino realisiert hast? Kannst Du mir vielleicht ein paar Grenzen nennen? Zum Beispiel die maximale Anzahl der LED?

Hi

Viel gefunden habe ich nicht
Art-Net,Wikipedia
Da das Protokoll 'free' ist, sollte sich doch was machen lassen.
Allerdings bin ich bei UDP außen vor.

MfG

PS: Die Anzahl der LED sind beim Arduino nur vom Speicher abhängig - 300 gehen im Nano durchaus, man sollte halt auf Video-Darbietungen in 4K verzichten - Die müssen ja auch noch irgend wo hin passen.

Hm… 300 ist schon mal zu wenig… Wenn ich mal die fertigen Teile annehme, haben die auf 2 Meter 80 LED, davon dann 8 st. sind 640 LED. Und eignetlich sind 80 LED auf 2 Meter schon ein Kompromiss aus Stromversorgung, Helligkeit und Homogenität.

Gibts Modelle mit mehr Speicher? Ich frag mal Tante Gugel…

später

… Also der Due oder vielleicht schon der Mega 2560 sollten das aber können? Und Teensy wahrscheinlich sowieso?

clavis:
... Also der Due oder vielleicht schon der Mega 2560 sollten das aber können? Und Teensy wahrscheinlich sowieso?

Vom Speicher her ja.

Aber man beachte

A common problem with WS2812 / NeoPixel LEDs is creating their control signal with precise timing conflicts with other timing-sensitive software. Adafruit NeoPixel completely blocks all interrupts. FastLED can be configured to allow other interrupts, but any other library using interrupts for more than several microseconds can disrupt the WS2812 signal.

(aus der Teensy Doku kopiert)

Wenn man also noch DMX / Artnet oder Audioverarbeitung gleichzeitig haben will, wird es kompliziert.

Der übliche Weg ist dann, die LEDs über DMA (direct memory access) zu versorgen. Das geht vollständig im Hintergrund, ohne die loop zu belasten. Da wäre der Mega dann raus, aber der ESP32 eventuell noch zusätzlich mit drin.

Alternativ nimmt man LEDs ohne so hohe Zeitanforderungen.

Also wenn ich das so lese denke ich bist du mit einem Teensy da am besten bedient. Es gibt auch ein geniales Shield mit dem du 8 Kanäle und 10.000 LEDs ansteuern kannst (absolutes maximum ohne DMX oder Audio Programm).
Schaue mal hier Klick Paul Soffregen der macher hinter teensy ist auch hier im Forum vertreten. Kann ihn als User nicht finden früher war er es auf jeden Fall. Will ja nichts falsches hier einstellen.

Man müsste schauen ob man auch den 4.0 mit dem Board betreiben kann dann hast du auf jeden Fall keine Probleme mit Speed und DMX und Audio und den LEDs.

Gruß
DerDani

volvodani:
Kann ihn als User nicht finden früher war er es auf jeden Fall. Will ja nichts falsches hier einstellen.

Habe ihn diese Tage noch gesehen, eventuell ist der Username geändert worden auf pjrc.

Die octows Library gibt es wohl noch nicht für den 4.0. Soll aber kommen.

Vielleicht reicht zum Lernen auch erstmal ein 3.2 oder 3.5, wegen deren 5 V Toleranz. Dann kann man sich immer noch steigern. Ein 4.1 kommt auch noch dieses Jahr, gleicher Controller wie 4.0 aber als langes Board, wie beim 3.6.

Die Gerüchteküche sagt übrigens auch, dass Adafruit zwei neue Feather Boards mit NXP Controllern rausbringt, eines mit dem gleichen Controller wie beim Teensy 4.0, das andere mit einem etwas kleineren.

volvodani:
... Paul Soffregen ...

Der Paul heißt Stoffregen und war als PaulS aktiv. Netter Kerl, hat mir mal geholfen :slight_smile:

clavis:
Darf uch daraus schließen, dass Du sowas mit dem arduino realisiert hast?

Nein, das wäre jetzt maßlos übertrieben. Das, was Du machen willst, ist auch nicht mein Ziel. Aber mit Helmuth, der derzeit nicht mehr aktiv ist und für Dich der richtige Ansprechpartner wäre, habe ich ein paar Erfahrungen gesammelt, die möglicherweise zu ein paar Tipps ausreichen.

clavis:
Kannst Du mir vielleicht ein paar Grenzen nennen? Zum Beispiel die maximale Anzahl der LED?

Ich gehe mal von APA102 (DotStar) RGB aus.

Speicher: je LED ein Byte, je Lichtpunkt (Adafruit nennt sie Pixel) also drei Bytes. Ich verwende in meiner Bar einen Streifen mit 60 Pixel pro Meter, auf 5 Meter also 300 Pixel. Ein Teensy 3.2 bespaßt den Streifen. (Das selbe Programm läuft auf einem ProMini mit 150 Pixeln WS2812.)

Schnelligkeit 1: Ein UNO (= Nano = ProMini) mit den APA102 an SPI reizt die Geschwindigkeit nicht aus. Daher der schnellere Teensy, dessen Ausgabe dann schon wieder gebremst werden muß.

Schnelligkeit 2: Je mehr Pixel, desto länger braucht die Datenausgabe, wird Frames pro Sekunde weniger.

Teensy vs. ESP32: FastLED und Teensy passen gut zueinander, ESP32 funktioniert aber auch (Das Programm, das auf dem ProMini wie auf dem Teensy läuft, tut es auch auf dem ESP32.) ESP32 ist günstiger aber auch komplizierter.

clavis:
Hm... 300 ist schon mal zu wenig... Wenn ich mal die fertigen Teile annehme, haben die auf 2 Meter 80 LED, davon dann 8 st. sind 640 LED. Und eignetlich sind 80 LED auf 2 Meter schon ein Kompromiss aus Stromversorgung, Helligkeit und Homogenität.

Im Video sehe ich vier im Raum verteilte Leuchtstäbe, die Du nicht direkt miteinader verbinden kannst. Zwischen den Pixeln dürfen nur ein paar Zentimeter Kabel sein. Da braucht jeder Stab einen eigenen Prozessor. Die mußt Du dann untereinander verbinden und synchronisieren.

Wie soll Deine mechanische Anordnung sein?

Also, ich versuche mich mal an einer Zusammenfassung:

  • Grundsätzlich ist mein Vorhaben umsetzbar, aber wie genau wird zu erforschen sein. Damit wäre die Frage dieses Threads schon mal beantwortet und ich danke allen Beteiligten für Ihre Zeit und die Antworten!
  • Mit nem Teensy und den APA102 LED wird es an der Hardware nicht scheitern
  • Artnet auf den Controller programmieren könnte sogar auch funktionieren, ist aber noch schwieriger. Für den Anfang erstmal mit FastLED die ersten Schritte zu machen wird schon schwierig genug. Allerdings ist auch fragwürdig, ob ich Artnet überhaupt brauche, wenn ich "nur" max. 1000 LED ansteuern will

Dann wäre jetzt der nächste Schritt: Teensy bestellen, einen Meter APA102 und ein Netzteil und erstmal anfangen mit kleinen Übungen wie zum Beispiel "konstant rotes Licht" "konstant blaues Licht" ... dann die Mischfarben ... dann pulsieren ... dann ...

Macht das so Sinn?

@agmue: Zum mechanischen Aufbau kann ich noch nicht viel sagen. Es hätte einen Charme tatsächlich jede LED-Rail mit eigenem Controller und WLAN zu versehen, so wie in dem Video von Nerdforge, weil man dann nur Strom legen muss und kein Datenkabel mehr braucht. In dem Fall könnte man sogar darüber nachdenken das einzelne Rail mit nem Bleiakku zu versorgen, wäre damit bei der Wahl des Aufstellungsortes komplett frei, hätte einen schweren Standfuss (Kippsicherheit) und müsste gar kein Kabel mehr legen > sehr sexy! Aber im Moment spielt das noch keine Rolle. Letztlich werde ich den Aufbau unterordnen, erstmal ist mir die Funktion wichtiger.

Sollte ich die Rails selber bauen müssen, ist klar, dass ich dass nicht so mache wie im Nerdforge-Video... da sträuben sich meine Handwerker-Nackenhaare. Das ist übles Gebastel und geht viel besser, vor allem sicherer. Das ist aber kein Problem für mich, ich habe Zugriff auf ne Werkstatt um das professionell zu bauen. Das Problem ist im Moment der Code.

Das Controllerpult soll am Ende auf die genannten Funktionen beschränkt sein und robust genug, dass ordentlich darauf hauen kann. Vorstellbar wäre meinen alten AKAI-MPC-MIDI Controller auszuweiden und die eigene Steuerrung da rein zu löten. Der hätte alle gewünschten Funktionen und nicht viel mehr, ist also noch übersichtlich genug:

Artnet für Arduino (und Teensy) gibt es wohl schon

Braucht ein zur Ethernet Library kompatibles Shield bzw. Modul.

Da ist auch ein Beispiel für ESP... und WLAN dabei.

Könnte eventuell sogar auf orignalen Arduinos mit WLAN laufen (Nano 33 Iot, MKR Wifi), wenn man etwas bastelt.

Beim Speicher vergaß ich zu erwähnen, daß ein guter Programmierer mit weniger Speicher auskommt. Es gibt pfiffige Methoden, um mit wenig Aufwand beeindruckende Animationen zu kreieren.

clavis:
Dann wäre jetzt der nächste Schritt: Teensy bestellen, einen Meter APA102 und ein Netzteil und erstmal anfangen mit kleinen Übungen wie zum Beispiel "konstant rotes Licht" "konstant blaues Licht" ... dann die Mischfarben ... dann pulsieren ... dann ...

Macht das so Sinn?

Ja, macht es.

Bei 60 Pixeln pro Meter ist ein Meter zur Beurteilung von Effekten aber recht kurz, wenn Du sowas wie KnightRider mit Schweif machen willst. Ich habe hier einen Rest von 122 Pixeln von 144 Pixeln pro Meter, da sieht man schon mehr.

Du benötigst aber noch einen Widerstand und einen LevelShifter 3,3 nach 5 Volt (Ich verwende SN74LS245N, gibt aber möglicherweise bessere Alternativen. I2C-LevelShifter taugen nicht, weil der Transistor nach 5V fehlt!).

Nun gibt es derzeit einen Virus, der die Lieferzeiten durcheinander bringt. Da könnte man auf die Idee kommen, anstelle eines Teensys ein Dreierpack ESP32 zu erwerben.

clavis:
@agmue: Zum mechanischen Aufbau kann ich noch nicht viel sagen. Es hätte einen Charme tatsächlich jede LED-Rail mit eigenem Controller und WLAN zu versehen, ...

Wäre so mein Vorschlag für das Fernziel gewesen. Die Grundübungen funktionieren auch auf einem ESP32, möglicherweise will Dich das Schicksal in Form eines Virus ja dahin drängen :slight_smile:

Also Mut zum ESP32?!?


PS.: Ich bin derzeit mehr am ESP32 denn am Teensy interessiert. Spannend ist da beispielsweise die Übertragung eines neuen Programms Over The Air (OTA), also ohne USB. Aber aus egoistischen Gründen möchte ich Dich nicht zum ESP32 überreden.