Nachtflugbeleuchtung für RC-Heli

Guten Tag liebe Leute.

Dies ist mein erster Post und auch direkt meine erste Anfrage zum Thema Arduino. Ich habe gelesen, dass dies ein gemischtsprachiges Forum ist und schreibe daher auch in Deutsch. Es fällt mir einfach leichter meine Anfrage in meiner Muttersprache zu formulieren.

Kurz zu meiner Person. Meine Name ist Ingbert und ich bin 38Jahre jung. Seit ca. 2,5Jahren beschäftige ich mich wieder mit ferngesteuerten Hubschraubern. Mit diesen Helis fliege ich sehr gerne Nachts. Hier ein Beispiel einer meiner Flüge.
In dem verlinkten Video kommen einfache RGB-LEDs zum Einsatz. Ein Bild vom Heli ist im Anhang zu sehen.

Und nun zu meiner Anfrage:
Ich möchte die Nachtflugbeleuchtung auf das nächste Level heben und in Zukunft WS2811/WS2812-LED-Streifen verwenden um die tollen Möglichkeiten dieser einzeln ansteuerbaren LEDs auszuschöpfen. In einem ersten Step möchte ich die LED-Streifen, wie sie auf dem Heli im Anhang zu sehen sind gegen die programmierbaren Streifen austauschen. Nur leider weiß ich nicht welches Arduino ich brauche damit ich diese LEDs dann auch vollumfänglich in seiner Funktion ausnutzen kann.
Könnt Ihr mir dabei helfen das richtige Arduino auszuwählen?

Im nächsten Schritt möchte ich dann eine kleine Matrix mit 5x30 LEDs auf dem Heckrohr anbringen womit ich dann Laufschrift, KnightRider und RainbowColors darstellen kann. Quasi als Erweiterung. Wenn ich das mit dem selben Arduino hinbekomme ist es gut wenn ich ein zweites brauche ist es auch nicht schlimm. Es sollte dann aber die Möglichkeit geben Programmcode auf dem zweiten Modul durch das erste Modul starten zu lassen und so bestimmte Sequenzen programmieren zu können.
Was allerdings direkt klasse wäre, wenn ich die LEDs synchron z.B. zum Bass vom Musiktiteln aufblitzen lassen kann gemsicht mit alle den anderen möglichen Effekten.

Es ist kein Problem entsprechende 5V-Spannung für das Arduino und die LEDs zur Verfügung zu stellen auch mir ausreichender Leistung. Der Helif fliegt mit einem 12-Zellen-Lipo mit 5000mAh und ich kann hier mit einem sogenannten BEC 5V mit entsprechender Leistung (bis 50A) abgreifen.

Aktuell brauche ich nur Infos welches Arduino ich dazu verwenden kann und welches Material ich lesen sollte damit ich die ersten Schritte zu Programmierung der LED-Sequezen gehen kann.

Ja, das sollte es erstmal gewesen sein.

Vielen Dank für eure Hilfe.
Gruss
Ingbert

Ein Arduino mit Atmega328P ist für deine Sache der richtige. Arduino Nano oder Pro Mini währen hier interessant. Beim Pro Mini darauf achten, dass du auch einen USB/Serial Adapter brauchst.

Zunächst, also in der ersten Ausbaustufe, sollte ein Arduino Uno ausreichen. Zumindest zum Testen auf dem Basteltisch ist das immer noch die beste Variante. Wenn es aber um den Einbau in das Heli-Modell geht, könnte die Unterbringung platztechnisch zu Problemen führen. In dem Fall bietet sich ein eigenständiger Mikrocontroller z.B. auf Lochraster an. Aber du hast ja noch weitere Spielereien im Hinterkopf. Für Animationen wirst du eine Menge Speicherplatz brauchen, daher käme durchaus ein Teensy 3.1 in Frage. Der arbeitet intern mit 3,3V, was für die WS2812 nach meinem Kenntnisstand nicht ausreicht. Zu diesem Board gibt es aber ein passendes Zusatzplatinchen.

http://www.exp-tech.de/Mainboards/Arduino-Uno-R3.html http://www.exp-tech.de/Mainboards/Teensy-3.html http://www.exp-tech.de/Shields/LED-Controller/OctoWS2811-Teensy-Adapter.html

Und dann noch eine schnelle WS2812B Library unter http://www.fastled.io

und dann hast du alles zusammen Gruß DerDani

Ich wuerde einen Teensy nehmen. Klein, leicht, billig, schnell und viel RAM.

Manche WS2812 kommen mit den 3,3V klar, andere nicht. Ein 74HCT245 Levelshifter hilft bei Problemen weiter.

Und wenn es dann konkret an Matrixeffekte geht, sagt Du nochmal Bescheid.

Hier einen kleine Uebersicht, was ich in letzter Zeit an Animationen geschrieben habe.

Das sieht fliegend bestimmt geil aus… Aber vorher ist das FastLED Wiki Pflichtlektuere.

Willkommen hier!

Beste Gruesse,

Helmuth

edit: Fuer soundreaktive Geschichten (woher kommt das Audiosignal im Heli?) bietet sich ein MSGEQ7 oder die FFT der Teensy Audio lib an. Bei meinen Videos findest Du auch soundreaktive Beispiele.

Ich wuerde einen Teensy nehmen. Klein, leicht, billig, schnell und viel RAM.

Der Vorteil gilt wohl nur für Teensy's mit dem ARM ? Wenn er die Arduino IDE (Code) verwenden will, läuft das meiner Meinung nach nicht ohne Anpassung. (Teensyduino) ?

Hier einen kleine Uebersicht, was ich in letzter Zeit an Animationen geschrieben habe.

Sehr geil!, ist das der China "Led Teppich" den du erst gekauft hast? Es gab einen Thread wegen der Netzteile für sowas, ich glaube der war von dir.

Ja, ich meine speziell den Teensy 3.1 mit ARM Cortex-M4 Prozessor. Den kann man je nach Anwendung auch auf 96, 120, 144 oder noch mehr MHz uebertakten, wenn es mal ein paar fps mehr sein sollen…

Mit Teensyduino 1.2 laeuft der gut unter der Arduino IDE (<=1.0.6).

Nee, der 50x50 Teppich ist (hoffentlich) unterwegs.

Was Du in den Videos siehst, ist eine 32x32 SmartMatrix (gibt es gerade fuer 33 €) bzw. eine 16x16 WS2812B Matrix.

Grundsaetzlich sind 150 LEDs nicht viel. Die bekommt man auch den den 16 MHz/2kB RAM vom Uno in den Griff. Aber gerade wenn man mit LED Effekten erst anfaengt und noch keinen optimierten Code schreibt, ist das schnell frustrierend, permanent an der Grenze der Hardware zu kratzen.

Ein Layer Simplex/Perlin Noise auf 256 LEDs geht mit haengen und wuergen und geizen um jedes Byte RAM auf einem Uno - allerdings nur mit 19 fps, wenn ich mich recht erinnere…

Guten Morgen.

Wow, vielen danke für eure Antworten.

Ich bin guter Dinge hier bald mal starten zu können.
Hier mein aktueller HELI damit Ihr mal eine Vorstellung habt.

Aktuell gefällt mir der Vorschlag mit dem Teensy wegen der Argumentation klein, leicht, billig und viel RAM sehr gut.
Nur wegen der 3,3V des Teensy müsste ich noch wissen, wie ich das am besten löse.
Welche Zusatzteil würde ich dann noch benötigen wenn ich nur 5V liefern kann?
Muss ja nur son mini DC zu DC konverter sein, der die Teensy versorgt.
Also dieser 74HCT245 Levelshifter?

Hardwareseitig sollte erstmal alles möglichst simpel bleiben.

Sonst ist das Softwareseitig und Programmiertechnisch egal, ob ich Arduino oder Teensy nehme?
Die Community ist die selbe?

Also damit ich loslegen kann sieht meine Bestellliste aktuell wie folgt aus:

  • Teensy 3.1
  • Levelshifter
  • WS2811/WS2812 Streifen 60LEDs/m 4m
  • #Spannungsversorgung ist vorhanden

Was schlagt ihr vor wo ich das zeug am besten einkaufe?

Gruss
Ingbert

Und hier noch was: https://www.youtube.com/watch?v=Sksd-GZM70c

Diese LED-Streifen sollen quasi gegen WS28... ersetzt werden, womit ich dann ja noch mehr mit den Effekten spielen kann.

Gruss Ingbert

4li3n:
Nur wegen der 3,3V des Teensy müsste ich noch wissen, wie ich das am besten löse.
Welche Zusatzteil würde ich dann noch benötigen wenn ich nur 5V liefern kann?

Der Teensy 3.1 hat einen VIN-Anschluss, der 3,7 bis 5,5V mitmacht. Auf dem Board sitzt dann ein entsprechender Spannungsregler,d er die notwendigen 3,3V für den Mikrocontroller herstellt - daher keine weitere Beschaltung nötig.

4li3n:
Sonst ist das Softwareseitig und Programmiertechnisch egal, ob ich Arduino oder Teensy nehme?
Die Community ist die selbe?

Mt der Teensyduino-Erweiterung ist das kein Problem: Teensyduino: Download and Install Teensy support into the Arduino IDE

4li3n:
Also damit ich loslegen kann sieht meine Bestellliste aktuell wie folgt aus:

  • Teensy 3.1
  • Levelshifter
  • WS2811/WS2812 Streifen 60LEDs/m 4m
  • #Spannungsversorgung ist vorhanden

Wie ich oben bereits schon verlinkt habe, kaufe ich überwiegend bei www.exp-tech.de, gern aber auch bei www.watterott.com.
Meine WS2812 habe ich allerdings bei ebay über einen deutschen Händler bestellt, der Direktimport aus China ist aber auch möglich (wenn man etwas Geduld mitbringt ;)).

Nur wegen der 3,3V des Teensy müsste ich noch wissen, wie ich das am besten löse. Welche Zusatzteil würde ich dann noch benötigen wenn ich nur 5V liefern kann? Muss ja nur son mini DC zu DC konverter sein, der die Teensy versorgt. Also dieser 74HCT245 Levelshifter?

Gegen Missverstaendnisse: Deine 5V Versorgungsspannung kannst Du dem Teensy direkt geben. Dieser regelt intern auf 3,3V runter, was dann auch die Ausgangsspannung eines Pins ist, wenn dieser auf HIGH schaltet.

Der 74HCT245 macht aus den 3,3V von den Datenpins wieder 5V.

Da die WS2812 intern mit 5V laufen, kann es erforderlich sein, das Datensignal vom Teensy auf 5V anzuheben, damit es sicher erkannt wird.

Helmuth: Da die WS2812 intern mit 5V laufen, kann es erforderlich sein, das Datensignal vom Teensy auf 5V anzuheben, damit es sicher erkannt wird.

Ahhh, danke.

Nur der Vollstaendigkeit halber: Es gibt auch eine Adapterplatine, die den Levelshifter schon drauf hat.

Wuerde einen Teil der Gewichtsersparnis auffressen, aber Du haettest eine solide Loesung inkl. Anschlussbuchse fuer die LEDs, falls Du modular bauen moechtest.

Und irgendeine Buchse brauchst Du ohnehin, wenn Du die Strips nicht direkt anloeten willst.

P.S. Tolles Video ueberigens von Deinem Heli Flug. Ich wusste gar nicht, dass ein Heli so wendig sein kann...

Danke Helmut.

Jetzt wird für mich ein Schuh drauß. Ja, die Platine hatte auch schon der sth77 verlinkt. Ich finde die Platine sogar recht gut mit der RJ45-Lösung. Das bisschen Zusatzgewicht ist nun nicht das Problem. In dem Fall steht Komfort im Vordergrund.

So, dann gehts auch schon los mit den ersten technischen Fragen.

1) Aus dem Empfänger meines Heli kann ich ein PWM-Signal abgreifen das einen Range von 700-1500us hat. Könnte ich das nutzen um die Beleuchtungssequenz zu starten?

2) Ich geh mal davon aus, dass wenn man mal eine Beleuchtungssequenz programmiert ist, diese Startet, wenn das Teensy Spannung bekommt?

3) Kann ich das genannte PWM evtl. sogar dazu verwenden verschiedenen Sequenzen abzurufen?

4) Für die Audiogeschichten würde ich einen kleinen MP3-Player mitschleppen, wenn es sein muss. Ansonsten via Specktrumanalyzer evtl. vorkalkulieren und dann auf das Teensy laden. Besser wäre aber live zu Musik und hier am wichtigsten der BASS ^^

5) Habt Ihr evtl. noch eine Buchempfehlung für mich als Einsteiger?

Gruss Ingbert

1) Ja. Aendert sich wirklich die Modulatiosfrequenz oder doch das Puls-Pause-Verhaeltnis ("Tastgrad")?

2) Wenn Du das so willst, ja. Alternativ startest Du nur bei bestimmtem Input.

3) Ja, natuerlich.

4) Ich verstehe den Sinn nicht. Wenn niemand die Musik hoert, ist das doch Quatsch?! Oder soll der Heli einen Verstaerker + Lautsprecher mitfuehren? Wenn nicht, wuerde ich einfach ein paar Sinusoszillatoren nehmen und die ueberlagern fuer "groovige" Lichteffekte. Siehe dazu meine FunkyClouds Collection. Alternativ kann man auch die Spektralanalysedaten von einem Audio Loop samplen und das als Oszillator hernehmen.

5) Ja. "Code Complete" von Steve McConnell. DAS Buch ueber Software Construction. Hat mir vor langer Zeit Udo Klein empfohlen und das hat mich wirklich weitergebracht.

Arduino spezifisch haben mir am Anfang die Videotutorials von Jeremy Blum sehr geholfen.

1) Kenne selbst die Details noch nicht, aber das läßt sich bestimmt noch herausbekommen.

4) Doch doch dem Publikum wird die Musik eingespielt. Das läuft in der Regel so wie hier: http://youtu.be/Bnk-5G7TB60?t=2m Ich muss nur noch eine Lösung finden die Beleuchtung synchron zur Musik hinzubekommen. Bei dem Beispiel im Video handelt es sich um eine Elektronik, die bis zu 8 LED-Stripes ansteuern kann. Dazu gibt es auch eine Software mit der man zur Musik die Beleuchtungssequenzen einrichtetet. Und bei der Show wird das Beleuchtungsmodul durch einen Countdown manuell vom Piloten möglichst synchron eingeschaltet. Ja und das möchte ich halt mit WS2811/12 in das nächste Level heben.

Bass-Erkennung und ähnliches wurde hier schon besprochen. Ganz einfach kann man einen Frequenz-Filter vor den ADC bauen und das Signal ständig messen: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=251820.0 http://forum.arduino.cc/index.php?topic=257024.msg1837174#msg1837174

Oder man nimmt einen MSGEQ7. Das ist ein fertiges Frequenz-Analyse IC und greift eines der zwei unteren Frequenzbänder heraus: http://tronixstuff.com/2013/01/31/tutorial-arduino-and-the-msgeq7-spectrum-analyzer/

Je nach der genauen Quelle die du hast brauchst die hier vielleicht noch einen kleinen Audioverstärker um das Signal anzuheben: http://www.instructables.com/id/Arduino-Audio-Input/?ALLSTEPS

So, die harte Ware ist für die ersten Versuche komplett Bestellt und ich gehe davon aus, dass das Zeug spätestens KW51 bei mir auf dem Tisch liegt. Somit habe ich über die Weihnachtsfeiertage einiges zu tun.

Das Thema Musik ist natürlich wichtig, aber ich stelle es “erst mal” hinten an.

Erste Priorität hat die Möglichkeit des Durchschaltens verschiedener Leucht-Sequenzen und das über den Sender des Fernsteuerungssystems. Hier habe ich am Empfänger einen Kanal dafür zur Verfügung, wo ich das schon erwähnte PWM-Signal abgreifen werde und als Input ins Teensy bringe. Über diesen Input soll dann je nach Signalpegel ein anderes Leuchtprogramm abgespielt werden. Dazu habe ich im RC-Heli-Forum schon etwas gefunden und auch in diesem Forum hat schon Jemand mit PWM-Inputs gespielt.
Wenn Ihr hier noch nützliche Informationen habt, so nehme ich diese gerne an.

Auch muss ich mir überlegen, wie ich die LEDs grundsätzlich über das HELI-Modell verteile.
Aktuell schwebt mir vor die LEDs nicht als einzelnen Streifen/Bus (Ich denke 4m kommen da zusammen) am Modell anzubringen, sondern Bereiche zu definieren und einzeln anzusteuern. Noch habe ich ja keine praktischen Erfahrung mit Arduino aber es lassen sich sicher auch Bereiche im Programmcode definieren und ansprechen. Wie ist mir eigentlich egal.
Die Bereiche wären z.B.:

  1. Haube LINKS
  2. Haube RECHTS
  3. Kufen
  4. Heckrohr
  5. Heckfinne

Nur zur Info.

Damit mache ich die Spannungsversorgung.

KLICK

Sollte für 5m WS2811 bei voller Weiß-Leistung reichen. Quasi “worst case calculation”

5m x 60LEDs = 300LEDs

300LEDs x 60mA = 18000mA = 18A max

Gruss
Ingbert