Solarstorm-plugin
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Beschreibung
Maintainer: Eike Edener, Daniel König
Autor(en): Eike Edener, Daniel König
Motivation
Das [[1]] hatte zu wenig Kanäle, ganz einfach ;) ! <
> Und cooler sein als Philips ist eh Pflicht >:> !<
>
<
>
Nun mal im Ernst: Nachdem wir einen Philips Aurea Fernseher in freier Wildbahn gesehen haben, <
>
fingen wir gleich an zu philosophieren, ob wir unser Atmolight nicht <
>
auch in diese Richtung weiterentwickeln können. Nach kurzer Zeit war klar: <
>
Mit dem bestehenden Atmolight-Konzept tun wir uns schwer, ein neues mußte also her.
Konzept
Vorgaben für das Solarstorm als Nachfolger des Atmolight waren:
* variable Kanalanzahl ohne Neuprogrammierung des Controllers * leichte Erweiterbarkeit der Kanalanzahl * für verschiedene Flachbildschirmgrößen anpaßbar * Anbindung per USB an den VDR * Versorgung über das Netzteil des VDRs * abwärtskompatibel zu den common anode LED-Streifen * ...
Und heraus gekommen ist das folgende Konzept: <
>
Es soll eine zentrale Steuerplatine geben, die mit dem VDR-Plugin kommuniziert. <
>
Da fast alle USB-fähigen Controller, die in Frage kamen, "unangenehm zu lötende" Gehäuseformen haben,<
>
mußte also eine Kaufplatine mit USB-fähigem Controller und Bootloader ab Werk her.<
>
Bootloader deshalb, weil man dann auf zusätzliches Programmierequipment verzichten kann<
>
und auch der "Endkunde" in der Lage ist, die Firmware zu aktualisieren.<
>
Die Wahl fiel auf das [[2]], dies gibt es in verschiedene [[3]]. <
>
Um die Generierung der PWM für die LEDs nicht in Software machen zu müssen, entschlossen wir uns für den [[4]] <
>
von [Instruments] für die Erzeugung der PWM. Dieser wird per SPI mit Daten versorgt,<
>
also ideal für die Ansteuerung mit dem AVR. Außerdem lassen sich mehrere TLCs in Reihe schalten, <
>die variable Kanalanzahl ist also gesichert.
Hardware
Steuerplatine (AVRopendous)
Die Steuerplatine übernimmt folgende Aufgaben: Ermittlung der Anzahl angeschlossener Treiberplatinen beim Start, <
>
Meldung der Anzahl an den VDR, Entgegennahme der PWM-Daten vom Solarstorm-Plugin und Weiterleitung an die TLC-Controller auf den <
>
Treiberplatinen. Später soll zur einfacheren Inbetriebnahme auch noch eine Testfunktion integriert werden, <
>
mit der man eine einfache Verdrahtungsprüfung der angeschlossenen LED-Streifen ohne laufendes VDR-Plugin machen kann. <
>
Treiberplatine
Die Treiberplatine besteht aus einer einseitigen Platine der Grösse 68x75 mm. Diese kommt ohne SMD-Bauteile aus.<
>
Der Anschluss an die Steuerplatine erfolgt per 10-poliger Pfostenleiste. Die Verbindung mehrerer Treiberplatinen <
>
erfolg ebenfalls per 10-poliger Pfostenleiste. Auf der letzten Treiberplatine in der Kette muss ein Jumper gesetzt werden,<
>
um das Ende der Kette zu kennzeichnen. Angeschlossen werden können LED-Streifen mit gemeinsamen Pluspol (common anode).<
>
Der maximale zulässige Strom pro Kanal wird durch die ULN2803-Treiber begrenzt, mehr als tbd. mA pro Kanal sollten<
>
nicht verwendet werden. Pro Treiberplatine können 16 LED-Stränge angeschlossen werden. Durch die RGB-LEDs ergeben sich<
>
dadurch 5 1/3 Kanäle pro Platine. Der überschüssige Strang ist nicht verloren, sondern wird bei der Kaskadierung mehrerer<
>
Treiberplatinen verwendet (Vielfache von 3 als Platinenanzahl wäre optimale Ausnutzung).<
>
||Platinenrückseite: <
>||
||[[attachment:Platine_rueck.jpg|Vorlage:Attachment:Platine rueck.jpg]]||
<
>
||bestückte Platine von vorn: <
>||
||[[attachment:Platine_vorn.jpg|Vorlage:Attachment:Platine vorn.jpg]]||
<
>
||0-Serie: <
>||
||[[attachment:Platinensammlung.jpg|Vorlage:Attachment:Platinensammlung.jpg]]||
||[[attachment:Platinenstapel.jpg|Vorlage:Attachment:Platinenstapel.jpg]]<
>||
Verdrahtung AVRopendous-Tiny: ||Port B ||Signal ||IN-Stecker || ||PB0 ||unused ||- || ||PB1 ||SCLK (SPI Clock) ||Pin 8 || ||PB2 ||MOSI ||Pin 10 || ||PB3 ||MISO ||Pin 9 || ||PB4 ||unused ||- || ||PB5 ||unused ||- || ||PB6 ||XLAT ||Pin 7 || ||PB7 ||GSCLK ||Pin 4 || ||VCC ||+5V ||Pin 1 || ||GND ||GND ||Pin 2 || ||Port C ||Signal ||IN-Stecker || ||PC5 ||BLANK ||Pin 6 || ||Rest ||unused ||- ||
Jumper bei OUT-Stecker über Pin 9 & 10
Beginn bei 1. Platine (die am Opendous) gegenüber vom +/- Anschluss in der Reihenfolge RGB mit links unten, weiter im Uhrzeigersinn.
LED-Streifen
Um die Vielzahl der Kanäle auch nutzen zu können und um das modulare Konzept verifizieren zu können,<
>
haben wir passende LED-Streifen entwickelt (und irgendwie gehört es auch seit dem Atmolight zu jeder<
>
Entwicklung dazu ;) ). Wir entschieden uns dieses Mal für SMD-LEDs. Diese haben den Vorteil, dass man keine<
>
Löcher bohren muss und die Platinen schmal werden und sich relativ unauffällig auch an modernen Flachbildfernsehern<
>
anbringen lassen.<
>
Die Streifen lassen sich alle 5 cm trennen und sollten sich dadurch an Fernsehern nahezu jeder Größe montieren lassen.<
>
Ein "Basisstreifen" ist 50x1cm gross, mehrere Streifen lassen sich in Reihe schalten. Um einzelne Kanäle anzuschliessen,<
>
müssen die Streifen nicht vollständig geteilt werden, es reicht, die Leiterbahnen "R", "G" und "B" zu unterbrechen.
||So kommen die LED-Platinen vom Platinenhersteller: <
>||
||[[attachment:LED_Bild1.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild1.jpg]]||
<
>
||Platinen in aufgetrennt, LEDs bereits bestückt: <
>||
||[[attachment:LED_Bild2.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild2.jpg]]||
<
>
||Eine einzelne Platine nach dem Auftrennen mit LEDs: <
>||
||[[attachment:LED_Bild3.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild3.jpg]]||
<
>
||50er-Pack SMD-LEDs, <
>die Widerstände werden nicht gebraucht: <
>||
||[[attachment:LED_Bild4.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild4.jpg]]||
<
>
||nochmal in groß: <
>||
||[[attachment:LED_Bild5.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild5.jpg]]||
<
>
||50 LEDs auf der Rolle: <
>||
||[[attachment:LED_Bild6.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild6.jpg]]||
<
>
||Grossaufnahme: <
>||
||[[attachment:LED_Bild7.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild7.jpg]]||
<
>
||Ein paar Vorwiderstände müssen auch noch drauf: <
>||
||[[attachment:LED_Bild8.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild8.jpg]]||
<
>
||Funktionstest Rot: <
>||
||[[attachment:LED_Bild9.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild9.jpg]]||
<
>
||Funktionstest Grün: <
>||
||[[attachment:LED_Bild10.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild10.jpg]]||
<
>
||Funktionstest Blau: <
>||
||[[attachment:LED_Bild11.jpg|Vorlage:Attachment:LED Bild11.jpg]]||
<
>
||Durch Auftrennen der Leiterbahn lassen sich einzelne Kanäle abtrennen: <
>||
||[[attachment:LED_Streifen_trennen.jpg|Vorlage:Attachment:LED Streifen trennen.jpg]]||
<
>
Software
AVR-Firmware
Übersicht
Programmierung
Inbetriebnahme
<!> TODO <!> <
>
VDR-Plugin
Übersicht
Programmierung
Inbetriebnahme
<!> TODO <!> <
>
Montage
||Probemontage an Samaels 46" Pioneer Kuro: <
>||
||[[attachment:Montage.jpg|Vorlage:Attachment:Montage.jpg]]||
sonstiges
Verbesserungspotential
Der Aufbau und die Inbetriebnahme der "Nullserie" hat einiges an Erkenntnissen gebracht. Für die nachfolgende Serien wären aus unserer Sicht folgende Verbesserungen sinnvoll:
* etwas größere Platine, um ein 4. Bohrloch unterzubringen * mehr Abstand von den Bohrlöchern zu den Bauteilen (um z.B. Distanzbolzen zu montieren) * evtl. Integration einer Sicherung und eines Verpolungsschutzes
