Raspberry PI und eine menge LED´s

  • Hallo liebes Forum,


    ich habe folgendes problem, bzw. brauche ein wenig Rat von erfahrenen Usern bezüglich eines Vorhabens, bzw. deren Machbarkeit.


    Projekt:
    Raspberry PI mit ca. 2000 (zweitausend) LED / SMD RGB verbinden. (Nicht direkt schreiben, wer sowas braucht :-) ICH)


    Vorhaben:
    Es geht um ein Lager das an jeden Lagerplatz eine LED erhält die zu einem bestimmten Zeitpunkt aufleuchten soll.


    Gedanken:
    Nach einigem lesen und Projekten die ich im Netz entdeckt habe, versuchen sich viele an der Ambilight mit SMD / LED Strips.
    Dies scheint ja auch soweit mit den WS1812 bzw. WS2801 / WS8011 IC SMD zu funktionieren.
    Jedoch ist es nicht das was ich brauchen kann, denn in diesen Projekten werden ja viele LED gleichzeitig angesteuert bzw. angeschaltet.


    In meinem Projekt ist es so das ich nicht alle LED anschalten möchte (zu keinem Zeitpunkt) sondern gezielt einzelne in verschiedenen Farben,
    das heißt zum Beispiel LED 55, 102, 654, 876, 976, 1257 in Grün und 33, 65, 888 in ROT.


    Aufbau Wunsch:
    Raspberry PI möglichst ohne weiteres Zusatzboard als Steuersystem und einzel LED inkl. IC selbst verkabelt in ca 50 cm abständen. (Keine Fertigen Strip, diese sind zu eng beieinander und ich benötige keine 32 LED auf 1m sondern max 6 auf 1m) natürlich kommt die die frage der Strom Versorgung der LED zum tragen.


    Fragen:
    1.) Welche LED bzw. IC ist dafür am besten geeignet WS2812 oder WS2811 oder ein ganz anderer ?
    2.) Wie oft bzw. nach wie vielen Metern müsste man den Strom neu einspeisen, wenn auf 1m ca 6 LED sind?
    3.) Ist das Projekt überhaupt machbar ?
    4.) Kommt eine Funkverbindung infrage (LED / IC Modul eigenständig mit Funk Empfänger)


    Es wäre super wenn sich jemand ernsthaft mit diesem Thema befassen könnte.


    Besten Dank!

  • Das ist ja ein Mammutprojekt. Technisch ist das glaube ich nur mit einem Bussystem zu bewerkstelligen. Ich denke da z.B. an 1wire. Da bräuchte man allerdings für jede LED einen 2 Kanal 1wire Schalter wie den DS2406 und einen Decoder. Z.B. 00 ist aus, 01 ist rot, 11 ist grün und 10 ist rot. Mischfarben wären damit aber nicht möglich. Mit einem DS2408 (8Kanäle) wären Mischfarben möglich und kein Decoder nötig allerdings sind die Kosten nicht ohne, da Du selbst bei Mengen wie 2000 Stk bei 4 Euro pro Chip bist.

  • CTecS


    Danke hatte die Matrix Geschichte auch schon im Blick! Jedoch meist wieder verworfen da meistens noch zusätzliche Boards verwendet werden.
    Habe aber gesehen das in dem Forum Post auch über lpd8806 und WS2812 gesprochen wird. Wobei der lpd8806 wohl besser zu Händeln sei!


    raspiprojekt  
    Meinst Du wirklich das man das so aufwendig machen muss. Ziel ist es ja einzelne LED aufleuchten zu lassen in einer beliebigen Farbe. Also 3 mal Led Rot und 3 mal LED Grün.
    Es muss sich doch auch über WS2812 oder Lpd8806 verwirklichen lassen, wenn man genug Strom auf die Leitungen bekommt. Bzw. bei welcher Länge würde das Data Signal denn versagen oder verfälscht werden. Wenn auf sagen wir mal 1,5m 6 LED sind mit IC.


    Das Projekt soll so simpel wie nur möglich aufgezogen werden, da eine Ansteuerung der LED ja nur Einzelfaben sind mit einzel LED. Ohne Komplexe Laufmuster oder Farbwechsel.
    Einfach ein simples einschalten in einer bestimmten Farbe an einer beliebigen Position.

  • Strom könntest du ja "zwischendrin" mehrfach einspeisen (ggf. über dickere Leitungen parallel führen oder gesonderte Netzteile, wobei die Spannungsdifferenzen ggf. da Grenzen setzen... das dürfte sich aber lösen lassen).


    Soweit ich diese Chips verstanden habe, wird das Signal ja weiter geleitet... somit aufgefrischt (?). Allerdings denke ich, dass die maximale Anzahl der adressierbaren Chips begrenzt ist und keine 1000 erreicht... (hm... mal in den Unterlagen lesen...).


    Eventuell musst du Gruppen (Cluster) bilden (5 x 200), die dann vom Raspi entsprechend versorgt werden, ausreichend GPIOs (2 pro Gruppe für je Takt/Data) sind vorhanden.


    Das würde die Stromversorgung auch vereinfachen..


    == Edit ==
    Korrektur: Datenblatt
    * bis zu 2000 LEDs (die sprechen von Pixel(?)) scheint so ein Chip addressieren zu können.
    * Signalrefreshing existiert..


    my 2ct
    Mfg, Zen

  • Schon mal drueber nachgedacht wie diese 2000 Leds verdrahtet werden sollen ??
    Minimal 2001 Draehte auf einen PI, das gibt schon einen ansehnlichen Schaltschrank
    und ein sehr dickes Drahtbuendel !


    Ich wuerde das eher mit vielen Mikrokontrollern (PIs ?) loesen, die je ein paar LEDs
    steuern. Das kostet zwar vielleicht mehr Material, aber das spart man am Schaltschrank
    und an der Montage wieder ein ...


  • Hallo, ganz einfach in Reihe, am PI sind dann meines Wissens nur 3 Pin angeschlossen.
    [hr]
    Hallo,


    super danke für die Informationen, denke das ist schon einmal ein Ansatz!
    Vielleicht kann ja jemand das ganze bestätigen.


    Wie sieht es denn mit den WS2812 5050 LED Systemen aus ?

    Einmal editiert, zuletzt von imediaOne ()

  • Schneide dir doch die Lichterketten in kleine Stücke.
    (Du kannst aber immer nur nach 3 LEDs schneiden)
    Dazwischen dann drei Kabel zur Überbrückung und alle X LEDs ein Netzteil zur Stromversorgung.


    Ganz egal wie du es machen wirst, es wird ne Menge arbeit :-)

  • Du müsstest Dich auch mal richtig ausdrücken. Erst sollen es 3 verschiedene Farben sein, dann nur eine LED. Was denn nun? Es gibt nur die Möglichkeit über einen Bus zu gehen, ansonsten musst Du ja mehrere 1000 Meter 1000 Kabel legen. Da 1wire ohne Aufwand zu realisieren ist (ausser ein paar tausend Euro!) wäre das eine Möglichkeit. Mit den LED-Strips kommst Du da wohl nicht weiter, die liegen zu dicht beieinander.

  • Hallo,


    dann nochmals, ich möchte eine Hohe Anzahl an LED / SMD hintereinander hängen, nur das die LED nicht alle 2 cm sind wie bei einem Strip sondern beliebig weit auseinander.
    Zum Beispiel LED 1 (50cm Überbrückung) LED 2 (50 cm Überbrückung) .


    Es geht auch nicht um die frage wie das nachher aussieht, ich werde dann später sowieso einzel SMD´s kaufen die den IC Integriert haben oder eine Platine wo beides schon fertig drauf ist.


    Zum Verständnis was gemacht wird.
    Stellt euch ein Versandlager vor, jeder Regal platz hat eine LED / SMD mit IC. Das lager hat zum Beispiel 1500 Lagerplatze.
    Nun ist es ziel jeden Platz mit einer LED auszustatten. Wenn dies erfolgt ist kann man zum Beispiel 2 Mitarbeitern jeweils eine Farbe zuweisen.


    Mitarbeiter1: Rot
    Mitarbeiter2: Grün


    So Mitarbeiter 1 bekommt nur den Auftrag alle Artikel auf den jetzt gerade Aktuell aufleuchtenden Lagerplätzen (ROT) einzusammeln.
    Mitarbeiter 2 das gleiche nur bei Lagerplätzen Grün.


    Somit würden sagen wir mal wir haben eine Pickliste von 100 Artikel 50 ROTE und 50 GRÜNE Led Leuchten.
    Der Rest bleibt aus! Natürlich darf ich mich nicht begrenzen auf 3 Farben sondern man muss die LED / SMD IC schon so ansteuern können das Sie nicht nur an geht sondern auch die Passende Farbe mischen. (Es geht hier nicht um Animationen) Lampe ist entweder Farbig an oder aus.


    Mir gehts um die Fragen
    1.) Welchen Treiber nehme ich am besten das ich die Maximale Anzahl an LED in einer Reihe habe und diese auch direkt über den RPI an GPIO anschliessen kann. (WS2801, WSD2812, lpd8806)
    2.) Was wäre das Maximale was an einem GOIP an Led aufgesetzt werden kann bei lpd8806 sind es glaube ich laut Datasheet 2000 Stück.


    Es geht hier nicht um die Kosten, sondern rein darum wie man am einfachsten mit welchem Treiber am besten am RIP die LED / SMD betreiben kann.


  • Hallo,


    dann nochmals, ich möchte eine Hohe Anzahl an LED / SMD hintereinander hängen, nur das die LED nicht alle 2 cm sind wie bei einem Strip sondern beliebig weit auseinander.
    Zum Beispiel LED 1 (50cm Überbrückung) LED 2 (50 cm Überbrückung) .


    Ok, das ging aus deinen früheren Ausführungen schon hervor...
    Das man so einen LED Kette teilen kann, ist ja nicht die schlechteste Lösung... die 4 Leitungen dazwischen können durchaus 50cm lang sein...
    Problematischer ist es dann, wenn die einzelnen Sektionen 2 x 3LEDs (rgb) haben, dann hast du bei diesen 50% Verschnitt.
    Also kommen insofern erstmal nur LED Ketten in Frage, die pro Segment nur 1 x 3LEDs (rgb) haben...



    Das wird vermutlich (in Summe aller Kosten) die teuerste Varianten: 2000 x SMD + (minimale) Beschaltungsbauteile + 2000 x 3-Farb LED + Platinenentwurf + PCB-Fertigung (2000 Stück) + Bestückung (SMD Lötung) + Modulprüfung.
    Ein kleines schickes Gehäuse soll es bestimmt auch noch sein + Kabelkanäle + Verkabelungsmaterial + Installationsarbeiten + Inbetriebnahme/Abnahme


    Zuzüglich als Steuerrechner der RasPi (oder ein Arduino, aber dann ein "großer", also der Mega - wegen dem RAM) + Stromversorgung für den Steuerrechner + (entkoppelte) Stromversorgung für die LED's (separate Versorgung sehr empfohlen, damit bei einem Kurzschluss an einem Regal nicht die gesamte Steuerung wegbricht...) + Sicherungsmaterial.


    Hast du schon mal ein Projekt dieser Größenordnung gestemmt?
    Mal durchgerechnet?


    Nur so mal angemerkt...
    Da kann man fast überlegen, das "ausser Haus" in Auftrag zu geben (Angebote einholen...), ob das nicht billiger wird...
    Schließlich bist du mit einem solchen Projekt/Aufgabenstellung auf dem Mark ja nicht alleine: Große Logistiker könnten sowas durchaus auch in Einsatz haben... Insofern könnte es schon konfektionierte/skalierbare Lösungen geben...


    Wenn du das natürlich pardu selbst und mit dem RasPi machen willst, lies weiter :-)



    Mir gehts um die Fragen
    1.) Welchen Treiber nehme ich am besten das ich die Maximale Anzahl an LED in einer Reihe habe und diese auch direkt über den RPI an GPIO anschliessen kann. (WS2801, WSD2812, lpd8806)
    2.) Was wäre das Maximale was an einem GOIP an Led aufgesetzt werden kann bei lpd8806 sind es glaube ich laut Datasheet 2000 Stück.


    Es geht hier nicht um die Kosten, sondern rein darum wie man am einfachsten mit welchem Treiber am besten am RIP die LED / SMD betreiben kann.


    Naja, wenn die Kosten keine Rolle spielen, machen wir mal weiter :lol:


    Als IC würde sich der IPD8803 anbieten, der kann (nur) 3 LEDs treiben.
    Zum Verständnis: Lt. Datasheet wird jede LED als "Pixel" bezeichnet, eine RGB LED hat also 3 Pixel.
    Damit werden aus den 2000 "Pixel" schlappe 666 "Lagerpositionen", um eine 2. serielle Kette kommst du dann nicht herum...


    Stromverbrauch (Pi x Daumen im worst case "alles an" ): 2000 LEDs * 0,15mA = 30A (bei 5V!)


    Reserve (ICs + Leitungsverluste) + 5..10A
    Also 40A bei 5V sollte das Netzteil stemmen...


    Einschränkung:
    Du kannst natürlich definieren, dass maximal 100 LEDs "an" sind und dem entsprechend auslegen... ob das auf Dauer trägt, kannst nur du entscheiden...


    Nuja, ein sportliches Projekt... ich hoffe, du hast Hilfe :D


    Mfg, Zen

  • Hallo Zentris,


    danke für die nette Ausführung.
    sportliche ist gut! Man muss sich auch mal im leben an Herausforderungen wagen !


    Es geht erstmal um die Machbarkeit und beste Lösung mit Raspberry ohne zusatzboard bzw. Mikrocontroller solch ein System auf zu bauen.
    Zum Thema IPD8803, diesen habe ich auch schon ins Auge gefasst, jedoch sehr schwer rann zu kommen an die einzel Chips.


    Frage:
    geht das ganze nicht dann per eigenständigem Modul besser?


    Also RGB LED (Wie wir gelernt haben 3 Pixel, mit einem WS2801 drin) auf einer kleinen Platine mit einem 433Mhz Empfänger (Stromversorgung sollte hier erst mal kein Thema sein)
    Dies dann an jeden Lagerplatz und dann mittels Raspberry PI die einzelnen LED ansteuern, wäre ja im Prinzip die Anzahl unbegrenzt oder sehe ich das Falsch ?
    Oder bekommen wir dann ein Problem die einzelnen Empfänger anzusteuern, er muss ja irgendwie wissen welche LED (Empfänger Platine) er ansteuern muss.


    Danke


  • Hm, du wirst mit dem Empfänger direkt keinen RGB Chip (egal welchen) ansteuern können, weil der einerseits die Signale (meist ist das ein serieller Anschluss/Port an dem Empfänger) nicht decodieren kann und andererseits dann immer noch nicht weiss, ob er gemeint ist.


    Bei dieser Lösung kommst du um einen kleinen ARM (Microprozessorchip) nicht drumrum.


    Testweise lässt sich das mit einem Arduino Mini (vom Händler deines Vertrauens, z.B. diesen oder diesem usw. für kleines Geld kaufen (Versand dauert ca. 3-4 Wochen). Ein Einzelstück kann man sicher auch für einen etwas höheren Preis schneller beschaffen...


    Damit (mit dem Arduino / ARM) kann dann das drahtlos übertragene Signal ausgelesen werden. Etwas Software auf der Sendeseite sendet ein Paket mit der Lagerplatznummer und dem Farbcode, alle Empfänger lesen das und nur der, für den das ist, reagiert.


    Den Steuerchip kannst du dann weglassen und die LEDs gleich aus dem Arduino speisen..


    Die Software ist in allen Empfängern gleich, die Lagerplatznummer stellst du binär über Steckbrücken (10 Eingangs-Pins des Arduino == 1024 Plätze) ein, 2 brauchst du für den seriellen Empfang und 3 (2) Pins für den LED Chip.... alles auf dem Platinchen ;)


    Der Stromverbrauch liegt pro Steuerteil (Arduino + Empfänger (z.B. der oder der) dann so bei ca. 10-20mA (pessimistischer Daumen) + Strom für die LEDs (max 3 x 15mA)...


    Die Stromversorgung wird auch einfach, da der Arduino einen breiten Eingangsspannungsbereich hat. Der Empfängerchip kann aus dem Arduino Pin mit 3,3V gespeist werden, das geht (hab ich schon mal mit einem Bluetooth-Modul gemacht...).


    Nun denn.
    Interessantes Projekt... könnte man fast schon vermarkten (beteiligst du mich ?) :lol:


    Mfg, Zen


    === Edit ===
    Empfängermodule Links eingefügt...

  • Ein Missverständnis liegt aber bei mir oder bei Zentis vor.


    Warum 2 x 3LEDs?


    So wie ich das verstehe, möchtest du alle 50cm eine einzel ansteuerbare LED
    (wenn RGB, kannst du das mit fast endlos vielen Farben machen, kommt dann nur noch auf die Farbwahrnehmung deiner Lagerarbeitern an ;-) )
    und das auf einer Strecke von etlichen Metern (geschätzt 5-30?).


    Wenn du das mit RGB LED Streifen machst, hast du halt immer drei LEDs pro Lagerfach (besser zuviel als zuwenig).
    Ein Meter Streifen hat 30 LEDs und kostet (bei deiner Menge bestimmt weniger) 20€.
    Also zahlst du pro Fach 2€.
    Alle 5 Meter Streifen bzw. 50 Fächer brauchst du ein Netzteil (50W@5V), kostet ca. 15€.


    Das ist so günstig, dass du für Verkabelung und Anbringung schon fast mehr bezahlen müsstest.
    Wenn Geld egal ist, lass es dir bauen :-)


    Funk macht die Sache zwar sehr flexibel, aber abstrus teuer!
    Dann lohnt es sich bei 2000 Fächern die Platinen fertig bestückt und geprüft irgendwo (China) fertigen zu lassen.

  • kolja : das mit dem 2x3 LEDs ist prinzipbedingt bei den mit dem IPD8806 bestückten RGB LED Ketten... die lassen sich nur in solche Segmente teilen... braucht er aber eigendlich nicht...


    Bzgl. der Kosten hat kolja natürlich Recht:
    Die drahtlose Variante kostet pro Empfänger ca. 6-10€ (Gehäusepreis? Batteriekosten?), so dass man bei 1000 Stück schon einen guten Geldgeber haben sollte.
    Bzgl. der Stromversorgung würde ich _nicht_ mit Batterien arbeiten (wer soll die denn dauernd wechseln??? Bei 1000 Stück ist das schon fast ein Nebenjob für einen Schüler :lol: )
    Kommt also noch ein NT oder eine zentrale Stromversorgung mit Kabel an jedes Regalfach dazu...


    Andererseits ist die drahtlose Variante natürlich konkurenzlos flexible... Kann mit Magneten an die Regale oder sonstwohin gepappt werden (Wenn nötig..., dann aber Akku und drahtlos laden ;) ).
    Auch ist ein schrittweiser Ausbau möglich...


    === Edit ===
    Natürlich ist auch eine gemischte Variante denkbar:


    Pro _Regal_ mit z.b. 50 Fächern nur einen Arduino + Empfänger vorsehen und eine RGB LED Kette mit IPD8803's anschliessen, die über den PWM Ausgang des Arduino gesteuert wird...


    Reduziert die Kosten usw... aber das muss man projektspezifisch entscheiden, wie flexibel man es will... und was man stemmen kann...


  • Ein Missverständnis liegt aber bei mir oder bei Zentis vor.


    Warum 2 x 3LEDs?


    Hi, ja es soll eigentlich eine RGB LED bzw. SMD werden. Diese hat ja 3 Pixel für die verschiedenen Farben zum Mischen.
    Um die Helligkeit mache ich mir keine Gedanken, da kommt später eine Kappe drauf die das Licht streut !



    So wie ich das verstehe, möchtest du alle 50cm eine einzel ansteuerbare LED
    (wenn RGB, kannst du das mit fast endlos vielen Farben machen, kommt dann nur noch auf die Farbwahrnehmung deiner Lagerarbeitern an ;-) )
    und das auf einer Strecke von etlichen Metern (geschätzt 5-30?).


    Ja es werden wohl weit mehr als 30m. Daher ja auch meine Bedenken bekommen die IC Treiber das hin das Signal so weit sauber zu senden das auch die letzte LED weiß was zu tun ist.


    Stell dir ein Regal vor 4 Ebenen (Böden), das Regal ist 10m Lang das dann mal 4 dann sind wir schon bei einem Regal bei 40m. :-)
    [hr]


    Damit (mit dem Arduino / ARM) kann dann das drahtlos übertragene Signal ausgelesen werden. Etwas Software auf der Sendeseite sendet ein Paket mit der Lagerplatznummer und dem Farbcode, alle Empfänger lesen das und nur der, für den das ist, reagiert.


    Den Steuerchip kannst du dann weglassen und die LEDs gleich aus dem Arduino speisen..


    Die Software ist in allen Empfängern gleich, die Lagerplatznummer stellst du binär über Steckbrücken (10 Eingangs-Pins des Arduino == 1024 Plätze) ein, 2 brauchst du für den seriellen Empfang und 3 (2) Pins für den LED Chip.... alles auf dem Platinchen ;)


    Soweit hört sich das System für mich ja viel sinniger an als eine Feste Station.
    Denn so ist man viel Flexibler und die Umsetzung wäre noch interessanter. Wenn ich mich nicht irre ist es bei den WS2801 oder dergleichen so das die LED gesteuert werden nach vorlaufender Zahl also 0 bis 1000.
    Wenn man es über einen Funkempfänger machen würde dann wäre eine Lagerplatz Aufteilung viel einfacher da ich jedem Modul einen festen Wert geben kann.

    Einmal editiert, zuletzt von imediaOne ()