Projekt Fotoakzentleuchte: Aufs Neue!

22 Okt

Der Grund

Aufgefallen ist es mir eher unterschwellig als ich für die Postchronik die Mini-Kugellager fotografiert: Farbige Reflexionen auf Metall machen schon was her. Daher anbei nochmal die zwei Beispiele:

Problem dabei: die SmartLEDs haben sich mehr zufällig ins Bild gemogelt, und liefen im zeitgesteuerten Testprogramm.

Die Konzeptionsphase

Wieso nicht einen der Meterstreifen der SmartLEDs auf z.B. ein biegsames Plastikband (oder in einen klaren PVC-Schlauch? Auch ein Ansatz …) und als Bogen hinter bzw über die Szenerie. Dann kann man von links z.B. einen grünen Akzent unterbringen, einen roten nach hinten rechts, oder eine Sonnenaufgang-Stimmung mit Blau und einem Segment in Orange-Rot.

Gut, die Farbtreue wird nicht besonders sein, aber es soll ja Akzent und nicht Hauptlicht werden.

Erste Iteration: Drei oder mehr analoge Regler, die ein Arduino Nano auswertet und einen unbeweglichen Regenbogen auf den Streifen legen kann. Jeweils ein Regler legt fest:

  • Schrittweite durch die Farben: von rückwärts über keine über vorwärts. Legt die “Regenbogenhaftigkeit“ fest.
  • Anfangswert der Farben
  • Sättigung
  • Helligkeit

Ab da beginnt dann schon das Problem: Allein um eine Farbe festzulegen, braucht man drei Regler (HSV oder RGB). Dann noch die Regler für die Variation entlang des Leuchtbandes, und schon ist man an dem Punkt, wo man sich gleich ein Mischpult kaufen und neu verdrahten kann. Ist doch Nonsens. Wäre zwar schön direkt („Dreh und Kuck“), aber in der Summe doch eingeschränkt.

Zweite Iteration: Einige Knöpfe, und ein Drehgeber. Drückt man keinen Knopf, bewirkt eine Drehung dass die Farbwerte sich im Kreis entlang des Leuchtbands bewegen. So kann die Position festgelegt werden.

Was kann man denn mit ein paar zusätzlichen Knöpfen anfangen? (In meinem Enthusiasmus, verbunden mit Ahnungslosigkeit was es alles auf eBay gibt, habe ich beschlossen für jeden Knopf eine eigenen Leitung zu verwenden. Hier das Zauberworte für die nächste Erweiterung: MM74C922N – 16 Knöpfe auf 5 Leitungen.

Die erste Fassung jedenfalls wird mit 8 Knöpfen auskommen müssen. Was können die alles?

Fangen wir damit an, eine Lampe zu steuern: Wenn der jeweilige Knopf gedrückt wird, passiert der ersten Lampe in der Kette mit jeder Drehung am Regler folgendes:

  • Lokale Helligkeit – legt fest wie hell die Lampe ist
  • Lokale Farbe – legt fest welchen Farbwinkel die Lampe zeigt
  • Lokale Sättigung – legt fest ob die Lampe eher grau oder eher quietschbunt ist

So, jetzt haben wir eine Lampe. Verbleiben … noch ziemlich viele, bis dem Nano der Speicher ausgeht. Aber: wenn wir den Knopf loslassen und am Regler drehen, wandert die Lampe vor oder zurück. Und wir haben eine neue Lampe „Null“ die wir einstellen können.

Laaaangweilig – oder besser: Müüüühsam.

Erweitern wir das doch mit drei weiteren Knöpfen: wieder gilt: Knopf halten, Regler drehen

  • Globale Helligkeit: Passt den ganzen Strang an. Die Haupt-Steuerung der FastLED-Bibliothek: FastLED.setBrightness(x)  Ein Aufruf, keine Datenänderung, super einfach, super effektiv.
  • Globale Farbe: Wie beim NTSC-Fernsehen ein Regler, der für alle LEDs den Farbraum verschiebt. Leider wird das auf einen Doppel-Puffer ("Interne Liste HSV" / "Externe LEDs RGB" ) hinauslaufen, weil es keinen rundungsfehlerfreien Rückweg von RGB zu HSV gibt. Mist.
  • Globale Sättigung: Nimmt oder gibt einen Korrekturfaktor über den ganzen Strang.

Allerdings sind wir immer noch an dem Punkt, wo wir jede Lampe einzeln einfärben müssen. Das muss doch besser gehen!

  • Malen: Hält man diesen Knopf und dreht am Rad, dann wird a) der Strang um 1 verschoben, und b) die Farben der bisherigen LED „Null“ in die neue LED „Null“ kopiert! Eifrig drehen lässt also einen länger werdenden Farbstreifen entstehen. Zwischendurch einfach die Farbe wie gewünscht anpassen, und weiterdrehen. Schon kann man sich Akzent-Spots frei auf die Lichtleiste malen
  • Presets: Der RAM ist zwar recht eingeschränkt, aber im FlashROM des Arduino Nano kriegt man kilobyteweise Voreinstellungen unter. Unter Verwendung der 16-Stufen-Interpoliert–Funktionen der FastLED-Bibliothek sollten da jede Menge hilfreiche Vorgaben unterbringbar sein. Preset-Knopf halten, Rad drehen und sich überraschen lassen. Klassiker wie grün-lila, rot-gelb, weiß-blau, Regenbogen, und noch viel mehr.

Erste Hardware-Tests

Das Oszilloskop lässt mich hoffen, dass ich mit einem simplen R-C-Glied das Kontaktprellen ausreichend gut loswerden kann. Also diesmal kein zusätzliches Schmitt-Trigger-IC.

Die Schaltung selber ließe sich – mit einer einzigen Lötbrücke – sogar auf einer einseitigen Platine ätzen, aber den ersten Ansatz muss wieder eine klassische Lochrasterplatine mit Silberdraht-Verbindungen stemmen. Ist ja mehr so Prototyp.

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