Steuerung für LED-Strip Beleuchtungskonzept (Bühne) gesucht

[SoundGear]

Hi,
erstmal zu mir: ich bin Tonler und habe grobes Basiswissen was Licht angeht, z.B. Chaser bei >200€ Pulten habe ich schon programmiert, komplexes Licht oder die Steuerung von bewegten Fixtures ist mir aber fremd.
Mit folgendem Projekt möchte ich kostengünstig ein leichtes, schnell aufzubauendes Effekt+Ambientlicht für Club/Kneipengigs bei kleinen Bühnen und niedrigen Decken realisieren. Natürlich steckt auch ein bisschen Elektrospielerei und Individualismus dahinter.

Mein Vorhaben:
- dünne Stangen (~1cm dick), ich glaub die Lichtler nennen das "Pipes" werden von vorne und von hinten mit RGB LED-Strips beklebt
- diese in Anzahl von 4-6st mit 2m Länge
- werden hinter die Band flächig über die Bühnenbreite aufgestellt
- hintere RGB Strips strahlen die Wand flächenmäßig an für ein Ambientlicht
- bei Badarf kann mit den vorderen Streifen nach vorne "geschossen werden"
- Ausbaufähig durch den Einsatz von individuell ansteuernbare LED-Streifen auf der Vorderseite. Dadurch können Farbverläufe, oben blau, unten rot, Animationen und über die Bühnenfläche visuell verbindbare Diagonalen dargestellt werden.


Aktuell hab ich einen Stab über einen Raspery Pi am laufen und die Programmierung lässt Farbwechsel, feste Farben und Strobo-Effekte zu. Die Eingabe erfolgt über Tastatur (auch via Netzwerk).
Wie kann ich das Projekt nun sinnvoll steuern? Ich sehe folgende Optionen:
1. weiterhin eine eigene Software schreiben (Tablet App oder WebApp)
2. DMX-Interface realisieren und die Programmierung der RGB-Kanäle über ein konventionelles Lichtpult lösen - Frage: welches Pult ist für meine Zwecke ausreichend wenn ich mir auch die Option offen halten will jeden vorderen Strip + alle hinten (6x 3 Kanäle + 1x 3 Kanäle) getrennt zu steuern?

Ansonsten bin ich über jegliches Feedbach zu meinem Vorhaben dankbar.

 

[Don Joe]

Ich bin mir nicht ganz sicher, hab das hier nur bei den neuen threads gesehen und PA Zeug versteh ich meistens icht aber:
z.vex hat so Midi Lichtshowteile rausgebracht
Am besten du schaust dir mal das Video an:

Wäre das nicht was?

 

[SB]

Aaaalso...

Ich habe hier im Prinzip genau sowas rumliegen. Das Möbelhaus meines Vertrauens hat mal digitale LED-Streifen für 40€ vertickt - da kam ich nicht umhin, das mal auszuprobieren. Bestückt waren die mit INK1003-Chips, die sich steuerungsmäßig wie die deutlich populäreren WS2811 verhalten. Das hat mir natürlich ziemlich in die Karten gespielt, da es dafür fertige Konverter gibt - die meisten anderen "Discounterstripes" (welche regelmäßig beim großen A und großen L feil geboten werden) haben nämlich TM1829-Treiber drauf, und die funktionieren etwas anders. Da gibts aber ein Selbstbauprojekt im Forum von DMXControl.de.

Ich hab mir dann also so ein Ding geordert und das tut ganz wunderprächtig. Hab auch mit Glediator und Jinx! ein paar Effekte drüberlaufen lassen - damit geht das nämlich "out of the box" ohne stundenlange Programmierung. Eindimensional mit einem einzigen LED-Streifen ist das natürlich etwas langweilig, aber für den ersten Testlauf hats gereicht.

Diese günstigen LED-Streifen haben übrigens eins gemeinsam: Hier besteht ein "Pixel" zumeist aus einer Dreiergruppe LEDs, und es sind auch nur 30 LEDs pro Meter drauf. Effektiv beinhaltet ein Meter eines solchen Streifens also 10 unterschiedlich ansteuerbare Pixel. Je nachdem, was man jetzt im Detail vor hat, ist das nicht unbedingt berauschend, aber vor allem kanalsparend.

Ein WS2811-Streifen mit echter Einzelpixelansteuerung (1 Pixel = 1 LED) und 60 LEDs pro Meter frisst nämlich mal eben 180 Kanäle. Pro Meter. Mein LED-Streifen braucht 150 Kanäle. Auf fünf Metern.

Um größere Projekte realisieren zu können, kommt man also um mehrere Interfaces nicht herum, und hier wird die Wahl dann i.d.R. auf ArtNet-Nodes fallen.

Ist eben die Frage, wie weit Du das treiben willst. Letztlich ist das aufgrund der extra darauf zugeschnittenen Software keine Technikfrage. Der Zeitunterschied, ob ich eine Show mit 100 oder mit 1000 Kanälen programmieren will, liegt da im Sekundenbereich, da alle Muster schon vorgefertigt sind und direkt auf die real angegebene Matrixgröße umgerechnet werden. Es ist also eine reine Geldfrage, denn die DMX-Kanäle wollen irgendwie aus dem PC ausgegeben werden und dann auf SPI für die Stripes umgesetzt werden. Auch so Sachen wie Verkabelungsaufwand und vor allem Netzteile mit ausreichend Leistung (um deren Anzahl gering zu halten) im Hinterkopf behalten.

 

[SoundGear]

@Don Joe: interessant, aber ich suche was anderes
@SB: wow, super dass sich gleich ein geeigneter Ansprechpartner meldet

Also, halten wir fest: dieses Teil für unter 20€ kann wenn ich die Beschreibung richtig verstehe alles was ich will, korrekt?
- simultaner Anschluss von: RGB-Streifen (in meinem Fall alle hinteren LED-Strips zusammen) + ein einzel- (oder in 2er/3er Gruppen) ansprechbarer Streifen (der sich in meinem Fall ebenfalls auf 6 Stäbe, vorne, verteilt)
- der Controller kann 8A pro Farbe also insg. 24A. Heißt für mich 6 Stäbe a 2m hinten sowie 2m vorne macht 24m LED-Strip. 24 durch 24 macht 1A pro Meter. Ich finde auf Anhieb keinen Strip, der mehr als 1A/m kann, daher soweit alles paletti!
- du hast Bedenken bei einzeln ansteuerbaren LED-Strips (sofern für mich überhaupt bezahlbar ) mit der Anzahl an zu belegenden DMX Adressen. Hätte ich 32 einzeln ansteuerbare LEDs pro Meter, so macht das auf 12m der vorderen Streifen 384 Kanäle. Nach meinem bescheidenem Licht-Wissen hat DMX 512 Kanäle, also passt das auch. Was meint denn die Beschreibung des Decoders mit "In mode DMX to led strip: up to 510(170 pixels) channels out to strip. Address sets the number of pixels to start in strip." ?? Gilt für mich nun der Wer 510 oder 170 ?


Die von dir genannte Software "Glediator" macht eigentlich genau das, was ich will, und schaut auch noch leichter aus als hätte ich es mir vorstellen können. (dachte ernsthaft, ich müsste die Matrix-Effekte ebenfalls in python auf dem pi irgendwie programmieren ) Das was man im folgenden Video sieht, lässt bereits erahnen was ich erreichen möchte (wenn auch etwas softer und weniger Techno-Like):

Hier ein weiteres Video, was man für Effekte auf die Bühne bringen könnte:


Jetzt zu meinen noch rätselhaften Fragen:
Glediator ist eine Software die wohl über die Maus zu bedienen ist und für die Übertragung ein USB-DMX Interface voraussetzt. Würdest du mir nahelegen für die Ansteuerung der hinteren RBG-LEDs ebenfalls auf eine Softwarelösung zu setzen?

Für mich wäre es traumhaft, wenn ich einen Controller hätte auf dem ich verschiedene Taster drücken kann für voreingestellte Farben oder Farbverläufe (z.B. als Chaser mit Soft-blend Fader für weiche Übergänge) sowie ebenfalls mit vorbelegten Tasten die Matrix-Programme abfeuern könnte. Alternativ kann das auch über eine iPad Touch-Lösung erfolgen. Gibt es sowas, oder ist die PC-Lösung der "way-to-go"?

 

[SB]

Der Controller hat im Endeffekt zwei Modi. Im einen Modus funktioniert er als stinknormaler Konstantspannungsdecoder, womit sich handelsübliche LED-Streifen mit den Anschlüssen R/G/B/common+ steuern lassen. Im anderen Modus wandelt er das DMX-Signal in ein SPI-Signal. Beides gleichzeitig geht nichts, da bräuchtest Du dann zwei Stück. Beziehungsweise halt einmal den verlinkten und einen "normalen" DMX-Decoder, die gibts auch zuhauf bei den hiesigen Händlern. Wobei der Preisunterschied dermaßen gering ist, dass es eigentlich sinnvoll ist, gleich pauschal die mit der "Doppelfunktion" zu kaufen. Musst halt nur aufpassen - ab 26€ kommt die Einfuhrumsatzsteuer oben drauf, da macht es also Sinn, in Etappen zu bestellen.

Ein passendes Interface für Glediator habe ich hier vorgestellt; mit genau diesem Interface habe ich auch die Tests durchgeführt, da meine professionelleren USB-Interfaces nicht unterstützt werden und ich zu faul war, extra den ArtNet-Node samt Netzteil etc. rauszukramen.

Als Strips würde ich dann welche in dieser Art empfehlen.

Wieviel Ampere der Controller treiben kann, interessiert eigentlich nur bei der simplen Variante, bei der Du nur "global" R/G/B steuerst, also in Deinem Fall höchstens bei den Strips Richtung Wand. Hier fließt der Strom tatsächlich durch den Controller.

Bei den digitalen SPI-Strips sitzen die eigentlichen Controller auf den LED-Streifen selbst und erhalten von dem Decoder lediglich ein weiteres Bussignal (ähnlich DMX). Da ist die Leistung völlig egal, da die Strips direkt dauerhaft mit 5V aus dem Netzteil versorgt werden. Zu beachten ist, dass die SPI-Schnittstelle in Busstruktur aufgebaut werden muss, weil sonst die Adressierung nicht hinaut. Der Output vom letzten Segment von LED-Streifen 1 muss also wieder mit dem Input von LED-Streifen 2 verbunden werden. Wohingegen man die Spannung wieder direkt vom Netzteil zuführen wird, da ein Hintereinanderschalten der Strips bedingt durch die dünnen Leiterbahnen einen zu hohen Spannungsfall zur Folge hätte.

Das heißt aber umgekehrt auch, dass, falls man vorhätte, die Strips zwecks Kanaleinsparung zumindest in horizontaler Richtung mit den gleichen Kanälen zu betreiben (dann läuft quasi auf allen Stripes das Gleiche ab, aber die Pixel in sind vertikaler Richtung weiterhin einzeln steuerbar), man diese am Decoder parallel auflegen kann. Dann adressiert sich jeder Strip für sich von Kanal 1 weg durch. Das oberste Pixel von jedem Strip hat also dann die DMX-Adressen 1-3 für R/G/B. Prinzip verstanden?

 

[SoundGear]

Bei den digitalen SPI-Strips sitzen die eigentlichen Controller auf den LED-Streifen selbst und erhalten von dem Decoder lediglich ein weiteres Bussignal (ähnlich DMX). Da ist die Leistung völlig egal, da die Strips direkt dauerhaft mit 5V aus dem Netzteil versorgt werden.

Da hast du Recht, habe ich nicht beachtet. Das heißt ja auch eigentlich, dass mein vorhandenes SPI-Signal auch meinen hinteren LED-Strip (RGB) steuern kann - mit Hilfe eines Schaltkreises welches das SPI-Signal auf 3 12V PWM Ausgänge "übersetzt", richtig? So benötige ich auch nur einen DMX-SPI/RGB-Controller und spare bei der Verkabelung zwischen den Stangen 3 Adern/Pins für das RGB Signal. Ist das klug oder weniger klug?


Ich verstehe nun die Verkabelung bzw die notwendige Busstruktur bei den IC Strips. Eigentlich klar, mein Denkfehler! Ich werde also das SPI-Signal durch eine einzelne Litze von oben wieder an die untere Seite der Stange zurückführen um sie auf den Output-Stecker für die nächste Stange zu legen.

Als Stecker + Kabel werde ich es wohl über RJ45/Cat5 lösen. Ich benötige 6-7 Pins je nachdem ob ich die gemeinsame Masse des RGB-Strips und des IC-Strips zusammenlegen werde oder nicht. (Rechnung: R + G + B + Masse + Masse2 vom IC Strip + PLUS vom IC Strip + SPI). Spricht denn etwas gegen RJ45/Cat5 auf max 10m wegen Spannungsabfall oder zu hoher Leistung? Günstige(!) Alternativen?


Ich hätte hier einen USB-Serial Adapter Aten UC232A: http://www.aten.com/products/productItem.php?model_no=UC232A#.VORwUfmG8Ql
Wie ich dich im anderen Thread verstehe, muss der Adapter einen FTDI Chip haben um für DMX zu funktionieren. Was meiner für einen Chip hat, kann ich in den Specs/Manual nicht herausfinden.. so kauf ich am besten den von dir verlinkten und bastel XLR dran.

Worüber ich noch im Unklaren bin: warum DMX, wenn ich über den PC steuer und ebenfalls über einen (Mini-)PC wie den RasperyPI empfangen und alle Strips (RGB + SPI) ansteuern könnte? Was hat es denn mit ArtNet auf sich? Wie ich verstehe kann dieses Protokoll über herkömmliche Netzwerke und Wlan-Routern übertragen werden. Für mich sehr vorteilhaft, da ein Netzwerk zwischen FOH und Bühne durch mein Digitalpult bereits existiert, außerdem spare ich mir ein DMX-Kabel im Zuschauerraum. Glediator kann ja ArtNet senden, gibt es für mein LED (RGB+SPI) Projekt passende und günstige Platinenlösungen als Empfänger? Kann man das mit dem RasperyPI oder Arduino realisieren?

 

[SB]

Das mit der "Rückübersetzung" von SPI auf 3x PWM ist gar kein schlechter Denkansatz, aber mir sind keine derartigen Lösungen bekannt. Das muss aber nicht heißen, dass es sowas nicht gibt.

Zwecks RJ45 zum Durchschleifen weiß ich nicht so recht. Die Litzen haben meist AWG26. Man findet da schwer Angaben dazu, aber mehr als 2A würde ich da eigentlich nicht drüberjagen. Und die bringst Du locker zusammen.

Auch musst Du beachten, dass die WS2811-Strips i.d.R. 5V Versorgungsspannung brauchen, die "normalen" 12V. Ich würde das also alles stur getrennt fahren und für die Rückseite vorn einfach einen RGB-PWM-Treiber hinhängen, alles andere verkompliziert die Sache nur unnötig. Wenn wirklich mal irgendwas am SPI-Bus streikt, kannst Du das Teil immer noch umdrehen und hast zumindest eine gemeinsam steuerbare "Farbfläche". Oder wie war eigentlich noch gleich die genaue Anforderung? Reicht es dann überhaupt, alles hinteren Streifen komplett einheitlich zu steuern, also insgesamt wirklich nur drei Kanäle für die ganze Rückwand zu haben? Oder hättest Du hier gerne zumindest jeden Stab für sich gesteuert?

Als den Anforderungen entsprechende Verkabelung kommt mir da einigermaßen günstig und vor allem kompakt bei gleichzeitig vernünftiger Betriebssicherheit (Verriegelung) irgendwie nur XLR 7-polig in den Sinn. Das Ganze in Verbindung mit z.B. einem 7x1,5er Ölflex. Das zu Konfektionieren ist dann schon ein Act, aber was Besseres fällt mir grade nicht ein. Ich trau mich aber ehrlich gesagt auch nicht, eine 100%ige Voraussage zu machen, was mit dem SPI-Signal passiert, wenn das meinetwegen in Summe 20-30m transportiert wird (Kabel + Strips) und in der selben Leitung noch ein Haufen Kram mit HF-Anteil mitfährt (Spannung aus dem Schaltnetzteil, geregelte PWM-Spannung,...). Einigermaßen störsicher wirds schon sein, sonst ginge es ja beim Strip allein schon nicht, aber wie gesagt - hier fehlen mir wirklich konkrete Praxiserfahrungen mit einem solchen Aufbau.

ArtNet wäre auch eine Option, das ist vereinfacht gesagt DMX über Netzwerk. Guck mal im Shop von Ulrich Radig, der hat auch entsprechende Bausätze.

Theoretisch kann, wie Du schon erkannt hast, der RasPi selber auch SPI, aber damit kenn ich mich gar nicht aus. Habe so eine Kiste daheim, aber die liegt seit zwei Jahren in der Schublade - Linux-typisch halt Gebastel und "Gecompile" an jeder Ecke, da hab ich keinen Nerv für...


Guck Dir auch unbedingt mal diesen Thread an, hier hat jemand was sehr ähnliches mit Fertiggeräten vor:

https://www.musiker-board.de/threads/audiogesteuerte-led-lichtanlage-möglich.602646/

 

[SoundGear]

Okay, vielen Dank - das hat mir bisher sehr weitergeholfen! Ich werde demnächst die Strips zusammenstellen und bestellen.


Wegen der Verbindung von Bühne zur Lichtsteuerung am FOH bleibt deine Empfehlung bei DMX, oder lässt sich mit Netzwerk/WLAN was machen?

Für die Verkablung zwischen den Leuchtstäben habe ich auch an 6p/7p XLR gedacht. Leider leg ich direkt 9€ pro Stecker hin, jeder Stab brauch einen Eingang + Ausgang, an den Kabeln ist logischerweiße auch je Ende ein Stecker. Summa Sumarum sind wir nur mit Steckern bei 300€ das wäre mein max Budget für alles!
Vielleicht find ich noch ne gute + bezahlbare Lösung.. Ähnlich doofe Idee wie RJ45 wären die D-Sub Stecker 9-pol in robuster Metallausführung aber auch da mag ich nicht unbedingt mehr als 3A draufgeben.

 

[jw-lighting]

Für mein LED-Streifen Projekt (Selbstbaucontroller mit 4x RGB, allerdings keine einzeln steuerbaren Pixel) habe ich Molex-Stecker (für 5 1/4 Zoll) verwendet. Die sind recht günstig zu beziehen.
Für sehr häufiges Stecken und raue Umgebungen sind die aber nicht gedacht...

Es empfiehlt sich gerade für die 12V PWM-Variante ohne Controller in der LED, zumindest längere Leitungswege über geschirmte Leitungen (LiCYC o.ä.) auszuführen.


http://www.reichelt.de/Floppy-Powerstecker/2/index.html?&ACTION=2&LA=3&GROUPID=3257

 

[SB]

Die Preise selbst für "Billig-XLR" > 3-polig haben beim Reichelt in der Tat ziemlich angezogen.

Hm, wäs gäbe es noch? DIN, aber grade 8-polig will man bei dem Formfaktor eigentlich nicht verarbeiten, erst recht nicht in größerer Stückzahl. Zumal da Kurzschlüsse schon vorprogrammiert sind.
Harting (selbst die kleinsten) ist zu klobig und mit allen Einzelteilen auch wieder deutlich zu teuer. Speakon ist auch nur 4-polig günstig zu bekommen, 8-polig noch "unbezahlbarer" als entsprechend vielpolige XLRs.

Ich weiß es wirklich nicht. Eventuell könnte man noch über Phönixstecker nachdenken, die gibts auch problemlos in 10- oder 20-polig, aber ich weiß grade nicht auswendig, ob es da was für Frontplatteneinbau gibt. Kenne die Einbaustecker eigentlich nur als Printversion für Platinen...

 

[SoundGear]

Ich hab mittlerweile 6 2m-Stangen mit RGB-Strips bezogen, es werden noch 4x kurze Stangen mit ca 0,75m dazukommen für neben das Schlagzeug oder zwischen die Backline..
Habe mich dazu entschieden das Projekt erstmal so günstig wie möglich aufzubauen, denn die Kosten summieren sich leicht. Ich werde insg. bei 200€ liegen inkl USB-DMX Inerface, PC/Laptop vorausgesetzt. Das macht 25€ pro 2m-Stab inkl Ständer und Verkabelung.

Ob diese Preiskalkulation aufgeht hängt davon ab ob meine Idee von Verkabelung hinhaut. Im schlimmsten Fall muss ich wegen Schwäche des SPI-Signals umstrukturieren oder dieses separat verkabeln.


Aalso, angenommen ich verkabel sternförmig, so habe ich die Möglichkeit auch die PWM-gesteuerten hinteren RGB-Strips getrennt (die Option besteht auch nachträglich aufzurüsten) anzusteuern. Außerdem großer Vorteil: es fließt pro Ausgang weniger Strom da nur eine Stange und nicht 8 parallel versorgt werden muss. Somit kann ich günstigere Kabel und günstigere Stecker verwenden. Nachteil: das SPI-Signal muss nach jeder Stange mit separatem Kabel weiter-, oder in selbigem Kabel zurückgeführt und auf den nächsten Ausgang (=nächste Stange) geleitet werden --> evtl machts das Signal nicht mit .
Zum SPI-Signal: ich konnte bisher nicht eindeutig herausfinden welche maximale Länge möglich ist, und wie störanfällig das Signal ist bzgl Spannungsversorgung in selbigem Kabel. Ein Händler empfahl mir max. 4m zum Strip und zwischen den Pixeln also zwischen meinen Stangen. Das spricht dafür, dass jeder WS2811 Controller das Signal aufbereiten würde. Wer seinen Senf dazu abgeben kann und mehr Infos hat, gerne her damit!

Steckersystem: die ATX-Stecker welche man aus dem PC kennt und auch in 8-poliger Version gibt, wären verriegelbar, durch Crimpen schnell zu konfigurieren, und für meine Spannung/Stromstärke ausgelegt. Leider konnte ich sie bisher nicht unkonfektioniert zu kaufen finden.

Warum nicht doch RJ45 wenn ich Spannung und Stromstärke gering halte durch Sternverkabelung? Meine 2x 2m Strips benötigen 32W MAXIMUM also bei full white, 2,7A, grob umgerechnet pro R/G/B Kanal wären das nur 0,9A auf 12V, die stärker belasteten gemeinsamen +12V kann ich auf mehrere Adern+Pins legen. PoE schießt übrigens auch bis 21,9W in Form von 36–57 V über ein bis 100m normales Netzwerkkabel bei Benutzung von nur 4 der 8 Pins. die in meinem Projekt maximalen 32W werden nur äußerst selten und kurz belastet z.B. bei Strobo-Effekten, real werde ich nur ca 1/3 belasten.. Netzwerkkabel ist einfach zu konfektionieren, halbwegs robust, verriegelbar, und in verdrillt und geschirmt (z.B. je Adernpaar) für wenig Geld kaufbar. Realisierbar?

 

[SB]

Du hast es schon angesprochen, PoE arbeitet mit 48V. Dementsprechend liegen wir da stromstärkenmäßig unter 0,5A und das auch noch auf verschiedene Adernpaare verteilt (AFAIK, ich müssts direkt nachlesen).

Über die Strombelastbarkeit von AWG26-Litzen scheiden sich irgendwie die Geister, knapp 3A ist aber schon ne Hausnummer. Aber wenns nur kurzzeitig ist...

Das SPI-Signal dürfte in der Tat aufbereitet werden, da jeder WS2811 erneut die Info bereitstellen muss, mit welcher Adresse es als nächstes weitergeht.