LED Controller für Drachen

Hallo,

ich fand beleuchtete Drachen toll seit ich das erste mal welche auf einem Drachenfest gesehen habe. Nur hab ich, als ich mich umgeschaut habe und auch mal im Verein nachgefragt habe keine gescheite Lösung gefunden um Drachen möglichst einheitlich und unkompliziert zu beleuchten. Also hab ich mich die letzten Monate mal ein wenig damit beschäftigt wie man sowas am besten bauen kann und mit viel Input übers Drachenfliegen vom Verein ist dann ein Led Controller mit universal JST-SM Connector für ansteuerbare LEDs herausgekommen.

In dem Controller sind ein 5000mAh Lipo Akku, ein 5V 2A Boost Converter mit Ladefunktion und integrierter Akku-Schutzplatine und ein ESP32 Microcontroller verbaut. Es gibt noch 2 Taster, einen zum ein- und ausschalten und einen frei belegbaren.

Auf dem Microcontroller läuft die WLED open source Software. https://kno.wled.ge/

So steht einem der gesamte funktionsumfang von WLED zur Verfügung.

Hier mal eine Auflistung einiger der Features die ich nützlich für beleuchtete Drachen gefunden habe:

• die Controller lassen sich über WLAN über ein Webinterface konfigurieren und steuern.
• mehrere Controller lassen sich einem WLAN hinzufügen und dann zusammenschalten.
• die LEDs lassen sich frei und relativ unabhängig von der Reihenfolge der Verkabelung in Segmente und Gruppen konfigurieren.
• es sind eine menge vorgefertigte Effekte dabei.
• es lassen sich Effekt Playlists und Presets anlegen.
• über das Webinterface lässt sich der Akkustand auslesen.
• das ganze ist open source. man darf also auch selbst Änderungen am code vornehmen.
• man kann visuelle Indikatoren und ein automatisches abschalten bei gewissen Akku % Werten einstellen.

• man kann die Controller individuell benennen.
• Konfiguration und Presets/Playlists lassen sich übers Webinterface auf einen Computer/Handy speichern und auf beliebige Controller auf selben weg wieder einspielen.

und was die Hardware betrifft:

• man kann den Controller vom Drachen abstecken und separat laden.
• das ganze lässt sich über USB laden.
• man muss sich keine sorgen über Tiefenentladung oder Überladung machen (das macht die power Management Platine)
• das Gehäuse ist Open Hardware und lässt sich anpassen.
• es Sollen fertig verfügbare Komponenten sein die man selber zusammenlöten kann und nicht die Hürde einer eigenen Platine dem Nachbau im Weg stehen.
• das ganze lässt sich auch ohne Handy ein/ausschalten und starten wenn es einmal eingerichtet wurde (Buttons).

Da ich Fan von Kollaboration und Open Source/Open Hardware bin wollte ich die Pläne, 3D Modelle und ggfs. eine Anleitung für das ganze frei zur Verfügung stellen, sollte Interesse daran bestehen.(die Anleitung und Schaltpläne muss ich noch fertig dokumentieren. Bis jetzt habe ich sie noch nicht nieder geschrieben.)

Ich selber hab bis jetzt erfolgreich 7 der Controller zusammenschalten können (mehr habe ich bis jetzt noch nicht gebaut).

Hier jetzt jedenfalls mal ein Paar Bilder vom Controller und ein Video des Jungfernflugs.

ps: ich hoffe das ganze ist im richtigen Forum gepostet und ich hab nix übersehen/falsch gemacht. ist mein erster größerer Eintrag.

Grüße

Sunny

Zitat von Jens Lück

hört sich alles toll an ... nur ... was wiegt das Ganze?

Das Steuerungsmodul inklusive Akku ca. 500 gr?

130gramm incl Akku. Ohne Akku sinds 39gramm. Akku könnte man auch kleinere nehmen. Und die LEDs kommen auch noch dazu. Je nachdem wieviele man haben will. Muss nochmal genau wiegen sind aber ca 100gramm pro 10 Meter mit 100 LEDs. 48gramm des Gesamtgewichts fallen auf das 3D Druck Gehäuse. Das könnte man aber auf Kosten der Stabilität noch verleichtern.

Zitat von EWOK

Ich habe bei Ali mir eine solche Lichterkette bestellt

die benutze ich auch. Ich schneid immer den usb Chinacontroller ab und löte mir da jst stecker drann.

Zitat von Moin

Moin

das klingt nach Arduino oder Raspberry

Damit habe ich auch schon herumgespielt, aber noch nichts fertiggestellt

ein esp32 ist wie ein arduino auf Speed mit wlan und Bluetooth in günstig.

Zitat von Carsten

Ich finde den Ansatz klasse.

Einen Drucker hab ich. löten kann ich nicht, dass läßt sich aber lernen. Was für LEDs hast du im Einsatz?

Ich hab wie oben schon beschrieben die China led Ketten im Einsatz. Was der genaue led Typ ist konnte ich allerdings noch nicht rausfinden. Die 20 Meter fairy light Ketten verbrauchen allerdings unglaublich wenig für ihre Länge bei voller Helligkeit (für 20 Meter ca 1,2 ampere.) und eignen sich meiner Meinung nach am besten.

Auf 20 Metern bricht die Spannung zum Ende der Kette ordentlich ein wenn man die volle pulle weis betreibt. (Ab ca 15 Meter gibt’s nen Rotdrift) aber mit Effekten und bunt fällt das nicht auf.

Die 10 Meter LED Ketten brauchen komischerweise doppelt so viel. Da wird wohl ein anderer led Typ verbaut. Aber die 20 Meter Ketten lassen sich ja beliebig zurechtschneiden.

Das hier sind jedenfalls meine Messungen von verschiedenen LEDs:

LED Messung

docs.google.com

Auf der 2. Tabelle im Dokument ist auch noch meine grobe Kostenrechnung für die Prototypen. Da geht aber sicher auch noch günstiger wenn man nicht bei Amazon sondern direkt in China bestellt.

Ps.: achja. Gemessen ist das ganze mit einem ina260 voltage,current and power sensor an einem fetten 40 ampere 5volt Netzteil sodass man die Ketten gut vergleichen kann und nix anderes einem in die Messung spuckt.

hat etwas länger gedauert als ich geplant hatte aber hier jetzt schonmal der Schaltplan, die Teileliste und das 3DModell fürs Gehäuse.

Den Schaltplan hab ich versucht so aufzuzeichnen/anzuordnen wie das ganze dann auch am besten im Gehäuse verkabelt wird.

3dModell.zip

Im zip ist einmal das Modell so wie es zusammen gebaut gehört, und einmal flach ausgebreitet wie man es am besten drucken sollte.

Die Lightpipe kann man in transparent drucken (ich hab PETG verwendet) damit man von außen den Akkustand sehen kann.

Den Rest des Gehäuses in einer beliebigen Farbe und aus PLA in 0,2mm Layerhöhe.

Teileliste:

1 x ESP32 D1 Mini

1 x Youmile 5V 2A Boost Converter Type-C USB

1 x Samsung INR21700-50E 5000mAh 10A mit U-Lötfahne

2 x 470kOhm 1/8W Widerstände

1 x 10kOhm 1/8W Widerstand

2 x 2 Pin DIP 6x6x5mm Tactile Push Buttons

1 x beliebige 5 Volt ws2812b led lichterkette oder sonstige digital ansteuerbare rgb LEDs insgesammt am besten mit nicht mehr als 2 ampere verbrauch. (wobei die software das auch begrenzen kann wenn sie richtig eingestellt ist). Ich benutze meistens diese 20Meter Fairy lights mit USB Stecker und Tausche den Stecker aus.

1 Paar JST-SM 3 Pin Stecker (gibts schon mit pigtail drann)

Kabel (Farbe nach Geschmack), Lot, Schrumpfschlauch etc.

Die Leitung zum Akku muss mindestens 4 Ampere abkönnen, die Kabel zum Stecker 2 Ampere.

0,25mm2 sollte da passen.

zum zusammenschrauben braucht man dann noch:

4 x m3 x 16mm Schrauben

2 x m3 x 14mm Schrauben

6 x m3 sechskantmuttern

will man die 6mm clips für die Stangen verwenden. (jeweils einen am vorderen und hinteren Ende des Controllers) braucht man stattdessen:

4 x m3 x 16mm Schrauben

2 x m3 x 18mm Schrauben

6 x m3 sechskantmuttern

Auf den Microcontroller kann man dann per USB und einem Webbrowser WLED Flashen (Install WLED). Ich Selbst hab die MoonModules variante drauf damit ich den Akkustand auch im Webinterface sehen kann. (WLED MoonModules)

das Gehäuse hat auf der Strecker gegenüber liegenden Seite die Möglichkeit ein Klettband zum befestigen durchzuführen. Dadurch ist die USB Buchse zum Flashen des Controllers nur mit Recht dünnen MicroUSB Steckern möglich. Man kann den Controller aber auch vor dem Einbau schon flashen und dann auch über Wlan updaten.

Die Seiteliche USBc Buchse ist nur zum Laden des Akkus.

so schauts von innen und dann zusammengebaut aus. die klammer ist opotional für das anbringen an 6mm stäben.

und das hier ist die Druckausrichtung. Das ganze ist so designed das es ohne Stützen druckbar sein sollte. (nur bei der lightpipe könnte es je nach Drucker mit der Haftung schwierig werden.)

Grüße

Sunny

Ps.: ich war mir nicht sicher ob es besser ist den oberen Beitrag zu ergänzen oder es als neue Antwort zu posten.