LED Vollfarbdisplay 8×32 und 8×64

Mittlerweile sind die neuen 8×8-Panels auf Basis der SK6812 LEDs nachhaltig verfügbar. Es liegt also nahe damit mal etwas zu projektieren. Die Teile haben 48mm Kantenlänge, sind sehr hell und doch etwa 50% stromsparender als die “großen” 8×8 Panels mit WS2812 LEDs. Einen Würfel (Cube) habe ich damit schon gebaut – Anleitung folgt in Kürze. Aneinandergereiht ergeben die Panels ein schönes Effektdisplay, eine Laufschrift oder Hinweis- bzw. Werbeschild.  Das ist auch bei Tageslicht gut zu erkennen und wirklich schön anzuschauen.

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Meine Idee war es, das alles möglichst einfach zu halten und nach einigem experimentieren bin ich bei meinem Lieblingsmaterial Acryl geblieben. Das sieht immer toll aus und lässt sich auf einem Lasercutter einfach bearbeiten. Der Entwurf ist wie immer in CorelDraw realisiert – eben eine mächtige 2D Software – für Laserschnitt wie geschaffen. Ich habe also eine Grundplatte entworfen, die DXF-Daten des Panels eingefügt und so ganz einfach die Befestigungslöcher ausgeschnitten. Jedes Panel wird in der Mitte angeschraubt, so entsteht eine Reihe von 4 oder 8 Panels. Gehen natürlich auch sechs, hätte den Vorteil, dass man die richtige Anzahl für einen Cube hat und so zwei Projekte mit den gleichen Komponenten realisieren kann. Die Teile sind ja aufgrund der vielen LEDs nicht eben billig. Denn auch kleine Preise summieren sich da schnell zum Luxusprojekt.

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Eine Streuscheibe aus speziellem Acryl erzeugt aus einer punktförmigen Lichtquelle (unsere LED) ein aufgefächertes, diffuses Licht. Damit akzentuierte und schön begrenzte Pixel entstehen, benötigt man noch einen Kontrastverstärker. Ich bin nach einigem experiemntieren auf Steckschaum gekommen, das Zeug, wo man DIL-ICs reinsteckt, damit die nicht kaputt gehen, die Beinchen nicht verbiegen und so transportiert werden können. In diesem Schaum scheint viel Kohlenstoff drin zu sein, ist ja auch sinnvoll, so werden statische Spannungen abgeleitet. Kohlenstoff ist nicht nur leitfähig sondern auch schön schwarz. Dieser Steckschaum lässt sich klasse mit dem Laser schneiden. Für jede LED gibts ein Loch, besser gesagt ein Achteck-Loch, das kann ein Plottersystem schneller anfahren. Ein kreisrundes Loch benötigt etwa ein Drittel mehr Zeit zum Schnitt, da gaaaaanz viele Näherungswerte abgefahren werden müssen.

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Bei 512 LEDs bzw Löchern summiert sich das kräftig auf. Statt 20 Minuten für kreisrunde Löcher benötigt die Octaeder-Variante nur 13 Minuten reine Schnittzeit. Auch noch ganz schön lange…
Die so entstandene “Kontrastmatte” wird zwischen LED und Streuscheibe gepackt. Ergebnis ist eine wirklich scharfe und sehr regelmäßige “Pixelung” der einzelnen LEDs.
Ich habe einige Varianten durchprobiert. Rechteckige (gitterflächige) Anordnung sieht nicht so gut aus. Das liegt einfach daran, dass zu wenig Material stehen bleibt und jede winzige Abweichung – ich rede von 0,1 – 0,05 mm – schon unangenehm sichtbar wird. Außerdem wird der Steckschaum sehr instabil, da zu wenig “Fleisch” stehenbleibt. Die Octaeder sind optisch die beste Variante, da nahe am Kreis. Hierbei bleibt auch genügend Material für eine ausreichende Wandstärke übrig und die ganze Lochmatte wirkt deutlich robuster. Man darf auch nicht vergessen, dass beim Laserschneiden Hitze entsteht und das Material zusätzlich stresst, dahingehend, dass eine gewisse Schrumpfung auftritt. Bei 8×64, also 512 Löchern in einem schmalen Band, wirkt sich das schon so aus, dass der Steckschaum nicht mehr mit den Led-Matrixen in der Länge überein stimmt. Daher sind diese Schlaufen an den Rändern, die einfach über die Spacer gestülpt werden und das Schaum-Material wieder auf die richtige Länge ziehen. Das Ganze ist am Ende so fehlertolerant, dass selbst eine nicht ganz plane Steuscheibe keine negativen Auswirkungen auf den Betrachter hat. Einfach aber effektiv.
Angesteuert wird mit einem LED-PLayer-S, geht natürlich auch der Matrix- oder der WLAN-Player. Der LED-Player-S hat den Vorteil, dass man die via Jinx! erstellten Files auch autonom abspielen kann (SD-Card). Als Energiequelle verwendet man einen LiPo-Akku – 1000mAh reichen schon um eine gewisse Zeit zu “spielen”. Eine USB-Powerbank ist natürlich besser und lässt sich auch gleich an den LED-Player-S per USB anstöpseln. Mit Jinx! erstellt man dann die gewünschten Effekte oder Laufschriften, Werbebotschaften – was auch immer.

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Die Montage ist einfach. Die Grundplatte hält die Spacer, auf denen die Panels aufgeschraubt werden. Pro Panel eine Schraube. Eine wichtige Besonderheit: Es handelt sich um M2,5 Schrauben, Lötösen, Muttern und Zahnscheiben. Diese Teile sind im Baumarkt eher nicht zu bekommen. Im guten Schraubenhandel sicher, allerdings nicht gerade billig. Besser man ordert diese Materialen gleich zum Panel dazu, das dürfte erheblich stressfreier sein als selbst auf die Suche zu gehen. Nachdem die Panels richtungsgenau montiert sind (ggf müssen die Abbruchkanten der Nutzenstege etwas mit einer feinen Feile geglättet werden), wird die Rückscheibe aufgesetzt und verschraubt. Vorher sollten die Panels natürlich mit den Lötösen bestückt worden sein. So kann man nun die Betriebsspannung von Panel zu Panel schleifen, indem man nur einen Lötpunkt auf die Lötösen setzt. Gleiches gilt für die Signalleitung. Zuletzt wird der Player angeschlossen. Eine Powerbank mit dem Player verbunden und die SD-Card mit den Beispieldaten eingesteckt. Funktioniert alles? Na prima!

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Ich glaube, das dürfte eines der LED-Displays sein, die mit einem sehr geringem Aufwand, arbeitsmäßig und auch materiell, erstellt werden können und trotzdem eine profimäßige Anmutung vermitteln.

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