Rundbunt Mini

Für ein Hochzeitsgeschenk, dass zeitig fertig werden musste, brauchte ich eine kleinere, überschaubarere Variante des Rundbuntplasma. Inspiriert von der Idee des Projektes RGB-Pipe wurden die LED-Streifen dazu nicht gewickelt, sondern auch der Länge nach auf ein Rundholz passenden Durchmessers geklebt. Das ganze sollte "Mini" werden, statt einem Raspberry Pi musste ein Arduino ausreichen, statt einem Webinterface gibt es drei Potis, um alles einzustellen. Die Auflösung ist auch "nur" 8x8 Pixel, wobei ein Band mit einem engeren Pixelabstand (60 Pixel pro Meter) verwendet wurde. Trotzdem braucht das Teil bereits ein 3A Netzteil, um die LEDs voll auszuleuchten. Das Projekt ist tatsächlich zeitig fertig geworden, an zwei Nachmittagen wurde die Hardware gebaut, etwas länger dauerte die Software-Entwicklung, die nun 4 verschiedene Programme/Animationen enthält, die über das erste Poti ausgewählt werden, dass auch gleichzeitig zur Einstellung der Gesammt-Helligkeit dient. Mit den anderen beiden Potis können die Effekte und Farben beeinflußt werden. Das ganze wurde eingebaut in eine sehr preiswerte Tischlampe eines großen Möbelhauses, deren mattierter Glaszylinder für sehr sanfte Farbübergänge sorgt und in deren Fuß noch genug Platz für einen Arduino Mini sammt Potis war.

Auf einem Stück Rundholz von passendem Durchmesser wurden 8 Abschnitte mit jeweils 8 LEDs von einem schwarzen Neopixel-Band mit WS2812B LEDs aufgeklebt (per doppelseitigem Klebeband, fixiert mit zwei dünnen schwarzen Kabelbindern). Die Streifen wurden dazu von ihrer Silikonhülle befreit und Zick-Zack-förmig angeordnet, damit sich die Datenleitung einfacher verdrahten ließ. Mit jeweils 3 Wicklungen etwas dickerem Silberdraht wurde eine niederohmige ringförmige Stromversorgung zu allen Streifen am unteren Ende derselben hergestellt. Die beiden etwas dickeren Versorgungsleitungen sowie die dünnere Datenleitung wurden durch ein kleines Loch außen im Rundholz in einen zuvor gebohrten Kanal im Inneren des Rundholzes gelegt, von wo sie in den Sockel der Lampe gelangten. Die Datenleitung wurde an Pin 6 des Arduinos angeschlossen und die drei Potis, beschaltet als Spannungsteiler zwischen 5V und GND, an die Analogeingänge A0-A2. Über einen Hohlstecker im Lampenfuß wird das Netzteil, ein Steckernetzteil 5V/3A fertig gekauft bei Reichelt, angeschlossen. Der Lampenfuß wurde nach der Programmierung des Arduinos wieder mit Moosgummi verschlossen.

Die Software verwendet die Bibliotheken Flash und FastLED (statt Adafruits Neopixel Bibliothek, da diese keine so schönen Farbraumkonversationsroutinen besitzt). Eine Art Renderpipeline bringt die als HSV-Array[0..63] vorgerechneten Daten auf die Lampe, dabei werden die HSV-Werte in RGB-Werte umgerechnet, eine Gamma-Korrektur von 2.4 per Tabelle darauf geworfen und dann diese Daten in die richtige Reihenfolge für die LEDs gebracht (Zick-Zack und Offset-Korrektur). Der Einfachheit legt sich die Pixelfläche wie ein rechteckiges Blatt von vorne auf den Zylinder, hinten links unten ist Pixel 0, Pixel 7 ist hinten links oben, dann geht es bei Pixel 8 in der nächsten Spalte wieder etwas weniger hinten links unten weiter. Die Spalten laufen einmal von Mitte-Links-Hinten über Vorne-Mitte nach Mitte-Rechts-Hinten. Dadurch ist der Rand der 8x8 Pixelfläche auf der Rückseite der Lampe, die typischerweise mit den Potis nach vorne aufgestellt wird.

Die Potis werden etwas "entrauschst" und das erste Poti bestimmt die Animation: 1. Lampe wird mit einer konstanten Farbe "angemalt", Farbe (Hue) und Sättigung (Saturation) können per Poti eingestellt werden. 2. Linear wird ein laufender "Hue"-Wert (Regenbogen) von Pixel 0 bis Pixel 63 ausgegeben. Das eine Poti bestimmt die Schrittweite, das andere den Start-Wert der Farbe. Werden die Potis über die Hälfte gedreht, so werden diese Werte dynamisch verändert, Potiausschlag bestimmt die Änderungsgeschwindigkeit. Es ergeben sich sehr schöne Farbübergänge, die mal horizontal, mal vertikal, mal schräg, mal wild über die Lampe wabern. 3. Kaleidoskop: Der Quadrant links unten (4x4 Pixel) wird mit zufälligen Farben "bepixelt", wobei sich immer nur ein Pixel langsam in der Farbe verändert. Die untere Ecke wird an die drei verbleibenen Quadranten gespiegelt. Es ergibt sich ein symetrischer Farbeffekt. Über die Potis kann die Änderungsgeschwindigkeit und die Farbwahl eingestellt werden. Farbwahl: Weit nach links: viele dunkle Pixel, mittig: keine dunklen, keine weißen Pixel, weiter nach rechts: mehr Pixel, die auch weiß sind. 4. Plasmaeffekt: Der Klassiker, der Ausgangswert der Plasmasummenformel wird über ein Poti-Wert einstellbar verschieden stark in den Hue-Wert skaliert. Über das andere Poti kann die Änderungsgeschwindigkeit des Plasmaeffektes eingestellt werden.

Hurra, pünktlich fertig geworden! Leider verschenkt, muss also noch mal nachgebaut werden.