LED-Kette für Treppe mit Raspberry Pi: Welcher Controller mit SK6812 geeignet?

[WoisthierdasKlo]

Hallo,

Ich möchte eine lange LED-Kette an unserer Treppe entlang führen, und da Effekte drauf spielen, mit Bewegungssensor gekoppelt, die über Python geschrieben und an den Raspberry Pi 4 gesendet werden.

Diese Kette habe ich mir ausgesucht: Thomsen STRIP-5M-150-RGB-IP67 LED-Streifen EEK: A++ (A++ - E) mit Stecker/Buchse 5 V 5 m RGB (CONRAD)
Dieses Netzteil (9 Ampere!) + Kabel dazu: AC/DC-Einbaunetzteil SunPower Technologies SPS G050-05 5 V/DC 9 A 45 W (CONRAD) + Basetech BT-2336884 Strom Anschlusskabel Schwarz 1.50 m (CONRAD)
Ein befreundeter Elektriker könnte das dann verbinden, und noch ein Plastikgehäuse darum bauen, damit es wirklich sicher ist.

Nun die Frage: Laut Datenblatt läuft die Kette mit SK6812. Wie komme ich nun vom Raspberry Pi daran? Ich habe Thomsen Electronics gefragt, aber ich bin mir nicht sicher, ob der Mitarbeiter genau verstand, dass ich mit Python und Raspberry Pi die Kette steuern will. Er verlinkte mir diesen Controller: VIPMOON Smart Bluetooth Controller für LED Streifen LED Strip WS2811 2812 2801 6803 LED Band Fernbedienung für IOS und Android 5V-24V (Amazon)

Funktioniert das so? Brauche ich noch irgendwelche Teile? (Außer Raspberry Pi 4 samt Gehäuse, Kühlkörper, Lüfter und Netzteil selbst...)

Würde mich sehr über Hilfe freuen!

 

[HITCHER_I]

Raspberry Pi hat 3,3V I/O Spannung, dh. da wird man einen 5V PegelWandler brauchen.
So etwas etwa: https://www.amazon.de/Converter-Konverter-Pegelwandler-Bi-Direktional-Mikrocontroller/dp/B0869435QS
Weiters sollte sich ein Pi Pico dafür auch schon eignen, weil für eine Lichtsteuerung in Micropython oder Circuitpython reicht so ein Microcontroller. Der Pi4 ist ein Microcomputer.
Auf der Seite ist ein Link zu learn.adafruit.com mit Video, etc. und weiteren Informationen:
https://electronics.semaf.at/Digital-RGBW-LED-Strip-SK6812-Black-60-LED-6000K-NeoPixel-compatible

Also das PDF zB. findet sich dann dort bei adafruit:
https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-neopixel-uberguide.pdf

 

[WoisthierdasKlo]

Stimmt, Pegelwandler fehlt noch... ginge der zum Beispiel? https://www.makershop.de/module/schnittstellen/4-kanal-konverter/
Amazon will ich nicht so unbedingt unterstützen...

Ich habe schon einen Raspberry Pi 4.

Meine Frage war, ob man denn die "Sprache" des verlinkten Controllers mit Raspberry Pi nachahmen kann.

 

[LochinSocke]

Ja das geht, es sind ws2812 kompatible Strips. Da kommt es im Grunde nur aufs Timing an.

 

[HITCHER_I]

Der Pi Pico kostet 4€, der Raspberry Pi4 aber mehr als 10x so viel. Deshalb sollte man für so ein einfaches Projekt den Pico nehmen!

In der Pico Micropython Dokumentation steht auch, wie man solche LED Streifen ansteuert, im oben verlinkten adafruit uberguide aber auch.

Der Pico in Micropython ist sogar schneller als der Pi4, weil der einen speziellen PIO Controller hat, den man in Inline-Assembler programmieren kann. Der ist so schnell, damit kann man sogar ein VGA Signal (bitbanging) simulieren.

https://core-electronics.com.au/tutorials/how-to-use-ws2812b-rgb-leds-with-raspberry-pi-pico.html

https://makersportal.com/blog/ws2812-ring-light-with-raspberry-pi-pico

 

[WoisthierdasKlo]

Ja das geht, es sind ws2812 kompatible Strips. Da kommt es im Grunde nur aufs Timing an.

Wie genau läuft denn die Kommunikation zwischen Raspberry Pi und dem Controller? Weißt du das zufällig? Das hier ist mein Einstiegsprojekt, daher frage ich noch etwas auf Basic-Ebene...

 

[HITCHER_I]

In deinem Fall ist der Raspberry Pi dann der Controller. Das extra Teil brauchst normalerweise nicht.

 

[LochinSocke]

Ich würde an deiner Stelle eines der vielen Arduinoprojekte nachbauen. Sowie WS2813 LEDs nehmen, sind voll kompatibel. Die haben eine höhere PWM Frequenz und eine Backupleitung die dafür sorgt, dass eine LED mitten drin ausfallen darf ohne das alle folgenden auch ausfallen. Du mußt nur am Anfang BI auf Ground ziehen.

Sowas z.B. https://www.techdroid.de/2019/02/led-treppenlauflicht-mit-ws2812b-video-code/

 

[WoisthierdasKlo]

In deinem Fall ist der Raspberry Pi dann der Controller. Das extra Teil brauchst normalerweise nicht.

Aaah, okay, das war ein Missverständnis zwischen mir und dem Mitarbeiter. Der verlinkte Controller ist nur dafür, wenn man nicht selbst programmieren will. Ich habe nochmal gegooglet, und anscheinend ist SK6812 ja voll kompatibel mit dem Raspberry Pi (bzw. da existieren bereits Bibliotheken, da muss man sich selbst nichts kompliziertes schreiben zur Übersetzung der Signale): https://blog.h7d.de/2017/11/22/led-streifen-mit-sk6812-fuer-hintergrundbeleuchtung/

@LochinSocke: Interessant zu wissen, aber ich will erstmal irgendwie mit Raspberry Pi anfangen und nicht 1000 Sachen gleichzeitig anfangen

 

[LochinSocke]

Alles klar, viel Spaß dabei. Vielleicht findest du ja mit der Treppenbeleuchtung mal das Klo.

 

[WoisthierdasKlo]

Haha, zumindest muss jetzt niemand mehr auf der letzten Stufe stolpern.

Fällt euch noch was ein, was ich dazu bestellen muss? Irgendwelche Kabel, Steckverbinder o.ä. ? Einen Spannungswandler von den 3.3 V des Raspberry Pi zu den 5 V der Lichterkette brauche ich auf jeden Fall noch...

 

[LochinSocke]

Ich habe bisher viele WS2812 und jetzt WS2813 mit stabiler 3v3 Logik von unterschiedlichen MCU betreiben können. Schau dir das Dokument oben an. Pufferkondensator, Schutzwiderstand und Einspeisung bei langen Strips steht da sicher alles drin.

Ich würde zusätzlich dann am Ende den Strom an dem Strip messen und eine entsprechende Feinsicherung noch einlöten. Bist du sicher, dass du 9A brauchst?

 

[WoisthierdasKlo]

Ich weiß nicht genau, was 3v3 Logik und MCU bedeutet, und das mit dem Pufferkondensator, Schutzwiderstand und Einspeisung klingt kompliziert erstmal...

Ich würde zusätzlich dann am Ende den Strom an dem Strip messen und eine entsprechende Feinsicherung noch einlöten. Bist du sicher, dass du 9A brauchst?

Mmh, okay, ich frage mal den befreundeten Elektriker, was das ist...
Der Streifen zieht laut Datenblatt (s. oben) 9 W/m, das sind also bei 5 Metern 45 W.
P = U*I bzw. I = P/U = 45 W/(5 V) = 9 A

 

[HITCHER_I]

3,3V Logik bedeutet, dass ein Signal über GPIO, wenn es High ist, nicht mehr als 3,3 Volt hat. Also nicht 5V, das kann den Pi4 beschädigen. Aber andere Logik-Bausteine funktionieren nur mit 5 Volt Logik, wie beim alten Arduino zB. der kann mit 5V Logik umgehen, die arbeiten dann nicht zuverlässig mit 3,3V Logik Signalen. Deshalb benötigt man Logik-Level Pegelumsetzer.
Wenn ein neues Projekt beginnst, ist es ganz wichtig, zuerst alle Datenblätter von allen Komponenten zu suchen, und durchzulesen, es soll ja alles auch zusammen passen. Weiters steht in oben verlinkten Dokumenten auch einige Information dazu, wie so ein Programm zur Lichtsteuerung in Python oder Micropython auszuschauen hat.

edit:
siehe Info zu IOREF beim Arduino Uno
https://en.wikipedia.org/wiki/Arduino_Uno