Projekt 19: Interaktiver LED-Tisch

Autoren: Willy Argan Yopa Heubo, Erwin Büttner,Samuel Oscar Boumela Datewo Betreuer: Prof.Göbel

Aufgabenstellung

Entwicklung und Aufbau eines interaktiven LED-Tischaufbau mit Hilfe eines Arduinos Mikrokontroller Es Soll einen LED-Tisch entwickelt konstruiert die aus Ein- und Ausgabegeräten sowie einer Verarbeitungseinheit besteht.

• Eingabegeräte: Taster
• Verarbeitung: Arduino
• Ausgabe: LED-Matrix als Bildschirm

Erwartungen an die Projektlösung

• Recherche bisheriger Lösungen
• Entwurf der Schalung , Konstruktion des(absolut robusten!) Tischaufbaus und Beschaffung der Bauteile
• Realisierung der Schaltung durch Fertigung eines prototypischen Arduino-Uno-Schields
• Programmierung und Visualisierung
• Realisierung eines Videos, welches die Funktion visualisiert
• Test und wissenschaftliche Dokumentation
• Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Schwierigkeitsgrad

Anspruchsvoll (***)

Plannung

Projektplan

Zunächst wurde ein Projektplan erstellt mit vier Phasen:

• Planung
• Konzept/Entwurf
• Realisierung
• Dokumentation

Materialbeschaffung

Beistelltisch von Ikea. Model LACK.

• Diamex LED-Streifen mit WS281-LEDs, 30 LEDs / Meter
• PLEXIGLAS® WN070 weiß opal, Lichtdurchlässigkeit 30% Maße: 410mm x 410mm, 3mm Stärke.
• Aduino Nano
• Lochrasterplatine
• Litze H05V-K 1 x 0.75 mm² Schwarz 5m
• Wippschalter

Einige Materialien konnten nicht bei vorgegebenen Händlern bestellt werden, deshalb wurden diese aus eigener Kasse erworben:

• MDF-Platte
• HC-05 Bluetooth-Modul
• Ikea Tisch vom Model LACK
• Netzteil 5V, 12A

Konzeption/Entwurf

CAD-Entwurf

CAD-Zeichnung vom Entwurf für den LED-Tisch

Zunächst wurde ein 3D-Modell mit CAD entworfen. Es wurden folgende Teile konstruiert:

• Ein Beistelltisch, der sich am Aufbau des Modells LACK vom IKEA orientiert.
• Eine Gitterkonstruktion für die LED-Matrix
• Ein Unterkasten-Aufbau für Elektronik (Netzteil, Leiterplatte)

Leiterplattenentwurf

Fritzing Projekt

Der elektrische Schaltplan wurde mit Hilfe von einem Freeware-Software (http://fritzing.org/home/) realisiert. Mit dieser Software ist es möglich einzelne elektrische Bauteile virtuell miteinander zu verschalten und zu parametrisieren. Bauteile, wie die LED-Streifen, wurden aus einer Library entnommen. Diese wurde von der Seite (https://github.com/adafruit/Fritzing-Library) heruntergeladen und hinzugefügt.

Es ist auch möglich aus dieser virtuellen Steckplatine einen elektrischen Schaltplan zu erzeugen und sogar auch Leiterplatten-Design ist hiermit möglich. Die verschalteten elektrische Bauteile, der Schaltplan, die Leiterplatten-Layout und auch der Arduino-Code zusammen lassen sich in einem Fritzing-Projekt als eine Datei speichern.

Realisierung

Hardware Design

Unter Hardware soll hier der Aufbau des Tisches und der Leiterplatten-Konstruktion verstanden werden.

Tisch

Gamepad-Elektronik

Für den Grundaufbau des Tisches entschied man sich für ein Ikea Möbelstück. Es sollte billig, stabil und einfach zu bearbeiten sein. Die Wahl fiel auf das Model LACK. Dieser Tisch ist relativ Kostengünstig, durch seine Innere Knochenmark-Papp-Konstruktion ist es relativ stabil und einfach zu bearbeiten, weil die Stärke des Holzes nur 3mm beträgt. Zunächst wurde ein Loch auf der Oberseiten zugeschnitten. Die Grö

• LACK/IKEA Möbel ermöglichen eine hohle Konstruktion
• Loch auf der Unterseiten (30cm*30cm)
• Unterkasten für die Elektronik
• Es wurde ein Schalter seitlich angebracht (Kippschalter)

Gitterkonstruktion

• MDF-Platte
• Es wurden Schlitzen in 11 gleichlängen Abstände eingeschnitten
• Das ganze Block wurde Zusammen gesteckt

LED Matrix

• Es wurde LED Streifen (30LED pro Meter) abgehängt, sie sodass 12 LED sind
• Es wurden Ausgeschnittene Platte vom Tisch genommen
• die Streifen wurden aufgeklebt
• LED wurden verbunden (GND-GND bzw +5v-+5v)