TROIA Prototyp

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Ziel war es, eine Technik für das Projekt TROIA zu entwickeln mit der es möglich ist, einen Raum mit ca. 20000 Pixeln zu bestücken und diese mit 128 Graustufen zu steuern. Um die Machbarkeit unseres Vorhabens zu testen, haben wir zusammen mit den [[BeobachterDerBedienerVonMaschinen][BBM]]s einen Prototyp mit 144 Pixeln gebaut. 144 Pixel wurden gewählt, damit wir die vorhandenen Blinkenlights Filme und Spiele, sowie Teile der schon bestehenden Ansteuerungssoftware von vorhergehenden Projekten nutzen können. Das System ist modular erweiterbar, das bedeutet, wenn es mit 144 Pixeln funktioniert, kann es praktisch beliebig erweitert werden.

Zuerst mussten wir uns überlegen wie ein Pixel aussehen soll. Da wir günstig an eine größere Menge SMD LEDs (LW T673) gekommen sind, stand das Leuchtmittel schon mal fest. Es musste nur getestet werden, wieviele LEDs pro Pixel benutzt werden. Dazu wurden verschiedene Platinen geätzt und bestückt. Bilder von den Testplatinen, sowie die Layouts sind auf der Troia-Testpixel Seite zu finden. Nach ausgiebigen Tests haben wir uns für eine Platine mit 5 LEDs und großen Kühlflächen entschieden, die dann in einen tiefgezogenen Pixelkasten geklebt wird.

Pixelkasten 5er Pixel-v.1.2 Layout SMD LED

Die Ansteuerung der einzelnen Pixel, die jeweils aus einer Serienschaltung von 5 superhellen, weißen SMD-LEDs bestehen, erfolgt durch Pulsweitenmodulation (PWM). Das bedeutet, die Graustufen werden durch sehr schnelles An- und Ausschalten simuliert. Das menschliche Auge ist so träge, dass es das Flackern (immerhin 100 Hz) nicht wahrnimmt.

Da eine solche Aufgabe nicht von einem PC für 20.000 Pixel übernommen werden kann, wird die Generierung der PWM-Signale von den Troia Pixel Modulen gemacht. Ein solches Modul steuert bis zu 32 Pixel an. Beim Prototyp wurden aber nur jeweils 24 Pixel an jedes der 6 Module angeschlossen. Die anzuzeigenden Daten werden über einen 10 mA Current Loop (galvanisch getrennt mittels Optokoppler) seriell mit 38400 bps übertragen.

Um nun genügend Pixel Module an einen PC anschließen zu können, gibt es die Troia Verteiler Module. Diese sind in der Lage, die seriellen Daten für bis zu 32 Pixel Module auszugeben. So werden von einem Verteiler Modul bis zu 1024 Pixel gesteuert. Über USB 2.0 sind dann 20 (oder mehr) Verteiler Module an den PC anschließbar. Auf dem PC läuft Linux mit einem speziellen Kernelmodul, dass die Daten für die Module aufbereitet und sendet.

Hier einige Bilder vom fertigen Prototyp:

Die Pixelfläche des Prototyps beträgt 1,20 x 2,70 Meter. Um ihn gut transportierbar zu machen, wurde der Prototyp in 3 Teilen mit je 48 Pixeln gefertigt. Diese 3 Teile lassen sich in einen dafür geschweißten Stahlständer einhängen.

Troia Prototyp Video [0,8 MB]