Thekenlicht

Thekenlicht Release status: experimental [box doku]
Description	LED-Leiste unter der Thekenplatte (Küche), steuerbar über Laborautomation
Author(s)	Kanga, MongoQ, Andreas
Last Version	0.2

News

Die Beispiel YS-IRTM Module konnten erfolgreich in Betrieb genommen werden. Ein Test mit MongoQs eigenem LED-Streifen verlief erfolgreich. Es gibt jetzt für das Labor die LED-Streifen in 3x-RGBW-Ausführung.
Eine LED-Lichtsäule wurde beschafft (von Aldi). Die Fernbedienung (wohl auch mit dem NEC Protokoll) wird alsbald ausgemessen. Dies sollte aber kein Problem darstellen.
Eine Platine ist in Mache (KiCad), bei der die Level Shifter mittels BS170 N-Kanal Mosfets realisiert werden. Auf die Platine sollen auch die ESP32 Boards in der im Labor verfügbaren Version verlötet werden (machbar auch für Lötanfänger). Und natürlich die YS-IRTM Module. Die BS170 wurden beschafft (20x).

LED-Leiste

Angedacht ist eine LED-Leiste, die unter der Thekenplatte in der Küche befestigt wird, mit der man eine Beleuchtung hat, um auf der Arbeitsplatte Drinks (z.B. Tschunk) ohne "Festagsbeleuchtung" zu mischen. Die LED-Farben sollen per Webseite (bzw. Laborautomation) steuerbar sein; zudem sollen Funktionen wie Fading, Blinken und Ein- und Ausschalten implementiert werden.

Thekenaufbau

Nutzung von "beliebigen" LED-Streifen

Es sollen für Teilnehmer der Arduino Gruppe "beliebige" RGB LED-Streifen (ähnlich diesem), die über eine Fernbedienung verfügen, nutzbar gemacht werden. Der Theorie nach (nach ausgiebiger Forenrecherche) arbeiten die meisten Fernbedienungen mit dem NEC IR Protokoll.

Dabei sollen ESP32 Boards (mit Wlan Funktionalität) verwendet werden. Eine Entscheidung für C oder MicroPython wurde noch nicht getroffen.

Die Idee ist hierbei, dass man YS-IRTM Module verwendet. Diese sprechen das NEC IR Protokoll (bidirektional) und verhalten sich dabei wie ein UART. Die gesamte "Magie" der richtigen Modulation wird eingekapselt und muss so nicht selber programmiert werden. Lediglich mehrere Bytes müssen gelesen und geschrieben werden über eine UART Verbindung. Quasi beliebige Mikrocontroller sollten sich so sehr einfach anbinden lassen.

Die den LED-Streifen beigelegten Fernbedienungen sollten sich mit den YS-IRTM Modulen auslesen lassen. Ein Replay, also das Steuern der LED-Streifen mit den ausgelesenen IR Daten, sollte machbar sein. Auch LED-Streifen mit einzel auswählbaren LEDs (z.B. WS2812(B)) sollten steuerbar sein, gemäß Optionen der Fernbedienung.

Der Schaltplan ist sehr einfach. Neben dem YS-IRTM Modul braucht es nur einen 3,3V zu 5V Levelshifter.

Die Webseite sollte analog zu dieser Lösung implementiert werden. Diese wird dabei von dem ESP32 alleine vorgehalten ("gehostet").

Neben einer Browserlösung sollte eine Telnet (Netcat) Anbindung möglich gemacht werden, zur Nutzung per Labor Automation. Evtl. könnte auch ein SSH Zugang implementiert werden.

Materialsammlung

Bilder Bauteile und Aufbauten

Hierbei müssen die Bilder ähnlich dieser Quelle für diese Wiki Seite noch aufgenommen und eingebaut werden.

MicroPython Beispielquelltext (vgl. Quelle)

from machine import UART

uart = UART(1, tx=14, rx=15, baudrate=9600)

# Sniffen einer Fernbedienungstaste (IR-Daten)
def sniff():
    while True:
        if uart.any():
            print(uart.readline())

# Beispielausgabe: b'\x00\xff\x45'

# Replay der IR-Daten
def replay():
    uart.write(bytearray(b'\xa1\xf1\x00\xff\x45'))
    uart.read()
    # TODO: Auswerten
    # Falls b'\xf1' zurückgegeben wird, so war das Senden erfolgreich; 
    # der LED-Streifen sollte auf das entsprechende IR-Kommando reagieren

C Beispielquelltext (vgl. Quelle / Pinbelegung)

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial uart(2, 3); // RX = D2, TX = D3 (bei Arduino Nano)

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  uart.begin(9600);
}

// Sniffen einer Fernbedienungstaste (IR-Daten)
// Beispielausgabe: b'\x00\xff\x45'
void sniff() {
  while (true) {
    if (uart.available()) {
      Serial.println(uart.readString());
    }
}

// Replay der IR-Daten
// Der LED-Streifen sollte auf das entsprechende IR-Kommando reagieren
void replay(){
  byte replayData[] = {0xa1, 0xf1, 0x00, 0xff, 0x45};
  uart.write(replayData, sizeof(replayData));
  byte response = uart.read();
  // Falls 0xf1 zurückgegeben wird, so war das Senden erfolgreich
  if (response == 0xf1) {
    Serial.println("IR-Command sent!");    
  }
  for(;;){} // Stop hier
}

void loop() {
  sniff();
  //replay();  
}

Linux Bash Skript

Hiermit sollten USB-TTL-Wandler nutzbar zu machen sein. Dies ermöglicht die Steuerung von LED-Streifen von Linux (u.a. PC mit USB, ohne Mikrocontroller) aus. Der Code sollte ähnlich dieser Quelle aussehen. Der USB-TTL-Wandler sollte auf 5V eingestellt sein (falls wählbar); dabei entfällt dann natürlich der 3,3V zu 5V Levelshifter. Zum anfänglichen Testen sollte man CuteCom nehmen.

#!/bin/bash

#TODO: Sniff und Replay Code getrennt

tty=/dev/ttyUSB0
stty -F $tty cs8 9600 ignbrk -brkint -icrnl -imaxbel -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echok -echoctl -echoke noflsh -ixon -crtscts -hupcl

echo -n -e "\xa1\xf1\x00\xff\x45" > $tty
#read "reply" < $tty
#echo "Reply Command: $reply"

PC Python Lösung

Folgender Code schaltet MongoQs LED-Streifen an und wieder aus. Erfolgreich getestet! Üblicher USB-TTL Wandler.

import serial
from time import sleep

ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', baudrate=9600, timeout=1) 

data_to_send = bytearray(b'\xfa\xf1\x00\xef\x03')
ser.write(data_to_send)
sleep(1)
data_to_send = bytearray(b'\xfa\xf1\x00\xef\x02')
ser.write(data_to_send)
sleep(1)

ser.close()

Kommandos

TODO: https://github.com/mcauser/micropython-ys-irtm