LD Matrix

LED Matrix Display

LED Matrix Display vorneEine LED Matrix (Licht-Emittierende Diode) ist eine visuelle Anzeigetafel. Dabei sieht die Tafel aus, wie ein Bild, was aus vielen kleinen leuchtenden Bildpunkten besteht. Aufgeteilt ist die Anzeige jedoch durch LED’s angeordnet in vertikalen Spalten und horizontale Zeilen. Dadurch entsteht die sogenannte Matrix. Abhängig von der Technologie, welche für die Leuchtelemente genutzt wird, können verschiedene farbliche Abstufungen verwendet werden. Anders als die heute verbreiteten Leuchtdioden, wurden langezeit auch Flüssigkristallanzeigen oder Glimmlampen für die Darstellungen genutzt. Dabei lässt sich jeder Bildpunkt ansteuern und in sichtbar/unsichtbar , schwarz/weiß oder farblicher Abstufung einteilen, was zur Sichtbarkeit eines grafischen Musters führt. Inzwischen kann man eine solche Matrix als Produkt bestellen und folglich mit einem Mikroctonroller ansteuern.

RGB LED Matrix Display 16×32

16x32-led-matrix-displayDie beliebteste Anzeigetagel kommt mit einer Aufstellung von 16×32 Bildpunkten und wird über RGB-LED’s angesteuert (Rot Gelb Blau). Mit gerade mal einem Gewicht von 209 Gramm und den Maßen 3,5 x 21 x 11 cm ist der Adafruit-Bestseller mega leicht mit einem Arduino oder Raspberry Pi anzusteuern. Adafruit hat ihn seit 2014 im Angebot und verkauft ihn an seine überaus zufriedenen Bastler-Kunden, wie warme Semmeln. Aber auch Firmen, wie die BVG Berlin nutzen die Display für Ihren professionellen Einsatz von Anzeigetafeln. Mit den 512 kleinen Pixeln lassen sich im Handumdrehen Bilder, sowie kleine Videos in jeglicher rot-gelb-blau-Kombination ansteuern. Dreht man das Display um, findet man eine PCB Leiterplatte (Printed Circuit Board) mit zwei IDC-Anschlüssen (Insulation Displacement Connector) , um eine Mikrocontroller-Verbindung herzustellen. Davon ist ein IDC für den Input und eins für den Output zuständig. Die 12 16-bit-Schieberegister machen zudem eine 1:8 Abtastrate möglich.

LED Matrix hintenTipp: Die LED Matrix Displays lassen sich zwar in Reihe schalten, allerdings überfordert diese Vorgehensweise RAM sowie Prozessor der Arduinos. Ebenfalls ist der Beispielcode dafür nicht vorgesehen. Daher beginnen Sie vorzugsweise mit einer Parallelschaltung, um schnell Resultate zu erhalten. Benötigt werden 12 Digitale Pins (6 Steuerleitungen + 6 Datenleitungen) sowie eine stabile 5V-Stromquelle mit bis zu 2A pro Panel.

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RGB LED Matrix Display 32×32

32x32-led-matrix-displayDer größere Adafruit Bruder kommt mit einer RGB Panel Aufstellung von 32×32 Bildpunkten und somit mit einer 1024er Auflösung, wiegt 572 Gramm und hat die Maße 23 x 30 x 11 cm. Die Stromversorgung ist mit 1×4 Pins gegeben. Schieberegister, sowie Abtastrate sind dem 16×32 Artikel gleich, jedoch sind hier 13 Digitale Pins gegeben (6 Daten- und 7 Steuerleitungen). IDC-Kabel, Stromkabel, sowie 4 Befestigungsschrauben und 4 kleine Magnete werden in diesem Sparangebot mitgeliefert. Bei einem 16MHz Arduino ist hier eine CPU-Auslastung von 40% möglich.

Hinweis: Einziger Hersteller-Unterschied ist hier, dass er mit einen Single header geliefert wird, also 1 Input Connector mit 2 x 8 Pins + Output Connector mit 2 x 8 Pins. Abhängig vom Produktionsbatch kann es aber auch sein, dass hier ein Double-Header am Start ist. Ist dieses Detail für Sie relevant, geben Sie es bitte beim Kauf mit an.

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RGB LED Matrix Display 64×32

64x32-led-matrix-displayMit einem Rastermaß von 5mm und den Maßen 16,3 x 32,3 x 2 cm ist das größte Display mit 440 Gramm jedoch nicht das Schwerste. Dieses Riesenpanel wird gern in New York für kleine Video-Clips genutzt. Es ist inzwischen kompatibel mit dem Arduino Mega, dem Raspberry Pi, sowie dem BeagleBone Black. Die Umstände machen das 64×32 Display zu einem optimalen Werkzeug oder Spielzeug (wie sie wollen) für Anzeigetafeln. Beachten Sie jedoch dass Arduino Uno’s aus fehlender Performance hier nicht zum Einsatz können. Benutzen Sie daher die oben angegebenen Mikrocontroller zur Ansteuerung. Es ist genauso groß, wie der 32×32 Bruder, hat jedoch durch die 2048er Auflösung die doppelte Breite. Durch das 5mm Raster kann man die Schrift im 160 Grad Winkel immer noch wunderbar erkennen.

Tipp: Folgende Parameter können beim Kauf unterschiedlich sein. Geben Sie demnach bitte Wünsche in der Beschreibung mit an:

  • Die Rückseite des Panels wird manchmal in grün und manachmal in schwarz hergestellt
  • Das Produkt kann mit 1 oder 2 Stromversorgungen geliefert werden
  • Das Datenkabel kann kürzer sein, als in der Beschreibung, abhängig von der Produktions-Location

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Smart Matrix Bundle Starterkit

Smart Matrix Shield für TeensyDas sogenannte Smart Matrix Bundle beinhaltet eine Elemente, die sie zum Sofort-Starten mit einem LED-Matrix Display benötigen:

  • 32×32 Pixel RGB LED Matrix Display Panel – 192mm (7.56”)
  • SmartMatrix SD Shield Starterkit
  • Teensy 3.1
  • 5V 4A Energieversorgung, 6’ USB Kabel

Abgesehen von der Energieversorgung bietet der SmartMatrix Shield für Teensy 3.1 Bausatz alles, was zum Sofort-Start nötig ist. Zur Benutzung ist jedoch auch hier ein Lötkolben von Nöten, sonst bringt der Bausatz gar nichts. Dabei ist das Teensy 3.1, mit welchem eine 16×32 oder 32×32 LED Matrix angesteuert werden kann. Mit Teensy ist es kinderleicht Grafiken auf das Panel zu zaubern. Das Shield hat 13 I/O Pins und eine eigene Möglichkeit, die Header mit Strom zu versorgen. Um mit der Programmierung sofort loszulegen, werfen Sie am besten enen Blick auf http://docs.pixelmatix.com/SmartMatrix/shieldref.html. Dort gibt’s mehr als genug Beschreibung für den Quickstart. Folgende Maßen bringt das Päckchen mit sich: 49mm x 37mm x 2mm / 1.9″ x 1.5″ x 0.08″ Height w/ Komponenten: 15mm / 0.6″ Gewicht: 21.5g.

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Falls ihr Favorit nicht dabei war, schaue Sie doch einfach direkt im Amazon Sortiment nach.

LED-Matrix Komplettlösungen

Der große Favorit in den letzten Jahren ist hierbei der Arduino Mikrocontroller , den wir selbst ebenfalls mit Vorzügen erfolgreich einsetzen. Aber auch der Komplettrechner Raspberry Pi sowie das Teensy Board bieten zahlreiche Möglichkeiten für attraktive Projekte und Lösungen, z.b. für grafische Werbungen. Leider gibt es noch keinen Komplettbausatz zu kaufen, mit dem man mit einer einfachen Bedienung ein Panel ansteuert, um einfache Wörter in der Anzeige sichtbar werden zu lassen. Wir arbeiten jedoch an einer Komplettlösung, in der SD-Karten-Bilder und Videos ohne Aufwand auf das LED-Matrix-Display projiziert werden können und werden diese Lösung kurz vor Weihnachten hier vorstellen.

Falls Sie Interesse an unserer Komplett-Lösung haben, können Sie sich gern schon vorab in unserem Solution Verteiler eintragen und gleich bei unserem LED-Matrix Gewinnspiel teilnehmen (auf der rechten Seite).

Hinweise zum Kauf:

Wichtig ist, dass Sie sich vor dem Kauf einer LED Matrix ein zielführendes Konzept überlegen:

  • Was wollen Sie mit dem RGB Panel erreichen ?
  • Zu welchem Zweck soll Ihre LED Matrix dienen ?
  • Was soll Ihr Vorhaben kosten ?

Wichtig ist ebenfalls zu erwähnen, dass ohne Lötkolben und Programmierkenntnissen ein solches Vorhaben keinen Sinn ergibt. Ohne diese Parameter ist ein Matrix Display nur eine funktionslose elektrische Komponente ohne Ansteuerung.

Aber mit ein bisschen Willen und entsprechender Zeit ist dieses Ziel nicht unerreichbar. Die beiden Plattformen (Arduino oder Raspberry Pi) besitzen eine weltweite Anhängerschaft. Vom Sensor über entsprechende Hardware bis zur Software, es existiert fast immer eine Anwendung, welche sich für die eigene Kreativität als Grundlage verwenden lässt (Bsp. Arduino Bibliothek).

Wichtig: Diese Displays sind eigentlich für den Gebrauch von High-Speed-CPU’s sowie  FPGA’s (Field Programmable Gate Array) gedacht. Es existiert also keine integrierte PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation), welche die Bilder auatomatisch ansteuert. Der angeschlossene Mikrocontroller also die PWM simulieren und selbst die Steuerung übernehmen. Mit einem 16MHz Arduino kann die 12Bit-Farbtiefe bei 20% CPU-Auslastung zu erreicht werden. Die vollen Leistung kann allerdings erst mit Multicore-Controller erreicht werden.

Foren und Software

Neben vielen ausländischen Foren sind in den letzten Jahren auch interessante deutschsprachige Foren entstanden, welche das Thema Arduino direkt oder als Untergruppe behandeln. Ein Blick darauf lohnt sich immer.

Des Weiteren existieren vollständige Bausätze (Bundle), welche mit dem entsprechenden Download (Software) in vielen Beschreibungen empfohlen werden. Die Hardware basiert entweder auf dem Arduino-Konzept oder in ähnlich aufgelegten Clone-Konfigurationen.

Die beliebtesten LED Matrix Produkte sind aktuell die Artikel von Adafruit, die immer weiter an der Verbesserung arbeiten. Auch die Interaktion mit Mikrocontroller Bestseller Arduino wird immer besser und leichter. Daher möchten wir Ihnen in folgenden Aufstellung die beliebtesten Artikel zum Kauf vorstellen, bei denen wir jeweils regelmäßig das aktuelle Sparangebot von Amazon verlinken, so dass sie innerhalb von 2-3 Tagen mit der Lieferung rechnen können. Verbindungskabel zum Raspberry Pi sind nicht vorhanden, können aber nach Anleitung von Adafruit wunderbar angefertigt werden. Denken Sie bitte daran, dass die RGB Panele über eine separate Stromquelle versorgt wird und nicht über den Raspberry, da das Panel deutlich mehr Leistung fordert, als der Raspberry ausliefern kann.

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4 Kommantare

  1. coooool…endlich mal eine Seite mit allem, was mein Herz begehrt, Matrix Display, Arduino und Rasbperry, sofort gestern zum aktuellen Sparangebot gekauft…die Hälfe ist jetzt schon da, super!

  2. Oben in der Beschreibung steht, dass RGB die Abkürzung für Rot Gelb Blau sei, das G steht jedoch für Grün und nicht für Gelb. Beim Licht lassen sich alle sichtbaren Farben aus Rot Grün und Blau mischen.

  3. Was man heute schon so alles mit LED machen kann, ist schon Wahnsinn. Ob als Matrix, in einer normalen Glühlampe, oder auch bei Schuhen, LED ist echt der Hammer.

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