Ongeveer een halfjaar geleden is mijn slaapkamer ‘verhuisd’, na een flinke verbouwing. En op die nieuwe slaapkamer was ik vastberaden om LED-strips aan te brengen, dus ben ik dat ook gaan doen. Want zeg nou zelf, een beetje RGB-decoratie hoort niet te ontbreken op de slaapkamer van een DJO’er!
Voordat ik uitleg hoe ik te werk ben gegaan, geef ik eerst een kleine uitleg over LED-strips zelf. Die komen namelijk in alle soorten en maten voor. Op hoofdlijnen zijn er eigenlijk twee soorten LED-strips:
-
- Addressable LED-strips. Dit zijn LED-strips waarop elke pixel op de strip een andere kleur kan hebben. Dat kunnen ze omdat elke pixel een kleine chip heeft. Er zijn ook talloze soorten chips, maar dit artikel beperkt zich tot twee veel voorkomende: de WS2812 (die werkt op 5 volt), en de WS2815 (die werkt op 12 volt). Misschien ken je deze LED-strips beter onder de naam Neopixels. En trouwens: WS2812 kun je in de snoepautomaat op DJO krijgen.
- Non-addressable LED-strips. Deze LED-strips hebben geen chip of iets dergelijks, waardoor ze niet individueel bestuurbaar zijn, en de hele LED-strip dus altijd dezelfde kleur heeft. Ze komen voor in RGB, maar ook warmwitte en blauwwitte varianten bestaan. Het voordeel van deze LED-strips is dat ze over het algemeen goedkoper zijn dan addressable LED-strips.
Daarnaast zijn er nog meer dingen die per LED-strip kunnen variëren. Bijvoorbeeld de dichtheid van de pixels. Vaak kom je 60 LEDs per meter tegen, maar er bestaan ook varianten van 30 of zelfs 144 LEDs per meter. Verder kunnen LED-strips waterdicht zijn of niet, een zwart of wit PCB hebben, en kan het voltage waarmee je ze moet voeden verschillen. Dat laatste is belangrijk: te weinig volt zorgt ervoor dat de pixels geen of heel weinig licht geven, maar te veel volt kan de pixels onherroepelijk beschadigen.
Zelf heb ik er uiteindelijk voor gekozen om een addressable LED-strip te kiezen van het type WS2815 (op 12 volt) van 60 LEDs per meter, met een wit PCB (omdat mijn slaapkamerplafond ook wit is), en niet waterdicht (da’s onnodig omdat ik het binnenshuis gebruik). Nu de keuze gemaakt is, kan de LED-strip besteld worden uit China!
LED-strips worden vaak verzonden op rollen van 5 meter. Met 60 LEDs per meter komt dat dus neer op 300 pixels. Uiteraard ga ik de hele 5 meter LED-strip op mijn slaapkamer aanbrengen. Alleen: mijn slaapkamer is 3,6 meter breed. Dus de andere 1,4 meter ga ik langs de muur op het ‘oplopende’ gedeelte plakken, dus dat vergt wat knip- en soldeerwerk. Daarna moet ik de LED-strips op het plafond gaan plakken. Maar als ik direct op een gladgestuukt oppervlak ga plakken (wat bij mij zo is), dan gaat dat niet goed hechten en ligt het na een dag alweer op de grond. Daarom heb ik eerst witte latjes gekocht, die in het plafond getimmerd en daarop vervolgens de LED-strips geplakt. Op hout hechten ze namelijk veel beter.
Non-addressable LED-strips geven gelijk licht als je ze van stroom voorziet. Maar addressable LED-strips doen dat niet, ook niet als ze netjes de juiste voedingsspanning hebben gekregen. Ze moeten – naast de voeding – over een datalijn te horen krijgen wat ze moeten doen. En daarvoor heb je een microcontroller nodig. Bijvoorbeeld een Arduino, ESP8266 of ESP32. Om dat voor de LED-strip te regelen, ga ik een LED-strip-controller bouwen, die voeding én aansturing moet regelen. Daar komen de volgende onderdelen in:
-
- Een microcontroller. Dat is in mijn geval een WT32-ETH01 geworden. Dat is eigenlijk gewoon een ESP32 met een Ethernet-poort. Je kunt ook een ‘gewone’ ESP32 gebruiken, of een andere microcontroller die wifi ondersteunt.*
- Een 12V 4,2A-voeding. Voor 300 pixels met WS2815-chips is dat voldoende, maar voor grotere installaties heb je ook een grotere voeding nodig!*
- Een aan-/uitschakelaar.
- Twee knoppen, waarmee makkelijk verschillende presets aan te roepen zijn.
- Een volt-/ampèremeter, zodat ik kan zien hoeveel stroom de LED-strip gebruikt. Maar omdat het licht ervan storend kan zijn, wil ik het ook kunnen afdekken. Daarom maak ik er een deurtje voor.*
- Een buck converter. Die zet 12 volt uit de voeding om in 5 volt, zodat ik de microcontroller kan voeden: die werkt op 12 volt héél even héél goed, en daarna nooit meer.*
- Een 30N06L-mosfet. Daarmee kan de controller ook een non-addressable LED-strip met één kleur, bedienen, gewoon voor de toekomstbestendigheid.
- Een 10p connector terminal, waar de draden van de LED-strip op vastgezet kunnen worden.
- Een powerCON-chassisdeel, voor de netvoeding. Je kunt ook een normaal eurosnoer gebruiken, maar zelf vind ik powerCON veel leuker omdat de connector ‘lockt’ als je ‘m aansluit.*
- Een zekeringhouder met een 1A-zekering, voor de veiligheid.
- En als je een LED-strip-controller bouwt, dan is het ook wel leuk om er een LED-stripje in te doen, toch? Ik vond van wel, dus daarom zitten er ook 9 WS2812-pixels in. Omdat die niet op 12 maar 5 volt werken, kan ik die mooi voeden met de eerder genoemde buck converter.
- *Deze onderdelen zijn niet (voor in projecten) op DJO aanwezig, en moet je dus zelf online bestellen.
Vervolgens heb ik een behuizing ontworpen en met de 3D-printer gemaakt.
De bovenkant was wat lastiger te printen, omdat er LEDs in de doos zitten. En die moeten wel aan de buitenkant te zien zijn. Nou kan ik de bovenkant in z’n geheel met doorzichtig filament printen, maar ik besloot uiteindelijk om met de Bambu Lab op DJO een bovenkant te maken in het zwart, met een doorkijkvenstertje met transparant filament op de plek van de LED-strip. Printen in meerdere kleuren kan ik thuis namelijk (nog) niet.
Zoals je misschien in de foto hierboven al hebt gezien, heb ik besloten om de controller LedNet Pixel 12 te noemen. Die naam heb ik gekozen omdat alle aspecten van de controller erin terugkomen: het bedient LEDs via een netwerk (er zit niet voor niets een Ethernet-poort op!), Neopixels om precies te zijn, op 12 volt.
En dan kan alles in elkaar worden gezet!
-
- Eerst begon ik met het solderen van draadjes waar dat nodig was, bijvoorbeeld op de connector terminal, buck converter, zekeringhouder, mosfet en de knoppen.
- Vervolgens kon ik alle bedrading aansluiten.
- Daarna heb ik alle onderdelen hun plek vastgezet, vastgeschroefd of gelijmd.
WAARSCHUWING: in dit project komen kabels voor waar 230 volt doorheen loopt. Dit is een gevaarlijke spanning, en dus is het cruciaal dat je de bedrading zorgvuldig doet om schade aan jezelf of onderdelen te voorkomen! Ga nooit zonder kennis zulke bedrading aanleggen, maar vraag hierbij altijd om begeleiding!
De hardware van de LedNet Pixel 12 is nu af. Maar daarmee heb ik nog geen werkende LED-strip-controller. Daarvoor heb ik ook software nodig. Een veelgebruikt programma voor microcontrollers met wifi dat is gemaakt voor het besturen van LED-strips, is WLED. Dat kun je met hun online tool makkelijk flashen naar je microcontroller. Als die geen USB-poort heeft, wat bij een WT32-ETH01 zo is, heb je een losse USB-naar-UART-converter nodig.
Maar als dat gelukt is, dan hoef je alleen nog maar de LED-strips te configureren in de software, en dan ben je klaar om een dikke lichtshow te geven!
Tot slot heb ik nog even een aantal begeleiders op DJO gevraagd naar hun mening over (het exterieur van) de LedNet Pixel 12:
-
- “Dit ziet er netjes uit. Dit ziet er écht heel erg netjes uit.”
– Michiel - *opent ogen wijd, kijkt heel sip en knikt ja*
– Ronald - “Ja, echt heel mooi. Het lijkt wel een fabriekskastje.”
– Tjalling - “Mooee-hooees!”
– Sverre - “Lang verhaal kort, is gewoon goeien handel.”
– Jelmer
- “Dit ziet er netjes uit. Dit ziet er écht heel erg netjes uit.”