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Musiclight: Unterschied zwischen den Versionen
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==Über dieses Projekt==
Musiclight ist ein Langzeitprojekt von [[Benutzer:Cfr34x|cfr34k]], das zum Ziel hat, Audio möglichst cool und generisch auf LED-Strips in Echtzeit zu visualisieren.
Im Juni 2018 steigt [[Benutzer:Xor|xor]] mit ein und fängt an, vernünftige Mechanik drum herum zu bauen.
==Verantwortlich==
STMusiclight ist eine Implementierung des Musiclights auf einem STM32F4. Das Audiosignal kommt hier analog von einem Mikrofon und wird mit Hilfe des internen ADCs eingetastet. Die WS2801-LED-Leiste wird direkt vom Mikrocontroller über SPI angesteuert.
==== Musiclight 4 ====
Basierend auf Musiclight 2 soll alles besser werden:
* RGBW-Strips (RGB + Weiße LED) vom Typ SK6812 werden verwendet
* Schöner Hardwareaufbau, bei dem man nicht direkt in die LEDs schaut und keine weiße Wand braucht, auf die die LEDs leuchten können
* mehr Power! (mehrere Strips parallel)
Status:
* Prototyp läuft mit Ansteuerung über ein [[Zynq|Zybo-Board]]
** Leider ist das Board zu teuer für „Massenproduktion“
* Ersatz durch Raspberry Pi + Hat zur Protokollkonvertierung und Pegelwandlung abgeschlossen und funktioniert!!!
=== Funktionsweise ===
Die Funktionsweise ist in [http://blog.tkolb.de/archives/8-Musiclight.html diesem Blogpost] beschrieben (schon etwas älter, aber das Grundprinzip ist noch sehr ähnlich). Dort gibt es auch ein Demo-Video.
=== Ansteuerung der LED-Leiste in Musiclight 4 ===
Die Ansteuerung der LED-Leiste ist zweistufig abstrahiert: einmal auf SPI, um sie effizient über den Raspberry Pi ansteuern zu können und dann auf UDP für die einfache Ansteuerung von mehreren Geräten.
==== SPI-Protokoll ====
Unser LEDstrip Raspi-Hat wird per SPI angesteuert.
Verbunden sind die Raspi-Pins 8/9/10/11, somit ist der Hat in einem normalen Raspbian als /dev/spidev0.0 ansprechbar.
Weiterhin verwendet der Hat GPIO 22 als "!BUSY"-Signal. Solange dieser Pin low ist, darf keine SPI-Übertragung initiert werden.
Die maximale SPI-Bitrate ist nicht getestet, 12MHz funktioniert aber anscheinend gut.
Das erste Byte eines SPI-Transfers beschreibt ein Kommando:
{| class="wikitable" border="1"
|-
! CMD
! Beschreibung
|-
| 0x01
| Config
|-
| 0x02
| SetData
|-
| 0x80
| Flush
|-
| 0x82
| SetData and Flush
|}
===== SPI-Command Config (0x01) =====
Konfiguriert das Raspi-Hat.
Derzeit lässt sich nur einstellen, wieviele Bytes des internen Buffers beim Flush an die LED-Strips herausgeschrieben werden.
{| class="wikitable" border="1"
|-
! [0]
! [1]
! [2]
|-
| CMD (0x01)
| Bytes per Strip (low byte)
| Bytes per Strip (high byte)
|}
===== SPI-Command SetData (0x02) =====
Setzt Daten in einem internen Buffer.
Für jeden angesteuerten LED-Strip gibt es einen Buffer.
Der Offset gibt an, an welcher Byte-Position im Buffer Daten gesetzt werden sollen, dieser wird nach jedem übertragenem Datenbyte inkrementiert.
Danach folgen beliebig viele Datenbytes.
{| class="wikitable" border="1"
|-
! [0]
! [1]
! [2]
! [3]
! [4]
! [5]
! ...
|-
| CMD (0x02)
| Buffer (0..3)
| Buffer-Offset (low byte)
| Buffer-Offset (high byte)
| Data[0]
| Data[1]
| ...
|}
===== SPI-Command Flush (0x80) =====
Sendet den aktuellen Inhalt der Buffer an die LED-Strips
{| class="wikitable" border="1"
|-
! [0]
|-
| CMD (0x80)
|}
===== SPI-Command SetData and Flush (0x82) =====
Setzt Daten in einem intern Buffer und führt danach ein Flush aus.
{| class="wikitable" border="1"
|-
! [0]
! [1]
! [2]
! [3]
! [4]
! [5]
! ...
|-
| CMD (0x82)
| Buffer (0..3)
| Buffer-Offset (low byte)
| Buffer-Offset (high byte)
| Data[0]
| Data[1]
| ...
|}
==== UDP-Protokoll ====
Ein UDP-Befehl besteht aus folgenden Feldern, gesendet in Network Byte Order (MSB zuerst). Ein Befehl besteht immer aus 8 Byte. Für mehr Übertragungseffizienz können mehrere Befehle in einem UDP-Paket versendet werden.
* ''action'' (1 Byte): Auszuführender Befehl
** SET_COLOUR (= 0): Setzt die Farbe direkt beim nächsten Update
** FADE_COLOUR (= 1): Blendet langsam zur angegebenen Farbe über
** ADD_COLOUR (= 2): Addiert die angegebene Farbe zur aktuell gesetzten
** SET_FADESTEP (= 3): Setzt die Überblendgeschwindigkeit (Inkrement pro Frame, 100 FPS)
* ''strip'' (1 Byte): Nummer des Strips
* ''module'' (2 Byte): Nummer der LED
* ''red'' (1 Byte): Wert des roten Kanals bzw. die Überblendgeschwindigkeit, wenn ''action'' == SET_FADESTEP
* ''green'' (1 Byte): Wert des grünen Kanals
* ''blue'' (1 Byte): Wert des blauen Kanals
* ''white'' (1 Byte): Wert des weißen Kanals
== Quelltext ==
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