LED Tisch

Problembeschreibung
Bisher war es immer schwierig, als Betriebsinformatiker seinen Zweig jemanden einfach zu erklären oder verständlich zu machen, was wir in der HTL lernen. Mit diesem Projekt wollten wir dies ändern und eine interessante und faszinierende Möglichkeit schaffen, jungen Schülern und Schülerinnen die HTL Neufelden und besonders den Zweig Betriebsinformatik näher zu bringen.

Zielsetzung
Ein LED Tisch mit einer möglichst hohen Auflösung, einem ansehnlichen Design und einfacher Bedienung war unser Ziel. Durch die Interaktion via Tablet und PC sind verschiedene Möglichkeiten gegeben, um sehr einfach etwas zu zeichnen, anzuzeigen und abzuspielen.

Die Handhabung soll sehr einfach gestaltet sein und es dürfen keinerlei Gefahren von dem LED Tisch ausgehen.

Mit einer Android Applikation soll über Bluetooth die Kommunikation mit der Software und dadurch mit dem Tisch erfolgen. Ein leistungsstarker soll die Ansteuerung der LED Streifen übernehmen und flüssige Bildraten garantieren. Eine Software für Windows soll die Kommunikation via USB und Bluetooth übernehmen und alle Daten an den Microcontroller weiterleiten.

Die Konstruktion selbst soll sehr stabil sein und auch drehbar, um den bestmöglichen Blickwinkel zu garantieren.

Ergebnis
Schlussendlich konnten wir einen LED Tisch fertigen, der selbst unsere eigenen Erwartungen übertraf. Mit einer Auflösung von 68 x 42 LEDs, welche äußerst leistungsstark sind, wird ein gewaltiges Farbenspiel produziert. Durch die vielen verschiedenen Effekte, das Übertragen von Bildern und Videos sowie ein kleines Spiel und die Möglichkeit zu zeichnen ist der Spaß garantiert.

Schon während der Entwicklung kamen stets Leute vorbei, um unser Projekt zu betrachten und Vorschläge zu unterbreiten. Dank einer ausgezeichneten Wahl beim Microcontroller konnten wir Bildraten von bis zu 60 Bildern und theoretisch noch mehr erreichen

Projektablauf
– Festlegung der Ziele
– Erste Designgedanken
– Software Prototypen werden erstellt
– Ansteuerung der LEDs wird finalisiert
– Kommunikation über Bluetooth wird getestet
– Finale Konstruktion und Zusammenbau vom Tischler
– Einbau der Elektronik & Kühlung
– Verbesserung der Komponenten und Software
– Ständige Testläufe und kleine Erweiterungen

Systembeschreibung
Für die Ansteuerung der LEDs mit dem WS2811 Chip ist ein STM32-F4 Discovery in Verwendung. Dieser kann durch DMA (Direct Memory Access) die Daten für die LED Streifen in kürzester Zeit bereitstellen und gleichzeitig Daten über USB von der Software empfangen.

Die Software ist in der Lage, Videos und Bilder abzuspielen, verschiedene Effekte anzuzeigen und auch einfache Zeichnungen zu erstellen. Des Weiteren agiert die Software als Server für die Bluetooth Verbindung und leitet die Daten der Android Applikation weiter an den Microcontroller. Die Applikation sendet Steuerbefehle und Bilddaten an die Software via Bluetooth und ermöglicht eine einfache Interaktion mit dem ganzen System.

When a 14-year-old pupil thinks about engineering school or especially about the HTL Neufelden, he/she thinks about heavy machinery, mechanics, robots, welding, milling and calculating. And if it comes to the decision whether to attend an engineering school or any other school type, most people also think that the education in engineering schools is the harder and more difficult way than any other. On any event or exhibition our school is repre-sented, we try to convince students of the opposite and show how much fun the education in an engineering school can be. But it can be very hard to present the funny and interesting sides of the IT branch. Of course you can show them websites, self-written programs and da-tabases, but they won’t be as impressed as they are when they see cool robots, pneumatics or the nice arm wrestling machine. So our team decided to change the general opinion about our branch and show that computer scientists / engineers can as well do awesome stuff with elec-tronics, computers, microcontrollers and android smartphones.

Our purpose is to convince teenagers to attend our school and especially our branch. Not because our project has funky LEDs, a nice application and a well-designed table. We rather want to show them the possibilities they can acquire at the end of an engineering education at our school. With this project, every teacher of our school can show different as-pects of our education in the IT branch, only by demonstrating the main parts of our project. The smartphone application represents the way of thinking forward to the upcoming smartphone market, the microcontroller reveals our knowledge in old-school C-programming and our software confirms our skills in software development, while the electronic planning, calculating and assembling demonstrates our abilities in electrical engineering. Of course these are only a few aspects of our comprehensive education, but at least you can present them in a great and astonishing way and be sure that the students will be impressed by this product of hard work and many years of training and learning at our school.

Together we were able to build a stunning LED table with a resolution of 68×42 LEDs which leads to a total amount of 2856 LEDs on less than a square meter. These brightly shining LEDs in interaction with our software and the Android application for tablets give you the ability to do awesome things like viewing a video, show pictures, play little games, display colourful, mesmerizing effects and even watch yourself live from your webcam, all on a huge LED screen, all swivelling around the horizontal axis. You can control the brightness and colours smoothly via software, play a game via smartphone or even display effects right from the microcontroller.

A great tool for our school, to make understanding the multiple ways of engineering for students an easy thing and have fun at the same time!