{"id":241,"date":"2015-09-27T11:14:20","date_gmt":"2015-09-27T09:14:20","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ledswork.de\/wp\/?p=241"},"modified":"2015-10-25T23:46:12","modified_gmt":"2015-10-25T22:46:12","slug":"tetris-display-mit-handy-steuerung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.led-basic.de\/wp\/2015\/09\/27\/tetris-display-mit-handy-steuerung\/","title":{"rendered":"Tetris Display mit Handy-Steuerung"},"content":{"rendered":"

Ein Streifzug im Netz brachte mich auf die Idee. Der Maker Florian S.<\/a> (Maker = Neudeutsch f\u00fcr Hobbyist oder Bastler) hatte gezeigt, mittels nebeneinander geklebter WS2812 Strips, eine Anzeigentafel (14×29 Pixel) zu bauen. Um f\u00fcr das klassische Kl\u00f6tzchenspiel Tetris auch die entsprechenden Kl\u00f6tzchen zu visualisieren, bastelte er aus Karton eine Wabenstruktur, die \u00fcber die LEDs gest\u00fclpt wurde. Darauf kam eine Streuscheibe um die Kl\u00f6tzchen auch sch\u00f6n abzubilden.
\nDie Ansteuerung \u00fcbernimmt ein AVR, der gleiche Controller, der auf dem Arduino sitzt.
\nDie Idee, alles so minimalistisch zu bauen, ist klasse. Das kann der geschickte „Maker“ durchaus nachgestalten.
\nMinimalismus hat nat\u00fcrlich seine Grenzen, insofern sind die selbstkritisch dokumentierten Schritte auch geeignet daf\u00fcr, zu erkennen, was mit simplen Mitteln geht und was dann doch nicht mehr.
\nAlso, die Anregung war da, der Gedanke gleich mal loszumachen wurzelte im tiefen Gl\u00fcck, dass das Wochenende vor der T\u00fcr steht und zu Hause nur Rasenm\u00e4hen Pflicht ist.<\/p>\n

Led’s work!<\/strong>
\nZun\u00e4chst w\u00e4hlte ich die Komponenten aus. Mit acht St\u00fcck unseres 8×8 Panels<\/a> kommt man auf die Kantenl\u00e4nge von 16×32 Pixels. Das ist f\u00fcr Tetris mehr als ausreichend. Als Rechenkern ist momentan der Paspberry-Pii eine interessante Wahl – Garmil ist schon ganz begeistert und wird eine App schreiben – Erwin hat eine Delphi-basierende Tetris-Engine im Netz entdeckt und als Experte f\u00fcr ebendiese Sprache ist er auch kaum noch zu halten. Im Endeffekt sollte man das Teil auch via Bluetooth ansteuern und somit braucht es f\u00fcr Handys eine App. Dumm nur, dass der Raspi ein Multitasking-Betriebssystem drauf hat. Es ist ganz schwer m\u00f6glich ein Backend zur Ausgabe des WS2812-Protokolls zu erstellen. Hier hilft ein ganz kleiner (Hardware-)Trick, man nimmt einen LED-Controller, der via TPM2 angesteuert wird. Das geschiet \u00fcber USB, ist also recht einfach anzubinden. Meine Wahl ist bisher auf den Matrix-Player<\/a> gefallen. Der kann bis zu 1024 LEDs ansteuern, ist also gut geeignet und kann direkt aufs Panel geschraubt werden. Der n\u00e4chste Schritt sind die mechanischen Komponenten und die mechanische Konstruktion. Als langj\u00e4hriger Lasertechniker besteht f\u00fcr mich kein Zweifel am Material, stylisches Plexiglas l\u00e4sst sich hochpr\u00e4zise auf einem CO2-Lasercutter verarbeiten. [ich verwende Lasercutter der amerikanischen Firma UNIVERSAL, die den strengen Amerikanischen und Europ\u00e4ischen Sicherheitsnormen entsprechen]<\/em> Die Konstruktion wird in CorelDraw gezeichnet, Corel ist ein tolles Programm um 2D Vektorgrafiken hochpr\u00e4zise zu erstellen. Gut, es geh\u00f6rt schon eine ordentliche Portion Erfahrung dazu, in Corel auch zum gew\u00fcnschten Ergebnis zu kommen. Wie gesagt, Corel ist 2D basierend und der Lasercutter ist das ebenfalls – passt also wunderbar zusammen. Zumal der Lasercutter als Drucker direkt aus Corel eingesetzt wird. Man l\u00e4sst also die Konstruktion einfach auf Plexiglas ausdrucken…<\/p>\n

Hier erlaube ich mir einen dringenden Hinweis zum Thema Lasercutter. Ein Lasercutter ist \u00e4hnlich wie ein 3D-Drucker oder ein Fr\u00e4sbohrplotter ein begehrenswerter Automat f\u00fcr den Hobbykeller des ambitionierten Makers. Wer so ein Teil mal in Aktion gesehen hat, der will es haben. Und wie so oft – klar man bekommt so einen Cutter f\u00fcr wenige Tausend Euro aus China importiert. Aus eigener Erfahrung – gr\u00f6\u00dfte Vorsicht, die Teile sind echt gef\u00e4hrlich und so richtig schlecht in der Handhabung. Sie entsprechen nicht unserem Sicherheitsstandards und m\u00fcssen erst auf Europ\u00e4ische Normen umger\u00fcstet werden. Einige Firmen machen das offenbar in Deutschland. Trotzdem scheint das ein Spiel mit dem Feuer zu sein – Florian mit einem ern\u00fcchternden Bericht.<\/a><\/em>\u00a0 Aber zur\u00fcck zum Projekt:<\/p>\n

Zuerst konstruiert man die Display-Grundplatte, die ist abh\u00e4ngig von der Gr\u00f6\u00dfe und Anordnung der Panels. Ich mache mir sowas einfach und importiere die DXF-Daten der Panels (das sind die schwarzen Quadrate mit den vielen Bohrungen) und kann die so in Corel wie gew\u00fcnscht anordnen. In diesem Falle im 2×4 Raster. Toll an der hier eingesetzten Matrix-Panel ist, dass sie sich wirklich simpel montieren und nahtlos anordnen lassen. Das ist bei keinem mir bekannten, vergleichbaren Produkt m\u00f6glich. Bei Volllast werden die Panels schon mal ordentlich warm, kleben f\u00e4llt als Montagehilfe aus. Die Panels haben M3 Montagel\u00f6cher – sogar 16 St\u00fcck – man ist sehr variabel. Dazu kommt, dass die Strom- und Steueranschl\u00fcsse gro\u00dfz\u00fcgig in M4 ausgelegt sind und die Verdrahtung auf dem Panel eine sehr gro\u00dfe Fl\u00e4che hat. Auch die Systembohrungen haben einen Sinn, da kann man kanz prima eine Wabenstruktur verankern, die sollte am Ende exakt aussehen, was sich hoffentlich zeigen wird. [hier ein Nachtrag: die Teile rasten tats\u00e4chlich wie Lego-Bausteine ein- das geht richtig gut! Gut gemessen Folker! Kompliment.<\/em>]
\nAufgrund der DXF-Importe kann ich ganz genau in Corel die Panels anordnen und dann auch ganz genau die Befestigungsbohrungen (gr\u00fcn) setzen, das geht auf das Hundertstel Millimeter. \"Tetris_CDR1\"<\/a>F\u00fcr ein Wochenendprojekt ist das eine ziemlich gute Voraussetzung, dass alles passt. Um die Matrixstruktur lege ich einen Rand und dar\u00fcber hinaus sehe ich noch eine Fl\u00e4che vor, wo ich Platz f\u00fcr den Schriftzug „Tetris“ habe – hier rechts im Bild zu sehen. Das graviert der Laser gleich mit ein. Die rote Linie markiert die zum Schluss aufmontierte Streuscheibe.\u00a0 Nun muss der Fu\u00df erstellt werden – das Display steht senkrecht und hochkant – es braucht also eine massive Fu\u00dfplatte. Display u\"Tetris<\/a>nd Fu\u00df werden im Endeffekt aus 8mm XT-Plexiglas geschnitten, haben also ein respektables Eigengewicht. Mittels gleich mitkostruierten Haltewinkeln wird die ganze Sache zu 90 Grad verschraubt (8x M5 Schrauben f\u00fcr die feste Verbindung). Die Konstruktion der Wabenstruktur ist etwas tricky, da braucht man schon Erfahrung, wie alles r\u00e4umlich zusammengesteckt wird. In der Mitte sind es Waben, am Rand ein Streifen um alles sch\u00f6n aussehen zu lassen. Die Wabenstruktur geht immer nur \u00fcber zwei Panels, Plexiglas hat \"Tetris4\"<\/a>beim Schneiden \u00fcber gro\u00dfe L\u00e4ngen und schmale Breiten die unangenehme Eigenschaft des Verziehens. Man muss fragmentieren. Auf die Wabenstruktur wird eine True-LED-Plxiglasscheibe aufgesetzt, die das LED-Licht sehr gleichm\u00e4\u00dfig verteilt. Diese Scheibe muss auch Befestigungsl\u00f6cher haben um am Ende auch plan aufzuliegen, sonst gibts verwischte Kanten und das sieht doof aus. Samstag habe ich bereits die beiden Platten geschnitten, das dauert bei dieser Dicke und einem 60Watt-Lasercutter eine gute Stunde. Das Ergebnis sieht daf\u00fcr aber schon beeindruckend aus. Selbst lose zusammengesteckt macht es einen sehr wertigen und stabilen Eindruck. Fortsetzung folgt…<\/p>\n

Und nun die Fortsetzung :
\n\"Tetris-3\"<\/a> \"Tetris-5\"<\/a>\"Tetris-4\"<\/a><\/p>\n

Nochmals etwa f\u00fcnf Stunden am Sonntag machen das Ganze greifbarer. Bis auf wenige (Denk-)Fehler, die recht einfach gefixt sind, hat alles super geklappt. Fu\u00dfplatte, Haltewinkel und Displayplatte passen (wie bei einem professionellen Lasercutter zu erwarten) perfekt zusammen. Auch die Panels sind in relativ kurzer Zeit montiert. Beeindruckend ist immer wieder die vom Lasercutter vorgelegte Pr\u00e4zision, die den Montageakt zum Kinderspiel werden l\u00e4sst. Ich frage mich manchmal, warum man sowas heute noch mit einem Fr\u00e4sautomaten erledigen soll, ein Laser ist f\u00fcr derartige Schneidarbeiten um L\u00e4ngen besser. Frappiert hat mich die Montage der Wabenstruktur, wie bei Legobausteinen passt alles mit einem sp\u00fcrbaren Click zusammen. Man k\u00f6nnte glatt vergessen, dass man es mit einem Wochenendprojekt zu tun hat. Ein paar Bilder:<\/p>\n

\"Tetris-6\"<\/a> \"Tetris-7\"<\/a>\"Tetris-8\"<\/a> \"Tetris-9\"<\/a><\/p>\n

\"Tetris-9b\" <\/a>\"Tetris-9f\"<\/a> \"Tetris-9e\"<\/a><\/p>\n

Die Montage dauert eine gute Stunde, wegen der schieren Masse an Abstandshaltern und wegen den<\/p>\n

\"Tetris-9a\"<\/a><\/p>\n

im n\u00e4chsten Step erforderlichen elektrischen Verbindungen. Es m\u00fcssen also gleich L\u00f6tfahnen untergeschraubt werden, ohne diese Anschlusspunkte gibts am Ende kein Tetris… Wenn jetzt die Schraubverbindungen nicht gewissenhaft angezogen worden sind, dann gibts Probleme bei der Inbetriebnahme und im schlimmsten Falle die komplette Demontage.<\/p>\n

Aber das wollen wir mal nicht hoffen, ich habe jede einzelne Stelle gewissenhaft gepr\u00fcft um mir diese Mehrarbeit zu sparen.<\/p>\n

Die Wabensegmente sind nun montiert, alles passt prima. Zum Schluss wird die aus speziellem Plexi gefertigte Streuscheibe\u00a0 (true LED) plan auf die Wabenstruktur aufgesetzt und mit durchsichtigen Plastikschrauben fixiert. Metallschrauben st\u00f6ren hier einfach die sch\u00f6ne Optik.<\/p>\n

\"Tetris-9d\"<\/a> \"Tetris-9c\"<\/a><\/p>\n

Mit montierter Streuscheibe sieht das Monster weniger bedrohlich aus, doch nun wird die Elektronik erstellt und montiert und nach deren Inbetriebnahme hoffen wir auf sehr helle, sch\u00f6n kontrastreiche Kl\u00f6tzchen um das perfekten Tetris-Erlebnis zu genie\u00dfen.<\/p>\n

F\u00fcr die Programmierung der gesamten Steuerung brauchen wir noch etwas Zeit – also habt bitte Geduld. Immerhin ist das ein Freizeitprojekt, also nach Feierabend.<\/p>\n

\"Tetris-9g\"\u00a0 <\/a>\"Tetris-9h\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

Sonntag 25.10.2015 – die Fortsetzung:<\/p>\n

Gamadril hat sich der Steuersoftware angenommen und in den letzten Wochen f\u00fcr den Raspi ein Betriebssysten aufgesetzt, was ein WLAN-Netz aufspannt „Games“ und nat\u00fcrlich auch Tetris enth\u00e4lt. Er bastelt noch an Snake, Ping-Pong, Arkanoid, Breakout und noch ein paar Spielen, die f\u00fcr Kl\u00f6tzchenoptik geeignet sind. Nachdem die ersten Hindernisse beseitigt sind, f\u00fchlt sich das Ganze schon ganz prima an.<\/p>\n

Hier das Video dazu:<\/p>\n