Piano LED-Streifen

Die Piano LED-Leiste ist ein Projekt, bei dem ein LED-Streifen mit einem Arduino über die serielle Schnittstelle (PC, Tablet, Smartphone) angesteuert wird. Dabei entsprechen die LEDs auf dem LED-Streifen direkt den jeweiligen Tasten einer Klaviatur.

Vom PC zum Arduino auf die LED-Leiste

Um das Tastenspiel zu unterstützen, wird die LED-Leiste nun über die Tasten der Klaviatur gelegt und die LEDs werden entsprechend vorgegebenen Noten so angesteuert, dass eine leuchtende LED die zu spielende Taste angibt. So ergeben sich visuelle Hinweise, welche Taste wann zu drücken ist.

Bei dem verwendeten LED-Streifen handelt es sich um eine Miniserie mit speziellem Layout der LEDs, das den Tasten einer Klaviatur entspricht:

  • Art: Flexibles Leiterband (keine feste Platine)
  • LED-Typ: WS2813 (RGB, 5V)
  • Band: Schwarz, PCB
  • Breite: 10mm
  • Länge je Segment: 0.5m
  • Schutzgrad: IP20
  • Kabelanschluss: Einseitig, 15cm, LED Verbinder

Anordnung der LEDs auf der LED-Leiste

Dem Herstellungsprozess geschuldet können nur LED-Segmente der Länge 50cm gefertigt werden. Aus diesen Segmenten gilt es nun, eine LED-Leiste zusammenzusetzen, die alle Tasten über die Länge von ~ 121cm abdeckt. Die Anordnung der LEDs auf dem LED-Streifen soll also auf 50cm Segmente abgebildet werden und der Anordnung der schwarzen und weißen Tasten einer typischen Klaviatur entsprechen:

Layout der LED-Leiste

Direkt über den Raspberry Pi auf die LED-Leiste

Ein Raspberry Pi soll den PC nebst Arduino ersetzten. In einem speziellen Gehäuse für den Raspberry Pi befindet sich ein eingebauter Touch-Bildschirm, der sich zur Interaktion mit der LED-Leiste eignen könnte. Der LED-Streifen kann in eine Aluleiste mit 45° Winkel eingeschoben (bzw. dort mit beidseitigem Klebeband verklebt) werden, die Aluleiste wird mit einer Kunststoffabdeckung (hier in der Farbe Milchglas) geschlossen.

Eine Klaviatur aus 50cm Segmmenten

Dem Herstellungsprozess geschuldet können nur LED-Segmente der Länge 50cm gefertigt werden. Aus diesen Segmenten gilt es nun, eine LED-Leiste zusammenzusetzen, die alle Tasten über die Länge von ~ 121cm abdeckt.

Die Anordnung der LEDs auf dem LED-Streifen wird also auf 50cm Segmente abgebildet (wie in der Skizze weiter oben dargestellt) um der Anordnung der schwarzen und weißen Tasten einer typischen Klaviatur zu entsprechen. Um aus diesen LED-Segmenten einen LED-Streifen zu bekommen, der alle Tasten einer Klaviatur abdeckt, werden die LED-Segmente entsprechend hintereinander (voreinander) zusammengelötet (gestückelt). Gerade die ersten drei Tasten stellen eine Herausforderung dar, da der Anschlussstecker des ersten LED-Segments umgelötet werden muss:

Ausblick

Die LED-Segmente wurden prototypisch zusammengestückelt. Bei einer zukünftigen Miniserie sollten wir bei den potentiellen Schnittstellen zwischen den LED-Segmenten (dort, wo wir ein LED-Segment auseinder schneiden müssen, um es anderweitig wieder zusammenzulöten), eigene Lötpunkte im Layout des LED-Streifens vorsehen.

Als nächstes müssen die Anschlüsse der LED-Leiste auf die GPIO-Pins des Raspberry Pi neu verdrahtet werden. Die Ansteuerung der LEDs, was bisher der Arduino übernommen hatte, wird durch eine Implementierung für den Raspberry Pi ergänzt (die eigentliche Programmlogik zum Abspielen der Noten ist davon nicht betroffen und verwendet ggf. die alternative Implementierung zur Ansteuerung der LEDs).