DJ Pult

Design

Die Idee ein DJ-Pult zu bauen existierte schon länger. Durch den Umzug meines Kumpels in eine größere Schreinerei stand dem Vorhaben eigentlich nichts mehr im Wege und so setzten wir uns an die Konzeptionierung.

Das DJ-Pult von Ulrich Radig diente hier mitunter als Motivation sowie Inspiration. Im Internet finden sich viele weitere DJ-Pulte. Viele davon überschreiten jedoch unserer Meinung nach die Gradwanderung zwischen modern und zu verspielt bzw. übertrieben.

Ziel war ein schlichtes Design, sodass das Pult im ausgeschaltenen Zustand ebenso beispielsweise als Tresen oder Bar für gehobenere Anlässe verwendet werden kann. Der Party-Aspekt wird im Anschluss mit der versteckten aber üppigen LED-Beleuchtung im wahrsten Sinne des Wortes beleuchtet. So fanden wir schnell einen Konsens bei einer Trapez-Form mit abgeschrägten Kanten, die in finaler Form einem Diamantschliff ähneln. Anschließend sollen parallele Holzleisten montiert werden, zwischen denen die LED-Streifen ihren Platz finden. So sind diese vor mechanischen Einflüssen geschützt und das Pult erlangt eine gewisse Textur und Plastizität. Eine finale Schicht Klarlack wird die LED-Streifen, sowie das unbehandelte Holz vor Flüssigkeiten schützen.

Elektronik

LED-Strips

Da es sich um knapp 15m LED-Strip handelt, musste hier ein Kompromiss aus Kosten, Stromverbrauch und Funktionen gefunden werden.

Je mehr LEDs pro Meter der Strip aufweißt, desto flüssiger können Animationen abgespielt werden und das Pult ist zudem heller.
- Die meisten LED-Strips sind in den Ausführungen 30, 60 und 144 LEDs pro Meter erhältlich.
- Dadurch steigen logischerweise Kosten und Stromverbrauch

Für ein kräftiges Weiß wäre eine zusätzliche weiße Diode in den LED-Packages jedoch wünschenswert.
- Hier gibt es beispielsweise die SK6812 LEDs, welche allerdings wesentlich teuerer als LEDs der WS28xx-Reihe sind.

Auch eine Backup-Datenleitung, falls einzelne LEDs durchbrennen oder anderweitig beschädigt werden ist für einen reibungslosen Betrieb hilfreich.
- Dieses Feature ist nur bei neueren Strips wie dem WS2813 verfügbar.
- Trotz recht niedriger Ausfallrate kommt es bei einer hohen Zahl an LEDs doch immer wieder vor, dass durch eine defekte LED alle weiteren LEDs im Strip ausfallen.

Zusätzlich ist eine Lackschicht alleine nicht der sicherste Isolator. Daher sollte es vermieden werden mehr als 5V nach Außen an die Strips zu führen. In Kombination mit vielen LEDs wird man so allerdings wieder durch die Kabel- und Stripdicke limitiert und muss sehr oft Einspeisen, damit nichts überhitzt und der Voltagedrop nicht zu groß wird.
- 5V-kompatibel sind beispielsweise der auf WS2812 oder der auf WS2813 basierende Strip

Man sieht, es gibt eine Menge zu beachten und ein Kompromiss ist mit dem aktuellen Stand der Technik nicht zu verhindern.

Final habe ich mich für die WS2813 in der 60 LEDs/m Version entschieden. Sie laufen mit 5V, haben eine Backup-Datenleitung und sind nicht allzu teuer, da sie die WS2812 auf lange Sicht vermutlich ersetzen werden.

Aus Kostengründen, sowie der Priorisierung von Sicherheit und Zuverlässigkeit muss somit auf eine höhere LED dichte, beispielsweise 144 LEDs/m und einer separaten weißen Diode im Package verzichtet werden.

Stromverteilung

Nach einigen Kalkulationen plus Puffer wurde ein 480W 5V Netzteil von MeanWell gewählt, da ich mit dieser Marke bereits gute Erfahrungen gemacht habe. Es weißt sämtliche Schutzmechanismen auf, die man von einem modernen Netzeil erwartet (OVP, OCP, OTP, SCP).

Neben den Sicherungsmechanismen des Netzteils wird für die Absicherung ein Sicherungskasten für Schmelzsicherungen aus dem KFZ-Bereich gewählt. Das ermöglicht das Absichern jeder einzelnen Bauteilgruppe mit entsprechen dimensionierten Flachsicherungen. Auch der Austausch der Sicherungen ist problemlos möglich.

Das Pult selbst bekommt integrierte Steckdosen auf der Arbeitsfläche. Somit muss der Netzstrom für das LED-Netzteil und diese Steckdosen aufgeteilt und weitergeleitet werden. Dafür wurden nach üblichem Standard eine Aufputzdose, Wagoklemmen und dreiadrige Litzen-Silikonschlauchleitung gewählt.

Damit von Außen keinerlei Kabel sichtbar sind, wurden je an Anfang und Ende der Streifen Löcher durch das Holz gebohrt und die Strips von hinten angelötet. Mithilfe von Sammelklemmen können die Kabel problemlos und reversibel mit den Verteilerkabeln und schließlich dem Sicherungskasten verbunden werden.

Zu guter Letzt wurde ein 12V Highspeed Computerlüfter installiert, der durch die 5V des Netzteils absolut lautlos für einen Luftaustausch sorgt.

Ansteuerung

Für das Ansteuern der adressierbaren LEDs eignen sich Mikrocontroller ideal. Sie sind effizient und bieten dennoch ausreichen Rechenleistung um die hier verbauten 1048 einzelnen LEDs anzusteuern.

Ein ESP32 ist mit seinen zwei Kernen und dem optimierten Programm WLED sogar in der Lage Effekte intern zu berechnen und anschließend auf mehreren Kanälen auszugeben. Das alles ist zusätzlich über ein Webinterface steuerbar und somit auch für weniger technisch versierte Anwender nutzbar.

Die Integration des ESP32s wurde bereits von einer ganzen Community durchgeführt und ist hier erhältlich. Das Board zieht alle technischen Faktoren zur reibungslosen Ansteuerungen der LEDs in Betracht. So sind beispielsweise Abschlusswiderstände und weitere Sicherungen auf dem Board platziert.

Für den professionellen Look ist es jedoch wichtig, die einzelnen Pixelstrips auf die Form des Pultes zu mappen, sodass Formen und Effekte wie auf einer Leinwand widergegeben werden können. Dafür eignet sich beispielsweise Resolume Arena. Das Programm kostet zwar einiges, dafür ist es im Vergleich zu anderen Lösungen ziemlich nutzerfreundlich und bietet einen großen Funktionsumfang. Mit den internen Generatoren kann man zudem unzählige Effekte erstellen.

Das Setup von Resolume Arena wird durch die kostenlos angebotenen Trainings und das Forum extrem erleichtert.

Das auf dem ESP32 installierte WLED erkennt ArtNet-Pakete automatisch und gibt die darin enthaltenen Werte an die der Adresse entsprechenden LED weiter.