APA 102 Zimmerbeleuchtung

Bereits seit längerem suche ich nach einer neuen Zimmerbeleuchtung für meine Studentenwohnung. Eine Voraussetzung ist dass die Lampen gedimmt werden können. Zweitens muss sie eine bessere Ausleuchtung als die bisherige Wand montierte Neonröhre erreichen. Ein zusätzlicher Bonus wäre wenn die Lampen auch digital Angesteuert werden können.


Ein Freund von mir hat bereits in seiner Wohnung mit LED-Lichtstreifen herumexperimentiert und damit einen Teil seiner Beleuchtung realisiert. Im Gegensatz zu ihm wollte ich meine Neonröhre komplett ersetzen.

Er verwendet die älteren und günstigeren WS2812 LEDs die sehr Timing sensitiv sind. Daher müssen diese faktisch mit einem low-level Chip angesteuert werden. Traditionell mit einem Arduino, Teensy oder vergleichbaren Mikrokonroller. Zusätzlich haben diese Chips eine feste “Bild”-Wiederholrate was gerade bei vielen LEDs in Reihe zu langsameren Updates führen kann. Für eine statische Beleuchtung ist das kein Problem, bei flotten Animationen kann es allerdings zu unschönen Artefakten kommen.


Daher habe ich mich Entschieden eine neuere Alternative einzusetzen. Die APA 102 haben keine feste Timings sondern werden über SPI inklusive eigener Clock-Line angesteuert. So kann Beispielweise auch ein Raspberry-Pi verwendet werden um die LED’s anzusteuern.

Wer eine gute Übersicht über die verschiedenen Chips sucht kann ich nur die Wiki der FastLED-Bibliothek empfehlen: https://github.com/FastLED/FastLED/wiki/Chipset-reference.

RPI ist dabei ein gutes Stichwort, er ist gut geeignet für solche Zwecke: der Support in der Community ist erstklassig, der Hersteller bietet fleißig Sicherheits-Updates an und versucht kontinuierlich die Software als auch die Hardware weiter zu entwickeln. Für eine so primitive Aufgabe wie das Licht an zu schalten ist er in Deutschland mit 36€ jedoch deutlich zu teuer. Auch der Pi Zero für 15€ ist in Deutschland deutlich zu teurer für das was er leistet (und ich ihn verwenden will).

Eine kurze Suche auf AliExpress nach den günstigsten Alternativen bringt den Orange Pi Zero zu Tage. Klein, günstig, genügend Rechenleitstung auch für komplexere Animationen und sogar integriertes W-LAN und Ethernet sind sehr gute Kaufargumente. Der Support und der Hersteller im generellen sind hier jedoch klar der Haken an der Sache. Daher hier ein dickes Dankeschön an das Armbian-Projekt und an Linux-Sunxi die sich um den Support der ARM-Allwinner CPU’s annehmen.


Nach der Installation von Armbian Debian stretch und den nötigen Bibliotheken habe ich auf dem Orange Pi Zero auch eine APA-102 Python-Implementierung zum laufen gebracht. Nur die korrekte SPI Schnittstelle (spidev) musste angepasst werden.

Seitdem gilt: Gott sprach es werde Licht

Aktuell sind meine beiden Bänder nicht miteinander synchronisiert und ich muss jedes mal eine SSH-Verbindung (incl. sudo für den Hardwarezugriff) zu den beiden Orange-Pi’s aufbauen um etwas an der Beleuchtung zu verändern. Aber all der Aufwand hat sich gelohnt, denn ich kann endlich dimmen und die Neonröhre komplett für den nächsten Studenten aufsparen.


Für die Zukunft werde ich beide Bänder synchronisieren müssen und mit einem Schalter verbinden, mit dem ich die LED-Streifen genau so wie die anderen Lampen bedienen kann.

Eine Spielerei wäre ein Helligkeitssensor der automatisch die Beleuchtung regelt oder eine Koppelung mit der Musik Wiedergabe. Am Hilfreichsten schätze ich jedoch eine Weckerfunktion ein, die gleichzeitig mit dem Wecker die Beleuchtung sanft anschaltet, ähnlich wie Philipps sie aktuell verkauft.

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