WLED LED-Streifen mit ESP8266

Dec 8, 2023 Mikrocontroller ESP8266

Einen über WLAN konfigurier und steuerbaren LED-Streifen ist denkbar einfach zu realisieren.

Beschreibung

Einen über WLAN konfigurier- und steuerbaren LED-Streifen ist denkbar einfach zu realisieren. Die Harware ist kostengünstig, die Verkabelung und Installation einfach, die Parametrierbarkeit enorm. Man muss lediglich folgende Komponetnen haben

LED Streifen mit WS2812 Chip (3-Polig), beliebig lang z. B. 30 LEDs
ESP 8266 Board mit USB Anschluss (z.B. D1 Mini ESP8266)
USB-Kabel und 5V Netzteil oder USB-Ausgang

Man könnte es auch mit einem ESP-01 Board realisieren, aber dann muss man sich um die 5 V und 3,3 V Anschluss und Versorgung kümmern. Einfacher ist es gleich ein kostengünstiges D1 Mini Board zu verwenden. Es kann über einen Micro-USB-Anschluss programmiert und versorgt werden. Allerdings sollte man dann nicht zu viele LED ansteuern bzw. die Stromaufnahme mit der WLED Konfiguration reduzieren (es wird empfohlen unter 1 A zu bleiben). Ansonsten müsste man ein eigenes Netzteil bzw. Versorgung für den LED-Streifen vorsehen. Wir werden hier die einfacher Lösung, mit der Versorgung über das ESP-Board verwenden und die LED-Leistung in WLED optimieren.

Anschluss

ESP	LED-Stripe
5V	+5V (Plus)
G	- (Minus)
D4	Di (Data)

D4 ist beim ESP GPIO2.

Installation WLED

USB Port Check

Bevor es nun zur Installation geht muss man überprüfen ob das ESP-Board am Linux System erkannt wird.

ESP serielle Schnittstelle überprüfen:

1dmesg | tail -n 10

 1[ 1972.709131] usb 2-2: New USB device found, idVendor=1a86, idProduct=7523, bcdDevice= 2.54
 2[ 1972.709146] usb 2-2: New USB device strings: Mfr=0, Product=2, SerialNumber=0
 3[ 1972.709152] usb 2-2: Product: USB2.0-Ser!
 4[ 1972.710859] ch341 2-2:1.0: ch341-uart converter detected
 5[ 1972.711342] ch341-uart ttyUSB0: break control not supported, using simulated break
 6[ 1972.711995] usb 2-2: ch341-uart converter now attached to ttyUSB0
 7[ 1973.267032] input: BRLTTY 6.4 Linux Screen Driver Keyboard as /devices/virtual/input/input40
 8[ 1973.385261] usb 2-2: usbfs: interface 0 claimed by ch341 while 'brltty' sets config #1
 9[ 1973.385623] ch341-uart ttyUSB0: ch341-uart converter now disconnected from ttyUSB0
10[ 1973.385643] ch341 2-2:1.0: device disconnected

Der USB-Port des ESP sollte also ttyUSB0 sein. Aber da gibt es einen Fehler mit BRLTTY. BRLTTY ist "Braille Device Support" also ein Dienst für Blinde Menschen. Wir also zumeist nicht benötigt werden. Wir deaktivieren den Dienst der die nutzung des ttyUSB0 Ports verhindert.

1sudo systemctl stop brltty
2sudo systemctl disable brltty
3sudo systemctl stop brltty-udev
4sudo systemctl mask brltty-udev

Nun kann man nochmal ab und anstecken.

1dmesg | tail -n 10

1[ 3542.820230] usb 2-2: new full-speed USB device number 16 using xhci_hcd
2[ 3542.969251] usb 2-2: New USB device found, idVendor=1a86, idProduct=7523, bcdDevice= 2.54
3[ 3542.969266] usb 2-2: New USB device strings: Mfr=0, Product=2, SerialNumber=0
4[ 3542.969272] usb 2-2: Product: USB2.0-Ser!
5[ 3542.971132] ch341 2-2:1.0: ch341-uart converter detected
6[ 3542.971613] ch341-uart ttyUSB0: break control not supported, using simulated break
7[ 3542.971756] usb 2-2: ch341-uart converter now attached to ttyUSB0

Web-Installation

Die Installaltion erfolggt super einfach mit Chromium Browser über Web-Seite https://install.wled.me/ Zuerst wählt man die aktuelle Version z. B. 0.14.0 und nach dem Drücken auf die Schaltfläche "Install" geht es los. Zuerst muss man den richtige USB Port auswählen, also in userem Fall ttyUSB0.

Web-Seite + USB Port

Dann klick man sich durch die folgenden Fenster.

Web-Seite + USB Port Device Dashboard Confirm installation Installing prepare Installing complete

Dann kann man gleich das eigene WLAN Netzwerk parametrieren in das sich der ESP anmelden soll.

Configure Wi-Fi Connected

Nach dem Speichern muss man sich wieder in seinem Netzwerk anmelden und das Gerät (über Router oder Fing App) suchen bzw. die IP-Adresse herausfinden.

Manuelle Installation

Anschluss ESP-01 über USB-Adapter und GPIO2 muss auf Ground gelegt werden (damit man den ESP programmieren kann).

1sudo apt-get install python3 python3-pip
2sudo pip3 install esptool nodemcu-uploader

1sptool.py -p /dev/ttyUSB0 chip_id

 1esptool.py v4.6.2
 2Serial port /dev/ttyUSB0
 3Connecting...
 4Detecting chip type... Unsupported detection protocol, switching and trying again...
 5Connecting...
 6Detecting chip type... ESP8266
 7Chip is ESP8266EX
 8Features: WiFi
 9Crystal is 26MHz
10MAC: 6c:df:7f:20:d4:a8
11Stub is already running. No upload is necessary.
12Chip ID: 0x0010d458
13Hard resetting via RTS pin...

Download ESP-01 binary Datei von https://github.com/Aircoookie/WLED/releases

1wget https://github.com/Aircoookie/WLED/releases/download/v0.14.0/WLED_0.14.0_ESP01.bin
2esptool.py -p /dev/ttyUSB0 write_flash 0x0 ./WLED_0.14.0_ESP01.bin

 1esptool.py v4.6.2
 2Serial port /dev/ttyUSB0
 3Connecting...
 4Detecting chip type... Unsupported detection protocol, switching and trying again...
 5Connecting...
 6Detecting chip type... ESP8266
 7Chip is ESP8266EX
 8Features: WiFi
 9Crystal is 26MHz
10MAC: 6c:df:7f:20:d4:a8
11Stub is already running. No upload is necessary.
12Configuring flash size...
13Flash will be erased from 0x00000000 to 0x000d0fff...
14Compressed 854000 bytes to 619031...
15Wrote 854000 bytes (619031 compressed) at 0x00000000 in 54.8 seconds (effective 124.8 kbit/s)...
16Hash of data verified.
17
18Leaving...
19Hard resetting via RTS pin...

ESP-01 abstecken und entfernen der Ground Verbindung von GPIO2 sowie RXD und TXD.

Nun kann man den WLAN AccessPoint WLED-AP finden. Bei der Verbindung muss man das Password wled1234 eingeben.

WLED AP

Das Web-Interface ist nun unter http://4.3.2.1/ errreichbar. Nun kann man sein eigenes WLAN-Netzwerk einrichten damit sich der ESP damit verbinden kann.

WiFi configuration

Nach dem Speichern muss man sich wieder in seinem Netzwerk anmelden und das Gerät (über Router oder Fing App) suchen bzw. die IP-Adresse herausfinden.

WLED Konfiguration

Auf der ersten Seite kann man sich verschiedene Presets anlegen (ID und Name) und die gewünschten Effekte, Farben und Muster auswählen. Man kann sich hier auch einen "Ausgeschaltet" Preset anlegen, ich verwende dazu ID 99. Unter der Schatfläche Config können wir verschiedene Einstellungen vornehmen.

Presets

Uhrzeit und Zeitsteuerung

Unter "Config"/"Time & Macros" können wir einen neuen NTP-Server eingeben, z. B. 0.at.pool.ntp.org. Wichtiger ist allerdings die Zeitzone für Zentral-Europa also CET/CEST zu setzen, dann sollte die angezeigte Zeit bereits stimmen.
Weiter unten kann man dann auch zeitgesteuert den Streifen ein- und ausschalten bzw auch verschiedene Presets laden.

LED Strom begrenzen

Da wir keine Leistungfähiges gesondertes Netzteil einsetzen sollte man den Strom der LEDs begrenzen. Das kann ünter "Config"/"LED Preferences" gemacht werden.

Enable automatic brightness limiter: Ja
Maximum Current: 650 mA
LED voltage (Max. current for a single LED): 5V (efficient (35mA)

Mit der Schaltfläche Save ganz oben oder ganz unten kann man die Einstellungen sichern.

Backup

Hat man alles eingerichtet kann man sich die Presets und Konfigurationen unter "Config"/"Security & Update" mit der Schaltfläche "Backup presets" und "Backup configuration" lokal speichern. Mit den entsprechenden "Upload" Schlatflächen können sie wieder eingespielt werden.