Sehr kleine 32x8er-LED-Module zu fairen Preisen und für den passenden Standart zum Betrieb der Awtrix-Firmware zu finden, ist gar nicht so einfach. So entstand die Idee, stattdessen einfach ein 320×172 Pixel großes Display zu verwenden. Mein Projekt ist am Ende keine eigenständige AWTRIX. Stattdessen spiegelt (oder „streamt“) sie sozusagen nur eine bereits in eurem Netzwerk vorhandene LED-Matrix mit laufender AWTRIX-Firmware drauf. Das läuft dann über Wifi und funktioniert erstaunlich gut und schnell.

Dokumentation

Die Dokumentation befindet sich noch im Aufbau, aber gerade wenn ihr die MQTT-Befehle nutzen wollt, die mit Version 1.1.0 mitkamen, habe ich euch die da schon Mal aufgeschrieben.

Die Teile

Um das Projekt nachzubauen benötigt ihr gar nicht viel. Löten ist optional: Nur wenn ihr die recht langen Kabel des Displays kürzen wollt, solltet ihr löten. Es geht aber auch ohne das, dann kann alles einfach zusammengesteckt werden.

• D1 Mini-Board (mit ESP8266-Chip)
• Waveshare 1.47″ LC-Display oder Noname (z.B. dieses)*
• 6x 2mm-Schrauben (z.B. 2×5 oder 2×8)
• einen 3D-Drucker**

*) Ich will betonen das ich keine Werbung für das Waveshare-Display machen will. Ich habe mich aus 3 Gründen für dieses (im Vergleich etwas teurere) Display entschieden: Zum einen ist die Platine des Boards nur minimal größer als das Display was 3D-Gehäuse kompakter werden lies. Außerdem bringt das Display auf der Rückseite direkt Muttern zum verschrauben mit und da es sich um ein „Markenprodukt“ handelt, solltet ihr beim Bestellen im besten Fall auf den Millimeter dasselbe Produkt erhalten. In der Theorie sollte auch jedes andere Display, welches einen ST7789-Chip mitbringt problemlos funktionieren wie das verlinkte Noname-Display.

**) Der 3D-Drucker ist optional. Ihr könnt das Projekt natürlich auch mit einem ganz eigenen Gehäuse oder in anderer Form nachbauen. Dann benötigt ihr nur die Hardwarekomponenten und könnt loslegen.

3D Druck

Wenn ihr das Projekt wie im Video gezeigt nachbauen möchtet, könnt ihr euch mein AWTRIX STREAM-Gehäuse drucken. Es besteht aus 3 Teilen: Einem Träger, auf dem das Display aufgeschraubt und das D1 Mini-Board aufgelegt wird. Sowie dem Hauptgehäuse und einer aufsteckbaren Front.

Zusammenbau

Im ersten Schritt solltet ihr das Display mit dem D1 Mini-Board verbinden. Die folgende Tabelle zeigt, welche Pin des Displays mit welchem Pin des Boards verbunden werden muss.

Wenn ihr nicht löten möchtet und das 3D-gedruckte Gehäuse verwenden möchtet, dann müsst ihr an der Stelle nur noch das Display mit 4 Schrauben an dem Träger anbringen und das Kabel vorsichtig verwickeln. Danach den Träger einschieben und von außen festschrauben. Front vorsichtig aufklippen und das wars. Weiter geht’s mit dem Flashen der Software.

Software

Um die Software auf das Board zu bekommen, müsst ihr es zunächst via USB mit eurem Rechner verbinden. Als nächstes benötigt ihr einen Chrome-basierten Browser, als Chrome selbst, Chromium, Brave oder MS Edge. Opera funktioniert u. U. auch. Dann geht ihr auf folgende Seite, auf der ich immer die aktuelle Software-Version bereitstelle:

Wählt dort das Projekt #002: AWTRIX STREAM vx.x.x (ehemals „Awtrix Mini“) aus und folgt den Anweisungen. Solltet ihr das lieber in Bewegtbild sehen wollen: Im Video zeige ich auch diesen Schritt.

Nach der Installation stellt das ESP-Board einen WLAN-Access Point zur Verfügung:

SSID: AWTRIX STREAM-Setup
Passwort: 12345678

Sobald ihr verbunden seit, sollte sich ein Konfigurationsmenü öffnen. Wenn die Seite nicht automatisch erscheint, verbindet euch auf die IP-Adresse http://192.168.4.1. Hier könnt ihr nun euer Wlan konfigurieren. Außerdem könnt ihr dem Board noch einen Hostname vergeben und – ganz wichtig – die IP-Adresse der AWTRIX, die kopiert werden soll und von der unsere neue AWTRIX STREAM ihre Daten erhält.

Sind alle Einstellungen vorgenommen sollte sich die AWTRIX STREAM direkt mit ihrer großen Schwester verbinden. Habt ihr euch „verkonfiguriert“, so startet bitte mit der Installation der Software von vorne und wählt unbedingt „Erase Device“ aus. Dann könnt ihr frisch durchstarten.

Changelog

Um euch auf dem laufenden zu halten, was sich bei der Software so getan hat, kopiere ich euch hier die Änderungen der letzten Versionen rein.

## v1.1.0 - 20.04.2025

[FEATURE] MQTT broker support
[FEATURE] Change settings via MQTT
[FEATURE] HTTP Basic Auth configuration to access secured AWTRIX hosts
[FEATURE] Toggle display via MQTT
[FEATURE] Reboot AWTRIX STREAM via MQTT
[FEATURE] Erase all settings via MQTT to start over
[FIX] Several layout/screen optimisations and new dialogs
[FIX] Reduce Overhead on HTTP calls for better performance
[FIX] Removed FPS counter on Serial connection for better performance
[CHORE] Name change to a more fancy "AWTRIX STREAM". Yeah!

## v1.0.0 - 06.04.2025

Initial release 

FAQ

Benötige ich wirklich eine „richtige“ AWTRIX oder Ulanzi TC001 mit AWTRIX-Firmware oder läuft die AWTRIX STREAM auch Standalone?
Die AWTRIX STREAM wiederholt technisch gesehen nur das, was auf einer anderen LED-Matrix angezeigt wird. Sie kann nicht standalone betrieben werden.

Gibt es einen anderen Weg die AWTRIX STREAM zu nutzen ohne erst eine LED-Matrix kaufen zu müssen?
Ja. Wenn ihr noch ein ESP32-WROOM-32D-Board rumfliegen habt, könnt ihr da die AWTRIX-Firmware draufflashen. Die läuft dann auch ohne angeschlossene LED-Panele und kann so als Host fungieren.

Ist der Sourcecode verfügbar?
Ja, ihr findet das Projekt in meinem Github Repository unter der Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International-Lizenz.

Kann ich mehrere AWTRIX STREAN auf eine Host AWTRIX loslassen?
Theoretisch ja. Jede AWTRIX STREAM verbindet sich über das WLAN via HTTP mit der Host AWTRIX. Das generiert Last auf der Host AWTRIX und kann irgendwann dazu führen, dass sich die AWTRIX STREAM nur noch seltener aktualisieren und alles etwas holpriger wirkt. Wo da genau die Grenze ist, kann ich nicht sagen. 2-3 gleichzeitig habe ich erfolgreich getestet. Eine größere Herausforderung stellt das WLAN da: Das sollte eine gute Signalstärke sowohl für Host also auch für AWTRIX STREAM bieten.

Im Kern kommen vier 8x8er RGB LED Matrixen und ein ESP32-WROOM-32D zum Einsatz. Ähnliche Komponenten wie wohl auch in der TC001 verbaut. Als Software verwende ich die „Awtrix 3“-Bibliothek (vormals „Awtrix light“, im Kern aber die gleiche Software). Das ist eine aktive OpenSource-Weiterentwicklung der Awtrix-Bibliothek, einer Software für eine inzwischen wieder eingestellte LED Matrix.

Um Geld zu sparen, kommt das Gehäuse aus dem 3D-Drucker. Es wurde selbst designed und ist extrem minimalistisch gehalten. Zentraler Punkt sind die Gitter, hinter welche die kleinen LED-Panels geklemmt werden können. Die Gitter selbst können dann mit kleinen Haken an der Ober- bzw. Unterseite ineinander gehangen werden. Das Ganze fügt sich dann wieder rum in das Gehäuse ein, welches dann durch eine dünne Front verkleidet wird. (Fast) Fertig ist LED-Matrix.

Auf der Rückseite habe ich den ESP32 festgeklebt und verlötet. Strom kommt über USB und geschaltet werden kann die Anzeige über einen kleinen Schalter an der Unterseite. Apropos Strom: Die Displays sind recht energiehungrig und emittieren je nach Helligkeit einiges an Wärme. Das sollte man im Blick haben: Zum einen damit das Gehäuse sich nicht verformt. Zum Anderen sollte ein entsprechend starkes Netzteil angeschloßen und im Querschnitt nicht zu dünne Kabel verwendet werden.
Da ich bei meiner günstigen Variante keine Schalter und Sensoren verbaue, fehlt der Software beim ersten Start somit auch die Information über die Raumhelligkeit. Entsprechend hell werden die Panels also beim ersten Start angesteuert.

Am Ende komme ich bei knapp unter 22,- Euro raus. Neben den reinen Elektrokomponenten einberechnet ist auch der Strom für den 3D-Drucker, der so ca. 17 Stunden lang gedruckt hat. Außerdem anteilig etwas für das PLA, die Kabel und den verwendeten Kleber um die beiden Hälften zu vereinen.

Am Ende bin ich echt zufrieden mit dem Ergebnis. Die Anzeige sieht schlicht aus, die Dot-Matrix-Ansicht sieht ordentlich aus. Wenn ich es mir wünschen könnte, hätte ich es gerne einen ticken schärfer an den Kanten gehabt. Aber das ist kein Problem, solange man nicht direkt mit der Nase vor der Anzeige steht.

3D-Druck & Dateien

In meinem Video seht ihr alles Wichtige zum Aufbau und der Konfiguration. Auch wie ihr die Displays ans Laufen bekommen könnt, wenn diese nach dem ersten Start nur Unfug anzeigen. Wenn ihr das Gehäuse selbst in euren 3D-Drucker packen wollt, findet ihr hier den Download. Bitte beachtet: Das ist natürlich jetzt absolut Custom-Made. Will sagen. Wenn eure LED-Panel bspw. leicht andere Dimensionen haben kann es sein, dass es schon nicht mehr passt und ihr den Druck selbst modifizieren müsst.

Zum Download stelle ich zwei Dateien. Der erste Download enthält eine STL-Dateien mit dem gesamten Modell. Im zweiten ZIP-Archiv befinden sich alle Elemente einzeln. Nutzt, womit ihr besser klar kommt.

Ansteuern der Awtrix 3

Nachdem das erste Video mit dem Zusammenbau der Matrix viele Leute interessiert hat, erkläre ich in einem zweiten Video betont anfängerfreundlich, wie die Matrix angesprochen wird. Mit dabei Infos, wie man eigene Apps gestaltet oder die eingebauten Effekte nutzt. Teil des Videos sind auch die folgenden Scripte, welche den Funktionsumfang eurer Matrix mit nützlichen Infos erweitern und vielleicht der Einstieg in eigene Erweiterungen sein könnten.

Python-Script: YouTube Abos

In diesem Zustand fungiert die Matrix rein als Display. Mit anderen Worten: Sie kann nix, abgesehen von der Uhrzeit und Datumsanzeige. Inhalte können aber ja einfach über die HTTP-API oder mittels MQTT überspielt werden. Für meinen Fall – ich möchte die Abozahlen meines YouTube-Kanals anzeigen – hilft mir dafür folgendes Python-Script:

import requests
import time

# YouTube API Informationen
youtube_api_key = "xxx"
channel_id = "xxx"

# Awtrix Light Matrix Informationen
awtrix_ip = "192.168.xxx.xxx"


def get_subscribers_count(api_key, channel_id):
    url = f"https://www.googleapis.com/youtube/v3/channels?part=statistics&id={channel_id}&key={api_key}"
    response = requests.get(url)
    data = response.json()
    subscribers = int(data["items"][0]["statistics"]["subscriberCount"])
    return subscribers

def send_app_to_awtrix(app_name, text, icon, duration):
    headers = {"Content-Type": "application/json"}
    data = {
        "text": text,
        "icon": icon,
        "duration": duration
        "lifetime": 600
    }

    awtrix_url = "http://"+ awtrix_ip + "/api/custom?name=" + app_name
    response = requests.post(awtrix_url, json=data, headers=headers)
    
    if (response.text != "OK"):
        print(response.text)

    time.sleep(duration * 4)

def host_available():
    try:
        result = subprocess.run(['ping', '-c', '1', awtrix_ip], capture_output=True, text=True, timeout=5)
        return result.returncode == 0

    except subprocess.TimeoutExpired:
        print(f"Timeout: {awtrix_ip} is not reachable")


def main():
    while True:
        try:
            if host_available:
                subscribers = get_subscribers_count(youtube_api_key, channel_id)
                send_app_to_awtrix("youtube", f"{subscribers}", 7320, 15)
            
            time.sleep(300)
        except Exception as e:
            print(f"Fehler: {e}")
            time.sleep(60)

if __name__ == "__main__":
    main()

In dem Code wird ein Icon mit der ID 7320 verwendet. Dazu sei gesagt: Über das Webinterface der Awtrix Light-Bibliothek lassen sich unter dem Punkt „Icons“ vorgefertigte Grafiken importieren. Diese stammen von developer.lametric.com, können dort ausgewählt und nutzerfreundlich eingespielt werden. Ach ja, und um die YouTube-API nutzen zu können, müsst ihr euch zunächst für die Nutzung bei Google freischalten. Kostet aber nix.

Python-Script: Wetter via OpenWeatherMap

Nicht jeder unterhält einen YouTube-Kanal, aber bei überall gibt’s Wetter! Und so möchte man vielleicht Informationen wie die aktuelle Temperatur oder ob sich Regen nähert auf der Matrix anzeigen. Als Datenquelle kann dafür super die OpenWeatherMap dienen. Wer es nicht kennt: OWM ist inzwischen ein alter Hase wenn es darum geht, über eine (für die kleine Nutzung) kostenfreie API Wetterdaten für beliebige Standorte zu liefern. Einfach kurz mit E-Mail-Adresse anmelden, API-Key kopieren und los geht’s. Folgendes Python-Script holt sich Wetterinformationen von einem bestimmten Standort mittels Geo-Koordinaten und sendet das aktuelle Wetter mit Icon und Temperatur an die Awtrix:

import requests
import time

# OpenWeatherMap API Informationen
api_key = "..."
lat = "50.93"
lon = "6.95"

# OpenWeatherMap Icon -> Awtrix Icon
condition_mapping = {
    "01d": 1630,
    "01n": 962,
    "02d": 2286,
    "02n": 54631,
    "03d": 12246,
    "03n": 12246,
    "04d": 12294,
    "04n": 12294,
    "09d": 2284,
    "09n": 2284,
    "10d": 2416,
    "10n": 2416,
    "11d": 2981,
    "11n": 2981,
    "13d": 1673,
    "13n": 1673,
    "50d": 17056,
    "50n": 17056
}

# Awtrix Light Matrix Informationen
awtrix_ip = "192.168.xxx.xxx"


def get_weather(api_key, lat, lon):
    url = f"http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?lat={lat}&lon={lon}&appid={api_key}&units=metric"
    response = requests.get(url)
    data = response.json()

    if response.status_code == 200:
        icon = data["weather"][0]["icon"]
        temperature = data["main"]["temp"]
        return temperature, icon
    else:
        return None, None

def send_app_to_awtrix(app_name, text, icon, duration):
    headers = {"Content-Type": "application/json"}
    data = {
        "text": text,
        "icon": icon,
        "duration": duration
    }

    awtrix_url = "http://"+ awtrix_ip + "/api/custom?name=" + app_name
    response = requests.post(awtrix_url, json=data, headers=headers)
    
    if (response.text != "OK"):
        print(response.text)

    time.sleep(duration * 4)

def host_available():
    try:
        result = subprocess.run(['ping', '-c', '1', awtrix_ip], capture_output=True, text=True, timeout=5)
        return result.returncode == 0

    except subprocess.TimeoutExpired:
        print(f"Timeout: {awtrix_ip} is not reachable")


def main():
    while True:
        try:
            if host_available:
                temperature, icon = get_weather(api_key, lat, lon)

                if temperature is not None and icon is not None:
                    send_app_to_awtrix("owm", "{:.1f}°C".format(temperature), condition_mapping.get(icon), 15)
                else:
                    print("Failed to retrieve weather information.")

            time.sleep(300)

        except Exception as e:
            print(f"Fehler: {e}")
            time.sleep(60)

if __name__ == "__main__":
    main()

Teileliste

Die Anzahl der verwendeten Komponenten ist bei diesem Projekt recht überschaubar:

• 1x ESP32-Wroom-32D Entwicklerboard*
• 4x 8×8-RGB-LED-Panel, 5V, WS2812B, ca. 71 x 71 mm** (wie z.B. bei AliExpress)
• 1x Wippschalter I/O, 11×15 mm
• 1x Micro-USB-Board (wie z.B. bei Amazon)
• 1x USB-Netzteil, USB-Anschlusskabel und etwas Litze zur Verkabelung der Matrixen, des Boards, Schalters und des Micro-USB-Boards***
• „ecoPLA Weiß“ von 3DJake für das Gehäuse, Noname schwarzes PLA für das Pixel-Gitter im inneren
• Noname 2-Komponent-Kleber um die Gehäuse-Hälften miteinander zu verbinden

*) Mit großer Wahrscheinlichkeit funktionieren auch ESP-Boards ohne den Zusatz „D“. Ich habe die D-Variante im Video erwähnt, da diese zum einen meines Wissens in der TC001 verbaut ist und somit wohl die größte Kompatibilität gewährleistet ist. Außerdem benötigt euer ESP-Board GPIO-Pins bis 35, zumindest wenn ihr auch Licht- und Temperatursensoren verbauen wollt. Sonst immerhin bis GPIO-Pin 32, denn dort wird die Matrix angeschlossen. Wenn ihr ein Board ohne „D“-Zusatz habt welches aber die benötigten GPIO-Pins mitbringt, könnt ihr im Zweifel einfach „blind“ die Awtrix-Bibliothek flashen. Gelingt die Installation und könnt ihr danach auf das Webinterface zugreifen, so ist die Wahrscheinlichkeit relativ hoch, dass auch der Rest funktionieren sollte.

**) Ich habe genau dieses Modell bestellt, allerdings befürchte ich, dass die Module nicht immer die exakt 100% gleiche Größe haben werden und daher besser oder schlechter in die von mir designte Fassung passen. Es kann sein, dass hier Nacharbeiten eurerseits nötig werden. So fiel mir z.B. bereits auf, das die versprochenen 71 x 71 mm bei meinen Modulen nicht eingehalten werden. Am Ende zählt hier aber jeder Millimeter, da ich keine Abstände zwischen den einzelnen Matrixen haben und das Gehäuse so kompakt wie möglich halten wollte.

***) Ich habe hier ein altes 5W-USB-Netzteil verwendet, was in meinem Fall völlig ausreichend ist. Am Ende sind Stärke der verwendeten Litze sowie des Netzteils von der Frage abhängig, mit welcher Helligkeit ihr die Matrix betreiben möchtet. Je heller, desto mehr Strom muss das Netzteil liefern und die Kabel aushalten können. Ich betreibe das Display mit einer Helligkeit von 20 (Bereich: 0-255), was in meinem Fall völlig ausreicht. Dabei bleibe ich unter den genannten 5 Watt. Wird die Grenze überschritten fangen die LEDs an zuflackern und wahrscheinlich hängt sich das ESP-Board irgendwann auf.

Wichtige Hinweise

Bitte bedenke: Es handelt sich um ein privates Bastelprojekt eines Hobbyschraubers. Will sagen: So wie gezeigt funktioniert das Ganze gut, aber es bestehen auch Gefahren: Bspw. kann von zu dünnen Kabeln bei hoher Stromaufnahme der LEDs eine Brandgefahr ausgehen oder durch Abwärme das PLA verformen oder mehr. Bei Fehlanschluss des ESP-Boards kann selbiges Schaden nehmen. Heißt: Baut meine Sachen gerne nach, aber ihr handelt eigenverantwortlich. Ich will jeden ermutigen sich auch Themen anzunehmen, in denen er oder sie bisher keine Expertise besitzt, aber geht clever vor: Informiert euch abseits meines Blogs, lasst eure Errungenschaften nicht unbeaufsichtigt laufen usw. Man lernt nie aus.