So ging es mir mit meinem Nokia 5110: Ich habe es damals geliebt. Es war eins der ersten Nokias mit Snake. Ein so einfaches Spiel, das zumindest die Älteren unter uns wahrscheinlich alle noch kennen. Bisher stand es etwas verloren in meinem Regal. Und somit war es der perfekte Kandidat für dieses Projekt: Ein mit LEDs versehener Fotorahmen, welcher die Innereien des Nokia 51110 so richtig zur Geltung bringen sollte.

Die Komponenten

• Fotorahmen „SANNAHED“, 25x25cm, 6,- Euro
• D1 Mini, ESP8266*, ca. 5,- Euro
• WS2812B-LED-Streifen, 5V, 60 LEDs/m, 9,- Euro
• Magentkontaktstecker, ca. 3,-/Stk.
• USB-Stromanschlussboard, ca. 1,- Euro
• Sperrdiode, ca. 0,50 Euro
• Selbstgestalteter Fotohintergrund, ca. 5,- Euro
• Klebepads oder 2-Komponentenkleber, zwischen 2,- und 5,- Euro
• etwas Kabel, Lötkolben, Schrumpfschläuche

*) Wie sich während der Arbeit rausstellte, endet in der nahen Zukunft die Unterstützung von ESP8266-Boards seitens der eingesetzten WLED-Software. Für neue Projekte werden deshalb ESP32-basierte Boards empfohlen, die sich preislich aber nur wenig unterscheiden dürften.

Das Exponat

Das Nokia lies sich recht einfach auseinandernehmen: Nachdem man die Batterie entfernt hatte, offenbarten sich auf der Rückseite einige Torx-Schrauben mit denen man schnell im inneren war. Dort ging es dann ebenso schnell weiter. Das muss natürlich bei jedem Gerät der Fall sein, auch wenn früher noch mehr Teile verschraubt statt verklebt waren. Anders als es heute oft gängige Praxis ist. Wenn euer Exponat da etwas widerspenstiger ist, habt bitte im Hinterkopf: Verletzt euch nicht! Displays können brechen, Batterien können auslaufen oder man kann beim Versuch etwas aufzuhebeln abrutschen. Denkt da an eure Finger und eure Gesundheit. Lest dazu bitte auch folgenden Absatz.

Vorsicht: Gefahr!

Eine Sache, die man unabhängig von eurem Bastelvorhaben nicht unterschätzen sollte, ist die potentielle Gefahr, die von alten Batterien und Akkus ausgehen kann. Ich war überrascht zu sehen, dass bereits in meinem Nokia 5110 von 1998 ein Lithium-Ionen-Akku verbaut war. Die sind heute überall und sehr sicher, dennoch weiß man nie ob im inneren bereits Zersetzungseffekte eingetreten sind. Ich will das Thema auch gar nicht zu sehr stressen, das Netz ist voll mit Artikeln zu dem Thema. So viel nur: Ich habe mich bewußt dazu entschieden, den Akku auf dem Wertstoffhof abzugeben und ihn nicht in den Fotorahmen zu kleben.

Der kreative Teil

Nachdem das Telefon in seine Einzelteile zerlegt war, ging es um die Positionierung. Beim Nokia 5110 kommen viele ähnlich große zum Einsatz. Wenige Kleinteile, was die Positionierung etwas erschwerte. Nachdem ich mich für ein Layout entschieden hatte, ging es ans „designen“ des Hintergrunds. Ich habe das Wort absichtlich in Anführungszeichen gepackt: Denn hier muss man wirklich kein Experte oder Grafiker sein. Die Hardware, illuminiert durch die LEDs, ist der eigentliche Hingucker. Mit ein paar kurzen Texten, Erklärungen oder einfachen grafischen Elementen kann man viel erreichen.

In meinem Fall habe ich mir folgende Fragen gestellt:

• Wo positioniere ich den Namen des Telefons prominient?
• Kann ich einen kurzen Text schreiben, der etwas über die Geschichte erzählt?
• Kann ich die einzelnen Komponenten (Logic Board, Tastenfeld, Cover, …) benennen?
• Kann ich mit Pfeilgrafiken auf bestimmte Bauteile oder Features hinweisen?
• Wo soll der Rahmen stehen und welche Farbe hat er: empfiehlt sich ein heller oder ein dunkler Hintergrund?
• Welche zeitgemäße, moderne oder zurückhaltende Schriftart verwende ich?

In Affinity Photo habe ich daraufhin ein bisschen gebastelt, geschoben und experimentiert. Wenn ihr kein Grafikprogramm habt, könnt ihr euch das kostenfreie Tool GIMP besorgen, was in der Bedienung als Anfänger vielleicht etwas hakelig sein kann. Alternativ würde ich noch Canva ins Rennen werfen, was man eingeschränkt nach Registrierung kostenfrei nutzen kann.

Hardware & Software

Zum Einsatz kommen einmal mehr ein ESP8266-Board mit WLED-Software. Wie oben bereits angerissen, sollte man laut WLED-Website für neue Projekte inzwischen ESP32-Boards verwenden, da der 8266er-Chipsatz nicht mehr lange unterstützt werden wird.

Auf den ESP wird dann einfach die WLED-Software über den bekannten Webinstaller geflashed. Danach verbinde ich das zusätzliche USB-Board, an welches später das Netzteil angeschlossen wird, mit dem ESP und dem LED-Steifen. Dazwischen kommt noch eine Diode: Wird Strom an die externe USB-Buchse angeschlossen, soll dieser den ESP und den LED-Streifen versorgen. Schließe ich aber z.B. für ein Software-Update ein USB-Kabel an den ESP direkt an, soll dieser nicht den LED-Streifen mit Strom versorgen. Das könnte eine zu Hohe Last für den ESP oder euren USB-Anschluss am Rechner sein.

Apropos: Insbesondere wenn ihr sehr viele LEDs anschließen wollt, solltet ihr euch Gedanken um die Dicke eurer Kabel machen. Sind die zu dünn, können die sich auch entsprechend erhitzen und in Flammen aufgehen. Ich empfehle da immer den Rechner vom WLED-Projekt.

Danach habe ich die einzelnen LEDs mit dem Streifen verlötet. Dabei ist es wichtig auf die Reihenfolge zu achten! Auf den Streifen befindet sich ein kleiner Pfeil, welche die Laufrichtung anzeigt.

Um den Rahmen von seinem Innenleben trennen zu können, habe ich Magnetkontakte verwendet. Die hatte ich noch rumfliegen, boten sich an, sind aber komplett optional.

Komponenten befestigen

Nachdem das Foto auf dem Hintergrund aufgeklebt wurde, wurden die einzelnen Komponenten des 5110 wieder rum auf das Foto geklebt. Hierbei habe ich anfangs mit kleinen Klebepads gearbeitet. Die funktionieren auch gut, allerdings sollte man einerseits nicht zu wenige von ihnen verwenden und diese nicht in Türmchenbauweise zu hoch stapeln. Sowohl die Platine des Tastenfelds als auch das Cover der Front – beides große aber leichte Teile – kamen mir nach 1-2 Tagen entgegen.

Ich habe mich dann dazu entschieden, mit 2-Komponentenkleber aus dem Discounter weiterzumachen. Der war günstig, hält aber nach seinen 2 Stunden Trocknungszeit richtig gut. Als Abstandshalter verwende ich kleine Elemente aus dem 3D-Drucker. Da kann man aber auch sicher ein Stückchen Holz oder ähnliches verwenden, wenn man keinen 3D-Drucker zur Hand hat.

Im Nachgang würde ich definitiv immer wieder den Weg mit dem Kleber gehen. Es ist einfach super ärgerlich, wenn man 2 Tage später auf den Fotorahmen schaut und sich wundert, warum Teile plötzlich eine Etage tiefer liegen als erwartet und schlimmsten Falls noch etwas beschädigen.

Konfiguration

In der WLED-Oberfläche lassen sich nun unterschiedliche Segmente konfigurieren. In meinem Fall befinden neben dem LED-Streifen, der innen einmal um den Rahmen geht, 5 weitere LEDs unter der alten Hardware des Nokia. Über die Segmente ist mir mögliche, unterschiedliche Farben und Effekte für jede LED zu konfigurieren. So stelle ich ein:

• LED 1, Tastenfeld, Segment 1: Grün
• LED 2-3, Display, Segment 2: Weiß mit leichtem Blauton
• LED 4-5, Platine, Segment 3: Wechselnder, Bunter Farbeffekt

Die dann folgenden LEDs sind Teil des Streifens. Auch hier konfiguriere ich unterschiedliche Farben, sodass die einzelnen Komponenten (bunt) und Texte (weiß) unterschiedlich beleuchtet werden. Für wen das zu theoretisch war: Im Video zeige ich das nochmal ganz genau. Im Video wie hier der Hinweis: Speichern nicht vergessen, dass geschieht nämlich nicht automatisch!

Fazit

Ich bin mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Bei der Konfiguration der LEDs tobe ich mich vielleicht noch ein bisschen aus, das ist mir vielleicht einen ticken zu farbintensiv. Aber da hat man ja alle Möglichkeiten dank WLED. Ein bisschen Zeit und Geduld sollte man für das Projekt mitbringen. Es sind, abhängig von der Anzahl der verwendeten LEDs, schon einige Arbeitsschritte. Aber es lohnt sich. Was die Kosten angeht, stehe ich am Ende bei irgendwas um die 20-30 Euro. Einige der Komponenten hatte ich noch hier und das Nokia 5110 habe ich jetzt natürlich nicht in die Rechnung mit aufgenommen – das ist eh unbezahlbar.

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.

Heute widme ich sozusagen der kleinen Version dieser Matrix: In meinem Gaming Room ist es bisher noch ein bisschen trist. Gerade im Kontext „Gaming“ darf für meinen Geschmack ein bisschen Farbe nicht fehlen. Deshalb habe ich für ein 8x8er WS2812B RGB-Modul, so wie sie bereits in der 16x16er-Matrix zu viert im Einsatz sind, entschieden und ein passendes Gehäuse drumrum gebaut.

Um zu schauen, welches PLA am besten passt, habe ich vier unterschiedliche Oberseiten gedruckt: schwarz, weiß, grau und transparent. Spoiler: Am Ende ist es für meinen Verwendungszweck den Raum generell etwas bunter zu illuminieren das transparente Cover geworden. Aber auch weiß und grau sehen gut aus, bei schwarz kommt wenig überraschend wenig Licht durch. Zumindest solang man die Lichtintensität nicht deutlich höher dreht, womit wir bei einem wichtigen Punkt sind:

Schaltung

Wichtiger Hinweis: Im Video sag ich es, hier sage ich es auch nochmal. Wenn ihr das Projekt nachbaut: Ich bin Hobby-Schrauber, kein Experte. Wenn euch Komponenten kaputtgehen, die Schaltung nicht optimal sein sollte oder ähnliches: Ihr seid schon groß, könnt selbst abwägen was ihr da macht. Besonders drauf hingewiesen sei, dass durch die Bauart des Gehäuses die Abwärme der LEDs nur schlecht abgeführt werden kann. Ergibt sich aus der gewünschten Form und der angestrebten Kompaktheit. Im Video zeige ich es: Lasst ihr die LEDs bei voller Intensität in weiß länger laufen, komme ich selbst bei offenem Gehäuse auf 55-60 °C. An der Stelle würde das PLA vermutlich zu einem Klumpen verschmelzen. Das Ganze ist also dafür ausgelegt, irgendwo mit mittlerer Intensität betrieben zu werden. So, genug dazu, auf ins Projekt.

Im Video gehe ich einmal über den Aufbau und den Anschluss der Komponenten. Kurz zusammengefasst: Der Strom kommt vom Micro-USB-Board und geht auf den 5V bzw. Ground des ESP8266-Boards. Zusätzlich geht’s direkt weiter auf die LED-Matrix. Somit läuft der Strom nicht über das ESP-Board, was zu dessen Langlebigkeit beisteuern sollte. Sauberer wäre es vermutlich, wenn man zwischen ESP-Board und Stromquelle noch eine Sperrdiode setzt. Da ich die Schaltung möglichst Anfängerfreundlich halten wollte, habe ich darauf verzichtet. Ich weiße aber darauf hin, dass man die WLED-Software am besten vor dem Zusammenbau installiert und nachdem alles verkabelt ist, keinen Strom mehr via USB-Kabel auf den ESP gibt. Zur Verdeutlichung hier nochmal ein Schaltplan:

Das WS2812-Modul kommt mit den 3.3V Pegel des ESP-Boards klar. Man benötigt also keinen Levelshifter, ist da sehr tolerant.

3D Druck

Das Ganze braucht natürlich noch ein Zuhause. Dafür habe ich ein einfaches Gehäuse gebastelt, welches die Komponenten umschließt. Wie bereits erläutert werden die LEDs warm und je nach Material kommt mal mehr, mal weniger Licht durch. Ich empfehle helle bis transparente Farben für die Oberseite. Solltet ihr es etwas lichtintensiver benötigen, kann PETG statt PLA eine Alternative sein, um Verformungen zu vermeiden. Hier der Download der Komponenten für euren 3D-Drucker:

Teileliste

Um das Projekt möglich einfach zu halten, habe ich mich auf die nötigsten Komponenten beschränkt. Neben den genannten braucht es natürlich Litze (nicht zu dünn, um den Querschnitt für euer Projekt zu berechnen könnt ihr sonst gerne auf den WLED Rechner zurückgreifen). Naja, und ein Lötkolben samt Zubehör sollten bereitstehen.

• D1 Mini-Board (z.B. hier, hier oder bei eBay)
• WS2812B 8×8 LED Matrix (z.B. hier)
• Micro-USB-Board (z.B. hier)

Hinweis: Mein Blog hier ist privat, es handelt sich NICHT um Affiliate-Links. Ihr könnt natürlich überall anders bestellen. Ich benenne die Komponenten explizit bei diesen Anbietern, da es manchmal kleine Unterschiede gibt was die Dimensionen der Bauteile angeht. Es ist aber wichtig, die passenden Komponenten zu verwenden, wenn man die 3D-Druck-Vorlagen verwenden möchte. Ich habe mir mit kleinen Margins gearbeitet, damit das Gehäuse möglichst kompakt bleibt.

Fazit

Ich bin mit dem Ergebnis sehr zufrieden, mein Gaming Room ist nun etwas farbenfroher. Mal schauen, welche Animation es am Ende wird, aber da bietet WLED ja einiges zur Auswahl. Aufgrund der wenigen Komponenten könnte das Projekt auch durchaus was für Einsteiger sein. Die Kosten halten sich am Ende mit etwa 15,- Euro auch durchaus im Rahmen. Und wenn man keinen 3D Drucker hat, so kann man sich vielleicht anders behelfen: Wie wäre es mit einem Rahmen aus schönen Holzkomponenten? Leicht lasiert? Jetzt wo ich so drüber nachdenke, vielleicht ist das ja was für ein kommendes Projekt.

Viel Spaß beim Basteln und experimentieren!

Neben der Awtrix 3 gibt es mit WLED ein zweites bereits seit Jahren bekanntes und etabliertes OpenSource-Projekt, welches RGB-LED-Matrixen oder auch LED-Streifen unterschiedlichster Art mit Inhalten versorgen kann. Das können dann einfach bis komplexe Animationen sein, teils sogar an Umgebungsgeräusche wie Musik angepasst. Oder eben auch bunte Pixelkunst, die dann auf der Kommode dazu beiträgt, einem Raum etwas mehr Farbe zu verleihen und damit eine andere Atmosphäre zu verschaffen.

Wie beim letzten Projekt wollte ich auch diesmal wieder alles selbst machen bezogen auf das Gehäuse. Entsprechend kommen erneut alle Teile aus dem 3D-Drucker. Dieses Mal habe ich mich dabei für ein graues PLA entschieden. Ich wollte gerne einen Kontrast zu der weißen Umgebung, in der das Ganze später stehen soll. Der „Trick“ ist der derselbe wie zuvor: Die Front des Gehäuses wird auf einen Rahmen aufgesetzt in dem die 8x8er-Matrixen festgezurrt sind. Dabei ist die Frontfläche nur 0.4mm stark, oder: Nur zwei Schichten PLA. Dadurch ist sie flexibel, aber stabil genug und lässt vor allem noch genug Licht durch. Nur zu heiß sollte es nicht werden.

Die Teileliste

Die Anzahl der Komponenten ist recht überschaubar, die LED-Matrixen kommen dabei wieder aus China. Die Preise dort sind einfach unschlagbar.

Disclaimer: Die Links sind KEINE Affiliate-Links. Ich verdiene nichts daran (hier ist eh alles privat), sie sollen euch nur zum schnellen Finden der verwendeten Komponenten dienen, die ihr natürlich überall anders ordern könnt.

• 4x 8×8 WS2812B LED Matrix (5V) (=> Aliexpress)
• 1x ESP8266 D1 Mini (Clone) (=> Makershop)
• 1x Ein-/Aus-Schalter, 11×15 mm (z.B. bei eBay)
• 1x USB-Breakoutboard zur Spannungsversorgung (=> Amazon)
• 8x 1.4×3.5er Schräubchen

Neben diesen Teilen kommt natürlich noch Kabel zum Einsatz. Achtet darauf, dass dessen Durchschnitt nicht zu dünn ist, denn je nach Konfiguration können die LED in Gänze ein paar Ampere schlucken. Bedenkt dabei auch, dass ihr ein PLA-Gehäuse vor euch habt: Der verbrauchte Strom wird zu nicht kleinen Teilen auch in Abwärme verteilt. Betreibt die Matrix also bitte eher gedimt. Ich habe in der Software ein Verbrauchslimit von 850 mA konfiguriert, damit bin ich bisher gut gefahren.
Außerdem noch verwendet: PLA in grau und schwarz, 2-Komponenten-Epoxidharz zum befestigen von Front- und Rückseite, div. kleine Kabelbinder

Schaltplan

Um den Nachbau etwas zu vereinfachen, findet ihr hier einen Schaltplan zum Anschluss der Komponenten, so wie ich sie im Video verbunden habe.

3D-Druck: STL Download

Hier alle Dateien die ihr benötigt, möchtet ihr das Projekt nachdrucken. Alle Dateien wurden mit „dynaschmischer Qualität“ in 0.16mm gedruckt, bis auf die Front. Diese wurde in „Standardqualität“ mit 0.2mm gedruckt. Für den Rahmen sind Supports nötig. Ich habe es so gedruckt, dass die Rückseite unten liegt. Ich habe versucht die Form so zu optimieren, dass sich die Supports im Nachgang einfach entfernen lassen und würde behaupten, dass mir das gelungen ist. Das Gitter in dem die LED-Matrixen befestigt werden druckt auf dem Kopf liegend, also so das die Pins zum befestigen der LED-Module zuletzt gedruckt werden. Diese Pins sind sehr fragil weil filigran. Dadurch, dass mein Drucker sie nicht perfekt abrunden kann, lassen sich die Boards etwas schwer einsetzen, wie man ja auch im Video sieht. Geht da vorsichtig vor, dann geht das klar.

Links

• WLED Installationstool
• Pixel Art Converter-Dokumentation
• Pixel Art Converter Github Repository
• „Piskel“ Online Pixel Editor zum Design eigener Pixelart

Wichtige Hinweise

Bitte beachte: 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. 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 kein Expertise besitzt, aber seid clever: Informiert euch abseits meines Blogs, lasst eure Errungenschaften nicht unbeaufsichtigt laufen usw. Lernen, machen, clever sein!

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.