BIRD - Bastli Interactive RGB Dancefloor

Im Herbstsemester 2009 begann BIRD als eines der bisher grössten Projekte des Bastli. Im HS 2010 wurde das letzte Modul montiert.
Der BIRD ist eine 4m x 2,5m grosse Tanzfläche für Studentenparties, deren Oberseite aus 160 einzelnen Plexiglasplatten besteht.

Der Dancefloor besteht mechanisch aus 8 Pressspan-Holzplatten, auch welche die Plexiglaskacheln geschraubt sind. Die Unterseite der Holzplatten wurde eingefräst, damit die Elektronik Platz findet.
In jede der Plexiglaskacheln sind in den Ecken 4 RGB Leds eingesetzt, sodass jede Platte in 24 Mio verschiedenen Farben leuchten kann. Die LEDs werden dabei raffiniert gemultiplext.
Weiters befindet sich unter jeder Kachel ein Stück Aluminiumfolie, welches mit einem RC-Oszillator verbunden ist. Dies bildet einen Kondensator, dessen Kapazität erhöht wird, wenn eine Person auf der jeweiligen Platte steht. Somit wird der Oszillator leicht verstimmt und es lässt sich die Person detektieren. Der Algorithmus, welcher die Oszillatoren auswertet, hat sich als extrem Knifflig herausgestellt, denn die Kacheln zeigen starke Koppeleffekte untereinander, sie driften mit der Zeit weg und sind nicht sehr frequenzstabil. Es wurde ein sehr hoher Aufwand getrieben, um zuverlässig die Personen detektieren zu können, aber unterdessen funktioniert es schon ziemlich gut.
Somit können die verschiedensten Effekte abhängig von den Tanzenden erzeugt werden. Mittels eines einfachen Java-Frameworks können die unterschiedlichsten Animationen und Interaktionen programmiert werden, so kann man mit dem Dancefloor z.B. (Multi-)Snake, Tetris oder Pong spielen.

Gesteuert wird der BIRD von 8 AVR Microcontrollern(LED-Ansteuerung, Multiplexing), 8 CPLDs(Sensorplatten-Ansteuerung), 56 CMOS Invertern(RC-Oszillatoren), einem FPGA(Sensorauswertung und -Fusion) und einem Embedded PC(Java-Framework), welcher die Generierung der Lichteffekte übernimmt. Das gesamte Projekt umfasst 640 Leds, die mit über einem Kilometer Litze und mehr als 10.000 Lötstellen verbunden werden.

Die gesamte Ansteuerung des Dancefloors wurde in ein Gehäuse eines Apple G5 verfrachtet. Darin finden sich nun zwei Netzteile, ein Embedded-PC (Alix-Board) und das FPGA-Board.
Die AVRs und CPLDs befinden sich in den einzelnen Modulen, dazu wurde auf der Unterseite Holz weggefräst, damit die ganze Verkabelung und die PCBs Platz haben. Die LEDs wurden auf jeweils ein kleines PCB vormontiert, welches dann mit Litze verdrahtet und in der Holzplatte mit dem Plexiglas montiert wurde.
Der Embedded-PC besitzt sogar ein Wlan-Modul und arbeitet als Access-Point; so kann der ganze Dancefloor per Wlan gesteuert werden!

Bis November 2009 konnte ein erstes von insgesamt 8 Modulen als Prototyp gefertigt werden. Es wurde erfolgreich bei der Hertz8-Party getestet und funktionierte völlig problemlos. Im HS10 wurde die letzte Platte gefertigt - 10 Quadratmeter ultimativer Tanzfläche sind fertig und wurden schon vielfach an diversen Parties und Events betanzt! Aber Meine Güte war das eine Arbeit! :-)

Der Dancefloor scheint auch ziemlich robust zu sein, obwohl er am Ende von Parties jeweils ziemlich mit Bier und sonstigen Flüssigkeiten eingesaut ist, überlebt er diese Torturen relativ gut. Leider haben wir wohl zu günstige China-LEDs verbaut, diese sterben von Zeit zu Zeit und müssen sehr umständlich getauscht werden. (Sie sind zwecks Dichtigkeit mit Heisskleber eingeklebt...). Auch haben wir herausgefunden, dass LED-Beinchen rosten können.... :-)

Alles in allem war dies ein gigantisches, super Projekt - viele Leute haben mitgeholfen, es wurden hunderte Mannstunden investiert, es wurde getüftelt und "engineered" wie sonst noch nie und es lagen manchmal die Nerven blank - doch es hat sich vollends gelohnt - alle haben Freude an dem Ding - Ziel erreicht!

Videos:

Multisnake an der Nerdparty (Halber Dancefloor)(Youtube-Link)

Im folgenden Video wird der Dancefloor als Tastatur "missbraucht", um Dancemania auf dem AMIV-Fernseher zu spielen :-)
Stepmania auf dem Dancefloor (Youtube-Link)

Fotos

Verschiedene Fotos des kompletten Dancefloors:





Der Dancefloor mit seinem Schöpfer:


4 Module sind fertig! - Halbzeit!


Die Ansteuerung im G5:


Der erste Prototyp im Einsatz an der Hertz8:(eines von 8 Modulen)


Die Unterseite des Moduls mit der Verkabelung der LEDs und der Oszillatoren:


Der 60 Kanal Mulitplex-LED-Dimmer mit AVR und CPLD:


Aufbau- und Testchaos am Prototypen :-D