LED-ohjausjärjestelmä

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa edullinen, laajennettavissa oleva LED-ohjausjärjestelmä, joka soveltuu sekä perusvalaistukseen, että monimutkaisiin taideinstallaatioihin. Järjestelmä perustuu mikrokontrolleriin, joka ohjaa osoitettavia LED-valoja luodun ohjausdatan mukaisesti. Ohjausdatan luomista varten toteutetaan valosuunnittelusovellus mobiilisovelluksena. Sovelluksen avulla valaistusta voidaan suunnitella visuaalisesti, ja valmis ohjausdata lähetetään mikrokontrollerille langattomasti, joko Bluetooth tai Wi-Fi-yhteyden avulla. Sovellus on SwiftUI-pohjainen ja toimii iOS-käyttöjärjestelmässä.

Työssä käsitellään sekä järjestelmän elektroniikkaa, että ohjelmistokehitystä. Tämä sisältää muun muassa ohjausdatan muotoilua, käytettävyyttä ja muotoilua, sekä tietoturvakysymyksiä. Järjestelmässä hyödynnetään MicroPython-ohjelmointia sekä JSON-pohjaisen ohjausdatan käsittelyä. Työssä käytetään Pytest-testikirjastoa yksikkötestien luomiseen. Järjestelmän toteutus jäi prototyypin tasolle, mutta tarjoaa pohjan jatkokehitykselle, kuten konenäköön pohjautuvalle automaattikalibroinnille.

The goal of this thesis work was to design and implement an affordable, expendable LED control system suitable for both basic lighting and complex art installations. The system is based on a microcontroller that controls addressable LED lights according to predefined control data. A mobile lighting design application was developed to create this control data. Using the app, users can visually design lighting setups, and the finalized control data is wirelessly transmitted to the microcontroller via either Bluetooth or Wi-Fi. The application is built with SwiftUI and runs on the iOS operating system.

This work covers both the electronics of the system and the software development. It includes the formatting of control data, usability and interface design, as well as data security considerations. The system utilizes MicroPython programming and processes JSON-formatted control data. The Pytest library is used for implementing unit tests. The system was developed to a prototype level but provides a solid foundation for future development, such as automatic calibration using computer vision.