Programmierbarer Leuchtstab mit dem Pi Pico (Seite 2)

Das Entwickeln mit Python klappt am einfachsten mit Thonny [2]. Ist die schlanke IDE (Abbildung 6) erst einmal für den Pi Pico und den MicroPython-Interpreter eingestellt, gelingt die Kommunikation zum Baustein automatisch. Der erfreulich übersichtliche Editor lässt sich in allen grundlegenden Details konfigurieren. Als in der Praxis besonders gut gelöst erweist sich der Speichern-Dialog, in dem man wählen kann, ob man den Quelltext direkt auf dem Pico laden oder in einem Rechnerverzeichnis ablegen möchte.

Abbildung 6: Die einfach aufgebaute Entwicklungsumgebung Thonny mit dem Quellcode des Projekts.

In der Ausgestaltung der Abläufe für die Lichtsteuerung liegt dann die eigentliche Kreativität in diesem Projekt. Der aufrechte Leuchtstab bildet in der Bewegung quasi die Zeilen des Lichtbilds ab, und man muss sich Gedanken machen, welche LEDs in welchem zeitlichen Abstand, in welcher Farbe und mit welcher Helligkeit aufleuchten sollen, damit sie am Ende ein interessantes Bild malen.

Für den Entwickler interessant: Auch in MicroPython lassen sich auf dem Pico PIO-Assembly und bis zu acht State Machines definieren, womit dann auch alle Daten schnell genug auf den 1-Draht-Bus kommen, der die LED-Pixel ansteuert. Hier kann man sich für den Anfang gut an den Dokus orientieren und sich in Blogs und Wikis im Austausch Anleitung holen.

Nach einem Definitionsblock geht es mit einigen Funktionen weiter, die das Update der Farben von allen oder ausgewählten Pixeln organisieren, wahlweise auch in Kombination mit einer Liste von Helligkeitswerten, wie sie die folgende Lichtsteuerung nutzt. Der Quelltext des Projekts, der sich auf den Github-Seiten [3] des Autors findet, enthält auch einige Beispielmethoden. An gleicher Stelle gibt es außerdem viele Informationen über die restliche Programmierung.

Abbildung 7: Alle 120 LEDs des Leuchtstabs lassen sich unabhängig voneinander ansteuern.

Kameraeinstellungen

Für eine erste Aufnahme geht es abends hinaus ins Freie, dunkle Kleidung macht sich dabei gut. Als Gegenüber dient die Kamera auf einem Stativ, in ein paar Metern Entfernung. Mit geringer Brennweite fängt man möglichst viel Umgebung ein. Für genug Aufnahmezeit legte der Autor die Belichtungszeit bei seinen Aufnahmen auf 20 Sekunden fest, bei einem niedrigen ISO-Wert, je nach Kamera nicht über 800. Bezüglich der Blendeneinstellung helfen Probeaufnahmen, um zu ermitteln, wie viel Hintergrund sich bei den gewählten Einstellungen noch mit einfangen lässt. Je nachdem, wie viel Umgebungslicht in der Dämmerung vorhanden ist, kann die Blende bei f/8.0 oder kleiner liegen.

Funktioniert aufgrund des geringen Restlichts der automatische Fokus der Kamera nicht, hilft ein kleiner Trick: Man fokussiert auf ein helles Objekt in der Nähe, zur Not strahlt man es mit einer Taschenlampe an. Wer sich das zutraut, misst die Entfernung und stellt den Fokus manuell ein. Am Ende klappt die Aufnahme mit etwas Improvisation auch ohne eine teure Systemkamera.

Einige interessante Leuchtsequenzen sind im Quellcode des Projekts vorbereitet. Die Animationen laufen alle etwa 15 Sekunden lang, also immer etwas kürzer als die Belichtungszeit. Bei der Aufnahme gilt es, sich mit möglichst ruhiger Hand zu bewegen. Für kreisrunde Aufnahmen bietet der Leuchtstab eine Schraubverbindung genau in der Mitte. Man darf alles variieren, der eigenen Kreativität sind keine Grenzen gesetzt (Abbildung 8). Hier spielt die vorgestellte Lösung ihre Stärken gegenüber einem statischen Leuchtobjekt aus, bei dem in demselben Bild immer nur dieselben Spuren und Muster zu sehen sind. Was günstige Helligkeiten und die zeitliche Abfolge der LED-Sequenzen betrifft: Dabei gelingt schon nach wenigen Tests eine gezielte Justierung.

Abbildung 8: Mit ein wenig Fantasie und programmiertechnischem Geschick lassen sich viele Motive umsetzen.

Fazit

Der RasPi-Leuchtstab hat den Autor sicher nicht zum Lightpainting-Experten gemacht, im Netz finden sich viel spektakulärere Aufnahmen. In diesem Projekt sein Interesse für den Raspberry Pi und für die Fotografie miteinander verbinden zu können hat ihm aber viel Freude bereitet. Nach wie vor macht es ihm einen Heidenspaß, neue Lichtbilder zu konzipieren. Mit den Ergebnissen des Toolsets aus dem Pi Pico und MicroPython ist er vollauf zufrieden. (cla)