RGB-LED-Beleuchtung für PCs und Peripheriegeräte

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Die eine finden sie hübsch, die anderen überflüssig: Bunte Leuchtdioden im PC und drumherum. Einige Dioden haben immerhin einen gewissen Nutzwert, denn beleuchtete Tastaturen kann man im Dunkeln bedienen und manche RGB-Steuerung warnt vor hohen CPU-Temperaturen, indem sie den Kühlerventilator rot leuchten lässt.

Für die Ansteuerung der PC-Lichtspiele gibt es unterschiedliche Schnittstellen und Konzepte, die wir hier vorstellen. Ein weiterer Artikel erklärt die Technik der RGB-LED-Streifen, die sich an viele Mainboards anschließen lassen.

Rote, grüne, blaue und manchmal auch weiße LEDs

Mit RGB-LEDs sind rote, grüne und blaue Leuchtdioden (Light Emitting Devices, kurz LEDs) gemeint, die in einem gemeinsamen Chipgehäuse stecken. Die Mischfarben entstehen dadurch, dass die rote, grüne und blaue LED jeweils unterschiedlich hell leuchtet. Es gibt auch RGBW-LEDs, die zusätzlich weiße LEDs integrieren, etwa für helle Blinkeffekte.

Außer den RGB(W)-LEDs braucht man noch eine Elektronik, die die Helligkeit der einzelnen Farbkanäle steuert. Manche leuchtenden Grafikkarten und Speichermodule lassen sich dank eingebauter Controller ohne weitere Verkabelung per Software steuern. Letzteres gilt auch für leuchtende USB-Tastaturen und USB-Mäuse. Viele Mainboards ab der 100-Euro-Marke besitzen integrierte Controller für Onboard-LEDs sowie Pfostenstecker zum Anschluss von LED-Streifen. Leuchtende Ventilatoren benötigen zusätzliche separate Controller-Boxen, die man per USB mit dem PC verbindet und von dort aus mit (Windows-)Software konfiguriert.

RGB-LEDs richtig anschließen

Es gibt zwei grundsätzlich verschiedene Methoden der RGB-LED-Steuerung. Die einfacheren RGB-LEDs besitzen vier Kontakte: einen gemeinsamen Pluspol sowie drei einzelne Masseleitungen. Über letztere stellt der Controller die Helligkeit der Farbkanäle ein – und zwar gemeinsam für alle von ihm angesteuerten LEDs. RGB-LEDs dieses Typs auf einem Streifen oder einem Mainboard ändern ihre Farbe synchron.

Für Effekte wie Lauflichter oder einen wandernden Regenbogen benötigt man einzeln ansteuerbare RGB-LEDs, die unter Namen wie WS2812B bekannt sind (hier mehr zur Technik der LED-Streifen). In jeder einzelnen dieser RGB-LEDs sitzt außer den drei LED-Chips noch ein Controller-Chip, der ein einfaches serielles Protokoll auswertet. Digitale RGB-LEDs benötigen nur drei Anschlussleitungen, nämlich Plus, Masse und Steuerleitung – und arbeiten meistens mit 5 Volt. Vorsicht: Die einfachen RGB-LEDs sind oft für 12 Volt ausgelegt. Bei manchen Mainboards muss man dafür Jumper umsetzen.

Mainboard-Anschlüsse für LED-Streifen sind häufiger für analoge RGB-LEDs zu finden. Im Mainboard-Karton finden sich dann üblicherweise kurze Adapterkabel für handelsübliche LED-Strips – aber man sollte Aderbelegung und Spannung unbedingt kontrollieren! Auch bei den 3-poligen Pfostensteckern für digitale LED-Ketten droht Verpolung. Vierpolige RGB-LEDs werden auch „5050“ genannt, was sich auf ihr quadratisches Chipgehäuse mit 5 Millimetern Kantenlänge bezieht. Digitale RGB-LEDs sitzen oft ebenfalls in 5050-Gehäusen, das ist also kein eindeutiges Unterscheidungsmerkmal. Unabhängig vom RGB-LED-Typ ist die Strombelastbarkeit der Mainboard-Pfostenstecker wichtig; gängig sind 2 bis 3 A. Pi mal Daumen reichen 2 A für einen 5-Volt-Streifen mit 60 LEDs oder einen 12-Volt-Streifenmit 120 LEDs. Auch manche USB-Controller von Firmen wie Corsair steuern LED-Streifen an, ohne weitere Adapter jedoch nur jene der eigenen Marke. Mangels Angaben zu Pinbelegung und Strombelastbarkeit bekommt man nicht so leicht heraus, wie sich billigere RGB-LED-Streifen anschließen lassen.

Kabelsalat im PC

Bei Grafikkarten und Speichermodulen läuft die LED-Steuerung über den System Management Bus (SMBus), die PC-Version von I2C. Das klappt ohne Zusatzkabel und ist eine gute Idee, aber mit Tücken – siehe unten. Beleuchtete USB-Eingabegeräte nutzen USB auch für die Lichtsteuerung, aber nicht alle kommen mit der maximalen Belastbarkeit von USB 2.0 (2,5 Watt) aus. Corsair beispielsweise hängt an die Tastatur K70 Lux RGB eine dicke, steife Strippe, die eine Y-Verzweigung hat, um mehr Strom aus zwei USB-Ports zu saugen – eine fragwürdige Lösung, weil von der USB-Spezifikation nicht gedeckt.

Andere Komponenten mit RGB-LEDs benötigen viele zusätzliche Kabel. Den Vogel schießt eine Thermaltake-Wasserkühlung mit beleuchteter Pumpe, drei leuchtenden Ventilatoren und USB-Controller ab: Hier muss man sieben Kabel mit insgesamt 4,80 Metern Länge verlegen. Immerhin fallen die Strippen dank schwarzer Hüllen (Sleeves) wenig auf.

RGB-LED-Ventilatoren haben meistens zwei Kabel, eines für den Anschluss an den 4-poligen FAN-Pfostenstecker des Mainboards und das zweite für den RGB-Controller. Letzterer wiederum kommt mit Molex- oder SATA-Stromsteckern für das ATX-Netzteil, um sich mit 12 Volt zu versorgen. Je nach Ausstattung von Netzteil und PC muss man Strom per Y-Verzweiger bereitstellen – noch mehr Kabelsalat.

Auch der Anschluss der USB-Controller birgt Stolperfallen. Aus unerfindlichen Gründen nutzen mehrere Firmen dazu veraltete Mini-USB-Buchsen statt der seit Jahren etablierten Micro-USB-Buchsen – von der Funktion her ist das aber kein Problem. Damit man keine Kabel aus dem PC-Gehäuse heraus zu den externen USB-Buchsen führen muss, liegen vielen Controllern Adapterkabel bei, die auf die 9-poligen USB-2.0-Pfostenstecker von Mainboards passen. Prüfen Sie zuvor, wie viele davon in Ihrem System frei sind: Manche modernen Boards haben bloß noch einen und sonst Anschlüsse für USB 3.0 beziehungsweise USB 3.1.

Steuerung unter Windows, Lichteffekte unter Linux

Hat man keine (Windows-)Steuerungssoftware installiert oder keine Einstellungen vorgenommen, bleiben manche RGB-LEDs dunkel, andere zeigen vom Hersteller voreingestellte Effekte.

Einige Mainboards enthalten Menüs zur RGB-LED-Steuerung im BIOS-Setup. Zumindest für die Onboard-LEDs und die Strip-Pfostenstecker kann man dann auf Windows-Software verzichten und die Lichteffekte auch auf Linux-Rechnern genießen.

Viele USB-Eingabegeräte sowie per USB angebundene LED-Controller benötigen jeweils eigene Windows-Software. Wer mehrere RGB-LED-Produkte unterschiedlicher Hersteller anschließt, muss unter Umständen mehrere Apps installieren und konfigurieren, die sich untereinander nicht synchronisieren lassen. Viele dieser Apps richten Windows-Dienste ein und starten automatisch. Einige Mainboard-Firmen bauen aber Ökosysteme auf, bei denen sich dann beleuchtete Boards, Grafikkarten, Tastaturen und Mäuse derselben Marke mit einheitlicher Software gemeinsam und abgestimmt steuern lassen. Beispiele dafür zeigt die Tabelle auf der nächsten Seite.

Weil keine Firma sämtliche PC-Komponenten fertigt, gibt es zudem Kooperationen: Asus Aura Sync kann beispielsweise leuchtende DRAM-Module von Corsair und G.Skill ansteuern sowie RGB-Wasserkühlungen von Antec und Cooler Master. Das gilt jeweils nur für bestimmte RGB-LED-Produkte der erwähnten Hersteller, also nicht für alle!

Ein wichtiger Parameter bei der Ansteuerung von WS2812B-Streifen ist die Anzahl der insgesamt hintereinandergeschalteten LEDs, weil sonst das serielle Protokoll nicht funktioniert. In der steuernden Software muss man folglich stets die RGB-LED-Anzahl eintragen oder – bei fertigen Zubehörteilen – das jeweilige Produkt auswählen. Das ist wohl einer der Gründe, weshalb relativ häufig Software- oder auch Firmware-Updates für RGB-Steuerungen erscheinen, um die zur Ansteuerung neuer Produkte nötigen Parameter nachzureichen.

Steuerung über Browser, App und Bios

An das Gigabyte-Mainboard X399 Aorus Gaming 7 haben wir probeweise drei LED-Streifen angeschlossen, eine Wasserkühlung und ein Netzteil von Thermaltake sowie eine USB-Tastatur, eine USB-Maus und einen Lüfter von Corsair. Zur Steuerung waren fünf verschiedene Apps nötig: Für Onboard-LEDs und LED-Streifen braucht man Gigabyte RGB Fusion, was sich erst installieren lässt, nachdem man das Gigabyte App Center aufgespielt hat. Letzteres preist unnütze Software an, etwa eine ältere Version von Google Chrome, obwohl die aktuelle bereits installiert war. Sowohl bei der Installation als manchmal auch im Betrieb zeigte RGB Fusion unerklärliche Fehlermeldungen oder streikte. Von der Option, die Lichteffekte mit einer weiteren App-Center-App per Smartphone steuerbar zu machen, raten wir ab: Dabei fließen Daten über Cloud-Server, was Sicherheitslücken aufreißen kann.

Unreif wirken die Apps von Thermaltake, eine für die Wasserkühlung (Riig) und eine weitere für das Netzteil (DPS G). Schon die Download-Geschwindigkeit ist unterirdisch, anschließend stören unverständliche Bedienung und mangelhafte Übersetzung. Einen besseren Eindruck macht die Corsair-Software. Für die USB-Eingabegeräte benötigt man mit Corsair Utility Engine (CUE) eine andere Software als für die Vengeance-Speichermodule sowie die Lüfter am Commander-PRO-Controller. Letztere verlangen Corsair Link (CL). CL kann die Lichteffekte mehrerer Komponenten synchronisieren, anders als CUE. Corsair will eines Tages eine gemeinsame Sync-Software für alle eigenen Produkte liefern.

Einige RGB-LED-Apps steuern DIMMs und Grafikkarten per SMBus an. Letzterer dient auch fürs Hardware-Monitoring, also zur Überwachung von Temperatursensoren, Betriebsspannungen und Lüfterdrehzahlen. Corsair Link und Gigabyte RGB Fusion werten diese Daten aus, um beispielsweise die Farbe eines RGB-Ventilators in Abhängigkeit von der CPU-Temperatur von grün über gelb bis rot zu verändern. Die dafür jeweils nötigen Einstellungen sind nicht ganz leicht zu verstehen.

Weil der SMBus auch von Overclocking-Apps zum Übertakten und für andere Steuerfunktionen genutzt wird, kann es zu Problemen kommen, wie zahlreiche Forumsdiskussionen zum Thema RGB-Beleuchtung dokumentieren. Auf zwei Asus-Mainboards funktionierte Aura Sync erst gar nicht. Bei einem leuchteten die Onboard-LEDs aus unerfindlichen Gründen nicht, beim anderen zeigte die Steuer-Software bei der Installation den undokumentierten Fehler „Can’t open AsIO.sys (2)“ und stürzte im Betrieb stets ab.

Bunter Haufen

RGB-LED-Effekte am PC verlangen bei der Einrichtung viel Geduld. Oft muss man viele Kabel verlegen, die den optischen Eindruck verschandeln können, den die bunten Lichter eigentlich steigern sollen. Die Technik ist zudem weit entfernt von Reife. Die großen Mainboard-Marken verfolgen vor allem die Ziele, ihre einander sonst immer ähnlicheren Produkte aufzubrezeln und den Absatz von Zubehör zu fördern. Wer sein System nicht mit fragwürdiger Software zukleistern will, nimmt ein Mainboard mit Steuerfunktionen im BIOS-Setup und begnügt sich mit diesen – die Windows-Software kann aber stets mehr. Oder man schließt RGB-LED-Streifen an externe Controller oder einen Arduino an.

• Mehr zur Technik und zum sicheren Betrieb farbiger RGB-LED-Streifen

(ciw)