Uncycle LED Lightshow: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Moja djeca su zaljubljena u vožnju bicikla. Jednom se rodila ideja da se doda svjetla za revijalni događaj. Dodavanje nekih svjetala već bi bilo super, ali inspirisano drugim svjetlosnim emisijama, svjetla bi trebala biti sinhronizirana s muzikom.

Bila je to prilično avantura, ali sjajno iskustvo učenja u vezi s novim stavkama kao što su LiPo, DMX, EL-žica, LED trake, RF moduli itd.

Prva pomisao bila je programirati sve u upravljačku jedinicu jedne trake.

Ovo sam zanemario iz dva razloga:

1) Sa tri glumca (kasnije će biti 5) imate 3x3 = 9 kontrolnih jedinica. Za svako ažuriranje morate ažurirati sve ploče. Tokom emisije morate pronaći način za sinhronizaciju modula.

2) Moj glavni argument da koristim jednog pošiljaoca nije tehnički: Djeca bi trebala moći kreirati i ažurirati emisiju bez mene. Zamislite samo koliko se izmjena radi dok koreografija ne završi

Trenutna arhitektura u osnovi ima tri elementa:

- Windows prijenosno računalo s Vixen 3

- Pošiljalac: standardni bežični ruter

- Prijemnik: ESP8266 + upravljački program za MOSFET + LED trake + LiPo 2S

Prvi pokušaj bio je zasnovan na arduino Nano i NRF24. Nakon nekih događaja morao sam prevladati neka ograničenja i prešao na ESP8266 jer je to pružalo mnogo više fleksibilnosti.

Korak 1: Modul prijemnika

Moduli su zasnovani na NodeLua pločama. Počeo sam dizajnirati vlastite PCB -ove, ali ovi moduli su tako jeftini i dolaze s integriranim regulatorom napona, koji vam je potreban pri korištenju iste baterije i za LED traku.

Da biste završili hardver, samo trebate dodati upravljački program koji se sastoji od dva otpornika i jednog MOSFET -a po boji. Za praćenje snage baterije koriste se još dva otpornika. Standardna PCB ploča montirana je kao piggy back - pa je prilično brzo to sastaviti. Mnogo jednostavnije od rukovanja arduinom i NRF24.

Iako je dizajn prilično jednostavan, ključ je odabrati pravi MOSFET sa niskim R DS (uključeno) i V GS (th) ispod 3V. Na eBayu sam pronašao IRLR7843 u D-PAK kućištu za površinsku montažu. Dakle, mali je, ali ne premalen za ručno lemljenje.

Dijagram kruga je potrebno ažurirati jer nedostaje otporni otpornik za MOSFET-vrata. Modul radi bez, ali kada uključite modul, LED traka će zasvijetliti.

Ako želite vidjeti mnogo profesionalniji dizajn, idite ovdje: Pixel Controller

Softver je na samom početku bio prilično jednostavan: čitanje DMX paketa i preuzimanje relevantnih informacija za određenu LED traku. To je zahtijevalo neke prekidače i kratkospojnike za konfiguraciju modula.

Prilikom korištenja ESP8266 web server s administratorskim sučeljem implementiran je za konfiguraciju modula.

Softver je ažuriran nakon svake emisije kako bi postao fleksibilniji, povećao odgovornost i omogućio praćenje. Svaki modul periodično šalje podatke čvornom serveru, tako da mogu provjeriti je li cijela oprema spremna, poput jačine WiFi signala, napona baterije i stanja modula. Osim toga, poslužitelj čvora može resetirati određeni modul ili zatražiti ažuriranje firmvera.

Kod za ESP modul dostupan je na github-u:

Korak 2: Montiranje LED traka

Za tijelo glumca koristimo kaput s patentnim zatvaračem tako da se lako možete odjenuti prije predstave.

Umjesto direktnog pričvršćivanja LED traka, koristili smo čičak trake koje su ušivene na ogrtač. Pandan je zalijepljen na LED traku.

U početku sam koristio konektore za pričvršćivanje kabela na pruge. Ovo je zaista bilo nepouzdano. i u osnovi svaka se veza prekinula zbog različitih pokreta glumaca. Pa sam uklonio sve konektore i lemio kabele. Korištenje lemnih točaka na samom kraju pruge izlaže vezu mehaničkim pokretima. Zbog toga ne lemim kablove na kraju pruge i pričvršćujem kabel vrućim ljepilom. Moram priznati da ovo ne izgleda profesionalno, ali publika to ionako neće vidjeti u mraku.

Na kotaču, modul i baterija su jednostavno pričvršćeni za žbice. Pored LED trake nalazi se plastična traka koja podržava lijepi okrugli krug.

Korak 3: Napajanje

LED trake su dizajnirane za rad na 12V. Baterije pri ovom naponu su prevelike za postavljanje na točak ili sedlo. Alternativa je bila 9V blok baterija (PP3 / 6LR61). Napon je i dalje u redu, ali glavni nedostatak je vrijeme potrebno za zamjenu svih baterija prije koncerta, jer želim svježe baterije za događaj.

Konačno sam prešao na LiPo:

LED trake mogu raditi na 8V. Ovisno o boji, čak bi i 7,8 V moglo raditi.

U skladu s tim potrebna vam je LiPo baterija sa 2 ćelije - 2S. Potpuno napunjeni napon je 2 x 4,2 V = 8,4V

Za moju aplikaciju dovoljan je kapacitet od 350mAh, a veličina baterije je dovoljno mala da stane u standardno kućište za bateriju od 9V uključujući prekidač.

Odabrao sam baterije s JST-XH konektorom kao balansni utikač, a Mini JST za utikač za pražnjenje. Svi standardni punjači mogu rukovati ovim konektorima.

Koristio sam standardno kućište za 9V baterije sa prekidačem za postavljanje baterije na jednocikl. Dvije baterije istog tipa mogu se puniti istovremeno pomoću adaptera koji povezuje dvije 2S ćelije na 4S priključak na punjaču.

Korak 4: Kreiranje emisije

Postoji sjajan program koji nudi stvarno jednostavno, ali moćno korisničko sučelje: Vixen Lights. Sve se radi povlačenjem i ispuštanjem, a muzika se prikazuje na vremenskoj traci. Već sam gledao neke profesionalne programe, ali ovaj je besplatan i pruža sve što mi treba.

Prva stvar je definiranje različitih LED traka i stvaranje grupa, pa je mnogo jednostavnije kontrolirati određeni set svjetla, npr.: sva svjetla pričvršćena na jedan upravljački program. ili sve točkove.

Općenito, birate muziku i uvozite isječak u Vixen uklj. markeri otkucaja.

Efekti su dodijeljeni elementu prikaza i mogu se mijenjati na mnogo načina.

Od velike pomoći je simulacijski alat gdje možete vidjeti kako će scena izgledati u stvarnom vremenu.

Ukratko, program će poslati DMX podatke izlaznom kontroleru, koji je u mojim postavkama višenamenski DMX server koji radi na prenosnom računaru. Modul je povezan putem WiFi / WLAN mreže. Svaku LED diodu određuje DMX univerzum, kao i pomak unutar paketa podataka DM512.

Vixen možete pronaći ovdje:

Korak 5: Predstava

Koreografija je dorađivana mnogo puta. Osim glumaca, dodane su DMX točke kao i ravne LED trake kao sigurnosna svjetla kad god je pozornica povišena. Svi oni koriste isti ESP modul i kontrolira ih Vixen.

Ubuduće bih mogao koristiti APA102 LED trake kako bih omogućio sofisticiranije efekte.

To može zahtijevati korištenje više univerzuma koji vode do značajne koračne funkcije u ažuriranju softvera, kao i u postavljanju Vixena. Nisam siguran želim li to učiniti, ali privlačno je.