Unicycle LED Lightshow: 5 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Barna mine er lidenskapelige for å sykle enhjulet. Når ideen ble født for å legge til lys for et showarrangement. Å legge til noen lys ville allerede vært kult, men inspirert av andre lysshow, bør lysene synkroniseres med musikken.

Det var ganske et eventyr, men en flott læringsopplevelse å håndtere nye ting som LiPo, DMX, EL-wire, LED-striper, RF-moduler etc.

Den aller første tanken var å programmere alt inn i kontrollenheten til en stripe.

Jeg har ignorert dette på grunn av to årsaker:

1) Med tre aktører (senere 5), har du 3x3 = 9 kontrollenheter. For enhver oppdatering, har du oppdatert alle tavler. Under showet må du finne en måte å synkronisere modulene.

2) Mitt hovedargument for å bruke én avsender er ikke teknisk: Barna skal kunne lage og oppdatere showet uten meg. Tenk deg hvor mange justeringer som er gjort til koreografien er ferdig

Den nåværende arkitekturen har i utgangspunktet tre elementer:

- Windows bærbar PC med Vixen 3

Avsender: standard trådløs ruter

- Mottaker: ESP8266 + MOSFET driver + LED Stripes + LiPo 2S

Det første forsøket var basert på arduino Nano og NRF24. Etter noen hendelser måtte jeg overvinne noen begrensninger og flyttet til ESP8266, da dette ga mye mer fleksibilitet.

Trinn 1: Mottakermodul

Modulene er basert på NodeLua Boards. Jeg begynte å designe mine egne PCB -er, men disse modulene er så billige og kommer med integrert spenningsregulator, som du trenger når du bruker det samme batteriet til LED -stripen også.

For å få maskinvaren fullført, trenger du bare å legge til driveren som består av to motstander og en MOSFET per farge. For å overvåke batteristrømmen brukes ytterligere to motstander. En standard kretskort er montert som piggy back - så det er ganske raskt å få dette montert. Mye enklere enn å håndtere en arduino og en NRF24.

Selv om designet er ganske enkelt, er nøkkelen å velge riktig MOSFET med lav R DS (på) og V GS (th) under 3V. På eBay fant jeg IRLR7843 i et D-PAK-hus for overflatemontering. Så den er liten, men ikke for liten til lodding for hånd.

Kretsdiagrammet må oppdateres da nedtrekksmotstanden for MOSFET-Gate mangler. Modulen fungerer uten, men når du slår på modulen, blinker LED -stripen.

Hvis du vil se en mye mer profesjonell design, gå hit: Pixel Controller

Programvaren var ganske enkel helt i begynnelsen: å lese en DMX -pakke og hente ut relevant informasjon for den spesifikke LED -stripen. Dette krevde noen brytere og hoppere for å konfigurere en modul.

Ved bruk av ESP8266 ble en webserver med et administrasjonsgrensesnitt implementert for å konfigurere modulen.

Programvaren har blitt oppdatert etter hvert show for å bli mer fleksibel, øke ansvaret og tillate overvåking. Hver modul sender periodisk data til en nodeserver, så jeg kan sjekke om hele utstyret er klart som WiFi -signalstyrke, batterispenning og modulstatus. I tillegg er nodeserveren i stand til å tilbakestille en bestemt modul eller be om en fastvareoppdatering.

Koden for ESP-modulen er tilgjengelig på github:

Trinn 2: Montering av LED -striper

For kroppen til skuespilleren bruker vi en kåpe med glidelås, slik at du enkelt kan kle deg før showet.

I stedet for å feste LED -stripene direkte, brukte vi borrelåsstropper som er sydd på pelsen. Motstykket er limt til LED -stripen.

I begynnelsen har jeg brukt kontakter for å feste kabelen til stripene. Dette var virkelig upålitelig. og i utgangspunktet brøt hver forbindelse på grunn av de forskjellige bevegelsene til skuespillerne. Så jeg fjernet alle kontakter og loddet kablene. Ved å bruke loddepunktene helt i enden av en stripe utsettes forbindelsen for mekaniske bevegelser. På grunn av dette lodder jeg ikke kablene på enden av stripen og fester kabelen med varmt lim. Jeg må innrømme at dette ikke ser profesjonelt ut, men publikum vil uansett ikke se dette i mørket.

På hjulet er modulen og batteriet rett og slett festet til eikene. Ved siden av LED -stripen er en plaststripe for å støtte en fin rund sirkel.

Trinn 3: Strømforsyning

LED -striper er designet for å fungere ved 12V. Batterier med denne spenningen er for store til å monteres på hjulet eller salen. Et alternativ var et 9V blokkbatteri (PP3 / 6LR61). Spenningen er fortsatt ok, men den største ulempen er tiden det tar å bytte alle batteriene før et show, ettersom jeg vil ha nye batterier til et arrangement.

Til slutt flyttet jeg til LiPo:

LED -stripene kan fungere ved 8V. Avhengig av fargen kan til og med 7,8V fungere.

Følgelig trenger du et LiPo -batteri med 2 celler - 2S. Fulladet er spenningen 2 x 4,2 V = 8,4V

For min applikasjon er en kapasitet på 350mAh nok, og størrelsen på batteriet er liten nok til å passe inn i et standardhus for et 9V batteri inkludert en bryter.

Jeg har valgt batterier med JST-XH-kontakt som balanseplugg og Mini JST for utladningsplugg. Alle standardladerne kan håndtere disse kontaktene.

Jeg brukte et standard hus for 9V batterier med bryter for å montere batteriet på enhjulet. To batterier av samme type kan lades samtidig med et adapter som kobler to 2S -celler til en 4S -port på laderen.

Trinn 4: Opprette showet

Det er et fantastisk program som gir et virkelig enkelt, men kraftig brukergrensesnitt: Vixen Lights. Alt gjøres via dra og slipp, og musikken vises på tidslinjen. Jeg har sett på noen profesjonelle programmer før, men dette er gratis og gir alt jeg trenger.

Det aller første er å definere de forskjellige LED -stripene og opprette grupper, så det er mye enklere å kontrollere et bestemt lyssett, for eksempel: alle lys festet til en driver. eller alle hjul.

Generelt velger du musikken og importerer klippet til Vixen inkl. taktmarkørene.

Effekter tilordnes et displayelement og kan endres på mange måter.

En stor hjelp er simuleringsverktøyet der du kan se hvordan scenen vil se ut i sanntid.

I et nøtteskall vil programmet sende DMX -dataene til utgangskontrolleren som i mitt oppsett er en multicast DMX -server som kjører på den bærbare datamaskinen. Modulen er koblet til via WiFi / WLAN. Hver LED bestemmes av DMX -universet, så vel som forskyvningen i DM512 -datapakken.

Du finner Vixen her:

Trinn 5: Showet

Koreografien har blitt finjustert mange ganger. I tillegg til skuespillerne har det blitt lagt til DMX-spots samt rette LED-striper som sikkerhetslys når scenen er forhøyet. Alle bruker samme ESP -modul og kontrolleres av Vixen.

Fremover kan jeg bruke APA102 LED -striper for å tillate mer sofistikerte effekter.

Dette kan kreve å bruke flere universer som fører til en vesentlig trinnfunksjon i oppdatering av programvaren så vel som Vixen -oppsettet. Ikke sikker på om jeg vil gjøre dette, men det er tiltalende.