Klubový svetelný systém s MadMapper a Teensy 3,2: 14 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

V roku 2018 som spolu so svojim kolektívom UNION vyrobil prvú verziu tohto nízkorozpočtového systému osvetlenia klubov na silvestrovskú párty v Ramallah Palestína, viac o príbehu a kolektíve na konci tohto článku. Systém bol založený na adresovateľných LED diódach WS2812B bežiacich na slučke a napájaných Arduino Mega, efekt bolo možné zmeniť stlačením tlačidla na ovládacej konzole. Toto nastavenie malo niekoľko problémov:

1. Nie je flexibilný; predprogramovaných bolo pevné množstvo efektov, ktoré bolo možné zmeniť ručne prerušením slučky
2. Systém bolo ťažké fyzicky zmeniť a ťažko sa transportoval, pretože všetky káble boli spájkované na merané dĺžky
3. Systém nebol synchronizovaný do rytmu
4. Systém bol krehký
5. Žiadna regulácia jasu
6. Ťažké opraviť/vyriešiť problémy
7. Maximálna vzdialenosť bez rušenia údajov alebo viditeľného poklesu napätia bola 10 m od mikrokontroléra a 4 m od zdroja napájania
8. Maximálny počet LED diód bol 700 LED

Z týchto dôvodov sme sa rozhodli vytvoriť verziu 2.0 tohto systému. Uistil som sa, že tieto problémy by sa mali vyriešiť tým, že budete mať na pamäti nasledujúce body:

1. Jednoduchá montáž a demontáž
2. Jednoduché ovládanie každým. Nežijem v Palestíne, kde sa tento systém používa. Väčšinou ho teda prevádzkuje tím The UNION, keď tam nie som. Tento návod je tiež pre nich, aby v prípade potreby vyriešili problémy a porozumeli ktorejkoľvek časti systému.

3. Jednoduchá oprava (v prípade potreby) tretími stranami

4. Nízka spotreba energie
5. Používa adresovateľné diódy LED
6. Maximálny rozpočet 500 €
7. Funguje na dlhé vzdialenosti s minimálnym rušením
8. Na synchronizáciu s hudbou/BPM používa softvér Projection Mapping, robí s ním efekty a používa ho súčasne s projektorom na vizuálne účely.
9. Môže byť nakonfigurovaný pre 1200+ LED diód

Po dlhom skúmaní som našiel dokument zo softvéru na mapovanie projekcií s názvom MadMapper, ktorý vysvetľuje, ako prepojiť mikrokontrolér Teensy 3.2 so softvérom cez Art-Net. Súbor je pripojený k tomuto odkazu z webovej stránky MadMapper. Tento projekt je určený pre ľudí s dostatočnými znalosťami o mikrokontroléroch (Teensy 3.2), adresovateľných diódach LED, vstavaných systémoch a základnými znalosťami o použití ethernetu na prenos údajov. Priložené odkazy môžu byť nápomocné.

Nenašiel som veľa projektov alebo dokumentov k svetelnému systému, ktorý sa na to používa. Rozsvietenie klubu. Preto som sa rozhodol vytvoriť si vlastný návod a zdieľať ho s akýmikoľvek klubmi, výrobcami alebo technikmi. Voľný a otvorený zdroj pre každého. Dúfam, že uvidím ľudí, ktorí tento projekt prerábajú a upravujú na vlastné použitie vo svojich vlastných priestoroch. Kontaktujte ma na adrese [email protected] Ak máte akékoľvek otázky, pozrite sa na všetky možné vylepšenia, nesprávne informácie alebo sa jednoducho chcete dozvedieť viac o projekte, kolektíve a klubovej scéne v Palestíne.

Zásoby

Materiály nakúpené online (z Nemecka- Amazonu a Číny- Banggood)

• 15m X WS2812b Adresovateľné LED diódy5m = 23,4 € 15m = 70,2 €
• 1 X Vývojová rada Teensy 3.21 = 27,9 €
• 1 X Adaptér OctoWS2811 pre Teensy 3,21 = 20,0 €
• 1 X Napájací zdroj 5V 70A1 = 53,9 €
• 15 X Keystone Jack Cat6/RJ455 = 7,0 € 15 = 21,0 €
• 20 X XT60 konektor mužské páry žien 10 = 10,6 € 20 = 21,2 €
• 1 X Konektor konektora predlžovacieho kolíka50 = 7,0 €

CELKOM: 228,2 €

Materiály nakupované lokálne (z Palestíny- ceny môžu byť vyššie ako v Európe)

• Kábel 10m X CAT 6 1m = 0,5 € 10m = 5,0 €
• 2 X 15m kábel CAT 6 samec - samec 15m = 9,0 € 30m = 18,0 €
• 3 X 1m kábel CAT 6 samec - samec 1m = 1,2 € 3m = 3,6 €
• 1 X 5m kábel CAT 6 samec - samec 5m = 6,0 €

• 30 m X izolovaný dvojitý 16AWG pevný elektrický kábel (nízke napätie- vysoký ampér) 1 m = 0,7 EUR 30 m = 21,0 EUR

• 300 X Ziptie 300 = 15 €
• 5 x hliníkový profil LED s mliečnou obrazovkou (2 m dĺžka x 10 mm vnútorná výška x 10 mm vnútorná šírka) 1 = 9,5 EUR 5 = 47,5 EUR
• 5 X Kovový závesný kábel (sada) na zavesenie hliníkového profilu na priečnik 1 = 4,25 EUR 5 = 21,25 EUR
• 15m X obojstranná penová páska5m = 3,0 € 15m = 9,0 €
• 1 X Gorilla Clear Epoxy Glue1 = 3,7 €
• 5 X pištole na horúce lepidlo5 = 2,0 €

CELKOM: 152,05 € Pomôcky:

• 70W spájkovačka
• 50g spájkovačka
• Spájkovačka Weck
• Spájkovací ventilátor
• Pomocná ruka
• Drôtová rezačka
• Pištoľ na odizolovanie drôtu
• Nástroj na odpojenie sieťového vodiča
• Ovládač Digital Dot Starter Cap SK6812
• Rotačný nástroj
• Príklepová vŕtačka
• Napájaný skrutkovač
• Horúca lepiaca pištoľ
• Multimeter
• Notebook s dobrou grafikou

Mal som väčšinu nástrojov, musel som si kúpiť pár nástrojov, ktoré ma stáli takmer 40 €. Ak budete musieť kúpiť všetko, môže to stáť 120-150 €. Tiež som si musel na mesiac prenajať softvér na mapovanie projekcií MadMapper za 45 € vrátane nemeckých daní. Môžete si ho prenajať na 3 mesiace alebo rok za výhodnejšiu cenu. Ak na to máte peniaze, kúpte si softvér a podporte vývojárov! Celkový rozpočet = 465,25 €.

Krok 1: Pochopte svoj priestor a načrtnite návrh

Počasie, ktoré plánujete prestavať tento projekt na klub, bar alebo dokonca vlastnú izbu, musíte pred kúpou akéhokoľvek materiálu pochopiť jeho dynamiku a načrtnúť návrh.

Na čo si dať pozor pri navrhovaní systému:

1. Aký veľký je priestor a koľko svetla v ňom chcete mať. To závisí od toho, na čo sa priestor používa.
2. Tvar priestoru. Je to kvadratická miestnosť? Má vysokú bunku? Koľko okien je tam, ak nejaké … atď
3. V prípade klubu alebo baru, aká hudba sa tam bude točiť? To vám poskytne nápady pre všeobecný dizajn
4. Nenechávajte veľkú vzdialenosť medzi LED diódami navzájom a/alebo diódami LED k napájaciemu zdroju. Pretože pracujeme na vysokofrekvenčnom prenose dát, signál by mohol byť distribuovaný na dlhé vzdialenosti. Rovnako tak pri použití nízkeho napätia (v tomto prípade 5 V) Pokles napätia na vzdialenosti kábla sa drasticky zvyšuje, keď sa vzdialenosť zvyšuje. Tento nástroj mi pomohol vypočítať pokles napätia a pomohol mi rozhodnúť sa, ktoré káble mám použiť na napájanie svojich LED svietidiel. Pri použití káblov 12AWG pri 5 V pri 7,2 A som zaznamenal pokles napätia o 7,5%. To by mohlo byť napadnuté zvýšením napätia zo samotného zdroja energie a vyšším úbytkom napätia a dlhšou vzdialenosťou. (Ak sa zvýši na 7,5 V, A 14AWG by mohol dodávať až 5,11 V na vzdialenosť 20 m). Nájdite, čo vám vyhovuje, a použite to.

V našom prípade sme našli kuchyňu pod bazénom (literárne podzemie), ktoré v zime nefungovalo. Odstránili sme z nej všetko a nechali sme spotrebiče, ktoré by niečo pridali na estetike. Bola dlhá 9 m a široká 3 m, ako je znázornené na náčrte. Myšlienka pôvodného návrhu bola urobiť niečo, čo vás posunie smerom k Dj a dostane vás do slučky. Natiahnutá miestnosť v tvare obdĺžnika, biele kuchynské dlaždice na stenách a podlahe pomohli inšpirovať dizajn. Konečným výsledkom bola kombinácia dlhých rovných LED pásikov a pre konečný návrh boli vybrané LED diódy v tvare cik cak. Bolo použitých 5 svietidiel. Každý bol 2 m dlhý. Celkový počet použitých diód LED-> 10 m @60 psc na meter, bol spolu 600 LED diód.

Napájací zdroj (PWR) bol priskrutkovaný k článku v strede priestoru, aby sa znížil pokles napätia na 5 LED svietidlách.

Krok 2: Zhromaždite svoje súčiastky a pripravte si pracovný priestor

Po nakreslení náčrtu a znalosti toho, koľko materiálov by ste potrebovali, získajte všetky materiály (s doplnkami) a začnite sa pripravovať na stavbu. Tento krok je dôležitý, pretože by vám mohol ušetriť veľa peňazí, ak by ste svoj prieskum urobili dobre a minimalizoval by nepoužitý materiál. Mikroprocesor vždy kupujte od jeho výrobcu a všetky diely s ním súvisiace. Je to jediný spoľahlivý zdroj. Teensy 3.2 pre tento projekt vyberám ako mozog celého systému kvôli relatívne veľkej flash pamäti 256 Kb, 64Kb RAM, 72 MHz taktovacej rýchlosti (dôležité pre prevádzku ART-NET). Na tento projekt by sa dali použiť Teensy 3.6, 4 alebo LC, ale navrhujem držať sa 3.2 alebo 3.1. Zvlášť ak budete používať adaptér OctoWS2811.

Pokiaľ ide o adresovateľné diódy LED, vyberám WS2812B, pretože boli najlacnejšou možnosťou toho, čo ponúkajú. Každú farbu LED (RGB) môžete ovládať jednotlivo. Vedie iba 1 dátový kábel pre celú linku a používa 5V. Je ťažké nájsť 5V napájacie zdroje, obzvlášť tie, ktoré majú 40+ ampérov. Predtým, ako budete pokračovať, skontrolujte jeho dostupnosť na mieste. Ak používate iný počet diód LED, môžete vypočítať, aký veľký by mal byť váš napájací zdroj. Pri 5V napája jedna LED WS2182B pri plnom jase 60mA (20mA zelená, 20mA červená, 20mA modrá). Robiť matematiku; 100 LED diód odoberá maximálne 6 A. V našom prípade sme použili 600LED rozšíriteľný na 1200LED, čo znamená, že je potrebný napájací zdroj 70A (60mA x 1200LEDs = 72A). Nákup LED diód je trochu náročný. Teraz sú veľmi populárne a veľa veľkých maloobchodných predajní poskytuje LED diódy za nízku cenu. Zistil som, že Aliexpress je spoľahlivý zdroj, pokiaľ ide o to, koľko stojí. Osvetlenie BTF poskytuje skutočne pekné LED diódy, s ktorými som nemal žiadne problémy. Sú však relatívne rozsiahlejšie z Amazonu alebo ebay ako Aliexpress.

Na prenos údajov medzi zariadením Teensy a zariadeniami a medzi zariadeniami navzájom som použil ethernetové káble. To sa uskutočnilo z nasledujúcich dôvodov 1) montáž/demontáž celého systému je teraz oveľa jednoduchšia 2) Strata údajov na dlhé vzdialenosti klesá. Pomocou ethernetových káblov môžete pripojiť posledný bod LED vzdialený asi 50 m od mikrokontroléra 3) kompatibilný s adaptérom OctoWS2811, ako je znázornené na obrázku Na toto pripojenie bol použitý konektor Keystone Rj45 Cat6. Po naplánovaní všetkého a získaní materiálov sa uistite, že máte pekný čistý pracovný priestor, aby bolo všetky spájkovanie a stavanie jednoduchšie a plynulejšie.

Krok 3: Mozog systému- adaptér Teensy 3.2 a OctoWS2811

"loading =" lenivý"

Tu prichádza najzaujímavejšia časť. Po nahratí kódu tínedžerovi ho pripojte k prenosnému počítaču a otvorte program MadMapper. Po spustení programu MadMapper a zadaní sériového čísla postupujte nasledovne:

1. Otvorte nový projekt
2. Prejdite na nástroje -> predvoľby
3. Vyberte DMXout -> ArtNet
4. Nastavte LED zariadenia -> potom by sa mal objaviť Teensy, vyberte ho
5. Pridajte nové svetlo z ľavého dolného rohu „+“
6. Zmeňte nastavenia podľa toho, ako konfigurujete svoj systém. Rozhodol som sa dať každej línii LED vesmír, aby všetky mohli mať počiatočný kanál 1 a počet kanálov je v zásade koľko bajtov máte pre každý riadok (v mojom prípade 360; 120 LED diód v riadku X, 3 farby „RGB“= 360). Pre každý riadok bol iný výstup. Out line je teda vo vzostupnom poradí (Od 0 do X). Výstupný kanál sčítava, koľko bajtov máte v kanáli + všetky ostatné bajty, ktoré ste definovali. Všetky sa sčítajú, aby ArtNet mohol priradiť tieto bajty k správnej dióde LED. Ak používate ďalší USB DMX ovládač, nezabudnite na kanály, ktoré bude používať. Skúste ho priradiť k inému vesmíru, ako bol použitý.
7. Prejdite na znak Bulb, vytvorte nové zariadenie kliknutím na obrázok pod DMX+ a premenujte ho
8. Prejdite na úpravu a napíšte množstvo diód LED, ktoré by mali byť priradené tomuto kanálu, a poradie farieb (RGB ALEBO GRB atď.)
9. Uložte nastavenia zariadenia a priraďte ho k svetlu z ponuky vľavo
10. Pridajte všetky diódy LED, ktoré budete používať. Uistite sa, že podľa toho meníte vesmíry
11. Zoskupte všetky príslušenstvo
12. Zmeňte ich veľkosť a opravte ich tak, ako ich umiestnite v reálnom živote
13. HRAJTE SO SOFTVÉROM

Tento softvér je tak zábavný a všestranný, ako hrať so zvukovým vstupom, pridávať videá atď. Tu prichádza vaša kreatívna časť;)

Krok 13: Zložte všetko a spustite svoj prvý test

Potom, čo sa chvíľu hráme s MadMapperom, je načase vziať si LED svietidlá a ovládač a prenosný počítač s MadMapper a urobiť testovaciu jazdu na mieste. Nemal som bohužiaľ dostatok času na to, aby som urobil veľa fotografií pre tento posledný bit, pretože sme meškali podľa plánu. Začal som položením LED svietidiel na podlahu, pretože v náčrte ich prepojili 1 m káblom CAT6 medzi cik cak svietidlami a 5 m káblom CAT6 medzi dvoma bočnými svietidlami. Bočné zariadenia tam odoberali signál z regulátora mircro pomocou 15 m kábla CAT6 pripojeného priamo k adaptéru OctoWS2811 a cik cak. Napájacie káble boli tiež pripojené k zdroju napájania a k zariadeniam prostredníctvom konektorov XT60. Nezáleží na tom, z ktorej strany dodávate energiu pre svoje zariadenie (vľavo alebo vpravo), bude elektrina prúdiť pásom LED, pokiaľ je kratší ako 2,5 m. Pripojte najskôr napájací zdroj a potom mikro USB kábel od zariadenia Teensy k prenosnému počítaču a otvorte program Madmapper. Testujte svetlá a podľa toho ich mapujte. Akonáhle bude všetko fungovať, pripevnite svietidlá k článku a zdroju napájania podľa náčrtu. veďte všetky káble nad svietidlami, aby ste sa vyhli zaveseniu káblov a zvlneným rukám tanečníkov, ktorí sa ich dotýkajú. HOTOVO! Gratulujem Teraz nastavte pár otázok a budete pripravení usporiadať večierok s novým systémom osvetlenia!

Krok 14: Palestínska podzemná hudobná scéna

Tento svetelný systém bol vyrobený pre novoročnú párty UNION 2020. Union je kolektívny orgán, ktorý spája úsilie umelcov budujúcich scénu elektronickej hudby v Palestíne. Vytvorenie pevného základu a prosperujúcej siete pre kreatívne mysle, ktoré sa zúčastňujú na budovaní palestínskej scény elektronickej hudby. Tlačiť na väčšie akcie, medzinárodnú spoluprácu z celého sveta a vytváranie každoročných hudobných festivalov v Palestíne.

Podzemná hudobná scéna v Palestíne už niekoľko rokov exponenciálne rastie, ale nájsť miesto konania bolo vždy veľkým problémom. Pretože tam jednoducho žiadne neboli. Večierky boli vždy malé a zvykli sa konať v domoch alebo hoteloch. Vidíte, prečo to nedáva zmysel, nie je to žiadna technologická párty v 5 -hviezdičkovom hoteli, kde ľudia v čiernom idú na technopárty a ostatní v oblekoch na schôdzu. Pred dvoma rokmi sme sa rozhodli, že je potrebné skutočné miesto s vhodným zvukovým systémom, svetelným systémom a publikom. Na vybudovanie svetelného systému som použil niektoré zo svojich základných znalostí o Arduine a elektronike, ktoré som získal počas rokov z letného tábora, na ktorom som doučoval na univerzite, a z univerzity. V čase, keď som bol ešte v prvom semestri bakalára elektrotechniky v Berlíne, boli niektorí profesori tak láskaví, že mi pomohli, keď som potreboval. Po týždňoch navrhovania, výskumu prototypov a programovania som vyrobil základný osvetľovací systém s použitím 10 metrov známych adresovateľných diód LED WS2812b a Arduino mega. Arduino som naprogramoval pomocou „hlúpej“slučky, ktorá sa stále opakuje bez synchronizácie s hudbou alebo BPM. Nemal ani ovládanie jasu alebo farieb, na zmenu efektu slúžilo iba jedno tlačidlo. a toto bola verzia 2.0 svetelného systému. Upozorňujeme, že som stále študentom elektrotechniky, takže tam môžu byť omylom všetky nesprávne informácie alebo chýbajúce informácie. Dajte mi vedieť, ak niečo z toho vidíte, alebo máte iba otázku, vylepšenie, chcete sa podeliť o svoj dizajn alebo čokoľvek kritizovať. Tieto inštrukcie budú zaradené do súťaže Make it Glow Contest.

Ak sa chcete dozvedieť viac o prosperujúcej techno scéne v Palestíne, pozrite si tento dokument z kotolne alebo sadu zo spoločnosti SAMA '.