Jednokolková LED svetelná show: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Moje deti sú nadšené z jazdy na jednokolke. Akonáhle sa zrodil nápad pridať svetlá na výstavnú akciu. Pridanie niektorých svetiel by už bolo skvelé, ale inšpirované inými svetelnými šou, svetlá by mali byť synchronizované s hudbou.

Bola to celkom výhoda, ale skvelá učebná skúsenosť s novými položkami, ako sú LiPo, DMX, EL-wire, LED pásy, RF moduly atď.

Úplne prvá myšlienka bola naprogramovať všetko do riadiacej jednotky jedného pruhu.

Ignoroval som to z dvoch dôvodov:

1) S tromi hercami (neskôr bude 5) máte 3x3 = 9 riadiacich jednotiek. Pri akejkoľvek aktualizácii musíte aktualizovať všetky dosky. Počas šou musíte nájsť spôsob, ako synchronizovať moduly.

2) Môj hlavný argument pre použitie jedného odosielateľa nie je technický: Deti by mali byť schopné vytvárať a aktualizovať show bezo mňa. Len si predstavte, koľko vyladení sa robí, kým nie sú choreografie hotové

Súčasná architektúra má v zásade tri prvky:

- Notebook Windows s Vixen 3

- Odosielateľ: štandardný bezdrôtový smerovač

- Prijímač: ESP8266 + ovládač MOSFET + LED pásy + LiPo 2S

Prvý pokus bol založený na arduino Nano a NRF24. Po niektorých udalostiach som musel prekonať niektoré obmedzenia a presťahoval som sa do ESP8266, pretože to poskytovalo oveľa väčšiu flexibilitu.

Krok 1: Modul prijímača

Moduly sú založené na doskách NodeLua. Začal som navrhovať vlastné dosky plošných spojov, ale tieto moduly sú tak lacné a dodávajú sa s integrovaným regulátorom napätia, ktorý potrebujete pri použití tej istej batérie aj pre LED pásik.

Na dokončenie hardvéru stačí pridať ovládač pozostávajúci z dvoch rezistorov a jedného MOSFETU na farbu. Na monitorovanie výkonu batérie sa používajú ďalšie dva odpory. Štandardná doska plošných spojov je namontovaná ako chrbát prasiatka - takže je veľmi rýchle ju zostaviť. Oveľa jednoduchšie ako pracovať s arduinom a NRF24.

Aj keď je dizajn veľmi jednoduchý, kľúčom je vybrať ten správny MOSFET s nízkym R DS (zapnuté) a V GS (th) pod 3V. Na eBay som našiel IRLR7843 v kryte D-PAK na povrchovú montáž. Je teda malý, ale nie príliš malý na ručné spájkovanie.

Schému zapojenia je potrebné aktualizovať, pretože sťahovací odpor pre bránu MOSFET chýba. Modul funguje bez, ale keď modul zapnete, LED pás bude blikať.

Ak chcete vidieť oveľa profesionálnejší dizajn, choďte sem: Pixel Controller

Softvér bol na začiatku celkom jednoduchý: prečítanie balíka DMX a načítanie príslušných informácií pre konkrétny pásik LED. Na konfiguráciu modulu to vyžadovalo niektoré prepínače a prepojky.

Pri použití ESP8266 bol na konfiguráciu modulu implementovaný webový server s rozhraním pre správu.

Softvér bol aktualizovaný po každom predstavení, aby bol flexibilnejší, zvýšil zodpovednosť a umožnil monitorovanie. Každý modul periodicky odosiela údaje na uzlový server, takže môžem skontrolovať, či je celé zariadenie pripravené, ako je sila signálu WiFi, napätie batérie a stav modulu. Uzlový server je navyše schopný resetovať určitý modul alebo požiadať o aktualizáciu firmvéru.

Kód pre modul ESP je k dispozícii na github:

Krok 2: Montáž LED pásikov

Na telo herca používame kabát na zips, aby ste sa mohli pred šou ľahko obliecť.

Namiesto priameho pripevnenia LED pásikov sme použili popruhy na suchý zips, ktoré sú prišité k kabátu. Náprotivok je prilepený k LED pásiku.

Na začiatku som použil konektory na pripevnenie kábla k prúžkom. Toto bolo naozaj nespoľahlivé. a v podstate každé spojenie sa prerušilo kvôli rôznym pohybom hercov. Odstránil som teda všetky konektory a spájkoval káble. Použitie spájkovacích bodov na samom konci pruhu vystavuje spojenie mechanickým pohybom. Z tohto dôvodu nepripájam káble na konci pruhu a kábel neopravujem horúcim lepidlom. Musím priznať, že to nevyzerá profesionálne, ale obecenstvo to aj tak neuvidí v tme.

Na kolese sú modul a batéria jednoducho pripevnené k lúčom. Vedľa pruhu LED je plastový pásik na podporu pekného okrúhleho kruhu.

Krok 3: Napájanie

LED pásy sú navrhnuté tak, aby pracovali pri napätí 12V. Batérie pri tomto napätí sú príliš veľké na to, aby boli namontované na kolese alebo sedle. Alternatívou bola 9V bloková batéria (PP3 / 6LR61). Napätie je stále v poriadku, ale hlavnou nevýhodou je čas potrebný na výmenu všetkých batérií pred show, pretože na akciu chcem nové batérie.

Nakoniec som prešiel na LiPo:

LED pásy môžu pracovať na 8V. V závislosti od farby môže fungovať aj 7,8 V.

Preto potrebujete batériu LiPo s 2 článkami - 2S. Plne nabité napätie je 2 x 4,2 V = 8,4V

Pre moju aplikáciu stačí kapacita 350 mAh a veľkosť batérie je dostatočne malá, aby sa zmestila do štandardného krytu pre 9V batériu vrátane vypínača.

Ako vyvažovaciu zástrčku som vybral batérie s konektorom JST-XH a do vybíjacej zástrčky Mini JST. Všetky štandardné nabíjačky zvládnu tieto konektory.

Na upevnenie batérie na jednokolke som použil štandardné puzdro na 9V batérie s vypínačom. Dve batérie rovnakého typu je možné nabíjať súčasne pomocou adaptéra spájajúceho dva články 2S s portom 4S na nabíjačke.

Krok 4: Vytvorenie show

Existuje úžasný program poskytujúci skutočne jednoduché, ale výkonné používateľské rozhranie: Vixen Lights. Všetko sa robí pomocou drag and drop a hudba sa zobrazuje na časovej osi. Už som sa pozrel na niektoré profesionálne programy, ale tento je zadarmo a poskytuje všetko, čo potrebujem.

Úplne prvá vec je definovať rôzne pruhy LED a vytvoriť skupiny, takže je oveľa jednoduchšie ovládať konkrétnu sadu svetiel, napr.: všetky svetlá pripojené k jednému vodiču. alebo všetky kolesá.

Vo všeobecnosti vyberiete hudbu a importujete klip do programu Vixen vr. značky úderov.

Efekty sú priradené zobrazovaciemu prvku a môžu byť zmenené mnohými spôsobmi.

Veľkou pomocou je simulačný nástroj, kde môžete v reálnom čase vidieť, ako bude scéna vyzerať.

Stručne povedané, program odošle údaje DMX do výstupného radiča, ktorý je v mojom nastavení multicastovým serverom DMX bežiacim na prenosnom počítači. Moduly sú pripojené prostredníctvom WiFi / WLAN. Každá dióda LED je určená vesmírom DMX, ako aj posunom v rámci dátového balíka DM512.

Vixen nájdete tu:

Krok 5: Šou

Choreografia bola mnohokrát upravená. Okrem hercov pribudli DMX-spoty a tiež priame LED pásy ako bezpečnostné svetlá, kedykoľvek je pódium vyvýšené. Všetky používajú rovnaký modul ESP a sú riadené spoločnosťou Vixen.

V budúcnosti môžem použiť LED pásy APA102, ktoré umožnia sofistikovanejšie efekty.

Môže to vyžadovať použitie viacerých vesmírov vedúcich k významnej krokovej funkcii pri aktualizácii softvéru a nastavenia Vixen. Nie som si istý, či to chcem urobiť, ale je to príťažlivé.