Unicycle LED Lightshow: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Mine børn brænder for at køre på en cykel. Når ideen blev født til at tilføje lys til et show -arrangement. Tilføjelse af nogle lys ville allerede være fedt, men inspireret af andre lysshows, skulle lysene synkroniseres med musikken.

Det var en ganske god oplevelse, men en stor læringsoplevelse at håndtere nye ting som LiPo, DMX, EL-wire, LED-striber, RF-moduler osv.

Den allerførste tanke var at programmere alt ind i styreenheden på en stribe.

Jeg har ignoreret dette på grund af to grunde:

1) Med tre aktører (senere 5), har du 3x3 = 9 styreenheder. For enhver opdatering har du opdateret alle tavler. Under showet skal du finde en måde at synkronisere modulerne.

2) Mit hovedargument for at bruge en afsender er ikke et teknisk: Børnene skal kunne oprette og opdatere showet uden mig. Forestil dig bare, hvor mange justeringer der er udført, indtil koreografien er færdig

Den nuværende arkitektur har i bund og grund tre elementer:

- Windows Notebook med Vixen 3

- Afsender: standard trådløs router

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

Det første forsøg var baseret på arduino Nano og NRF24. Efter nogle begivenheder måtte jeg overvinde nogle begrænsninger og flyttede til ESP8266, da dette gav meget mere fleksibilitet.

Trin 1: Modtagermodul

Modulerne er baseret på NodeLua Boards. Jeg begyndte at designe mine egne printkort, men disse moduler er så billige og leveres med integreret spændingsregulator, som du også har brug for, når du bruger det samme batteri til LED -stripen.

For at få hardwaren gennemført, skal du blot tilføje driveren bestående af to modstande og en MOSFET pr. Farve. Til overvågning af batteristrømmen bruges yderligere to modstande. En standard print er monteret som en piggy back - så det er ret hurtigt at få samlet dette. Meget enklere end at håndtere en arduino og en NRF24.

Selvom designet er ret enkelt, er nøglen at vælge den rigtige MOSFET med en lav R DS (on) og V GS (th) under 3V. På eBay fandt jeg IRLR7843 i et D-PAK hus til overflademontering. Så den er lille, men ikke for lille til lodning i hånden.

Kredsløbsdiagrammet skal opdateres, da pull-down-modstanden til MOSFET-Gate mangler. Modulet fungerer uden, men når du tænder for modulet, blinker LED -striben.

Hvis du vil se et meget mere professionelt design, skal du gå her: Pixel Controller

Softwaren var ganske enkel i begyndelsen: læsning af en DMX -pakke og hentning af relevant information for den specifikke LED -stribe. Dette krævede nogle switches og jumpere for at konfigurere et modul.

Ved brug af ESP8266 blev en webserver med en admin -grænseflade implementeret for at konfigurere modulet.

Softwaren er blevet opdateret efter hvert show for at blive mere fleksibel, øge ansvaret og muliggøre overvågning. Hvert modul sender periodisk data til en nodeserver, så jeg er i stand til at kontrollere, om hele udstyret er klar som WiFi -signalstyrke, batterispænding og modultilstand. Derudover er nodeserveren i stand til at nulstille et bestemt modul eller anmode om en firmwareopdatering.

Koden til ESP-modulet er tilgængelig på github:

Trin 2: Montering af LED -striber

Til skuespillerens krop bruger vi en frakke med lynlås, så du nemt kan klæde dig på inden showet.

I stedet for direkte at fastgøre LED -striberne brugte vi velcrobånd, der sys til pelsen. Modstykket er limet til LED -stribe.

I begyndelsen har jeg brugt stik til at fastgøre kablet til striberne. Dette var virkelig upålideligt. og stort set hver forbindelse brød på grund af skuespillernes forskellige bevægelser. Så jeg fjernede alle stik og lodde kablerne. Ved at bruge loddepunkterne i slutningen af en stribe udsættes forbindelsen for mekaniske bevægelser. På grund af dette lodder jeg ikke kablerne for enden af båndet og fastgør kablet med varm lim. Jeg er nødt til at indrømme, at dette ikke ser professionelt ud, men publikum vil alligevel ikke se dette i mørket.

På hjulet er modulet og batteriet simpelthen fastgjort til egerne. Ved siden af LED -stripen er der en plastikstribe, der understøtter en flot rund cirkel.

Trin 3: Strømforsyning

LED -striber er designet til at fungere ved 12V. Batterier ved denne spænding er for store til at blive monteret på hjulet eller sadlen. Et alternativ var et 9V blokbatteri (PP3 / 6LR61). Spændingen er stadig ok, men den største ulempe er den tid, det tager at udskifte alle batterierne før et show, da jeg gerne vil have nye batterier til et arrangement.

Endelig flyttede jeg til LiPo:

LED -striberne kan fungere ved 8V. Afhængigt af farven kan selv 7,8V fungere.

Derfor har du brug for et LiPo -batteri med 2 celler - 2S. Fuldt opladet er spændingen 2 x 4,2 V = 8,4V

Til min applikation er en kapacitet på 350mAh nok, og batteriets størrelse er lille nok til at passe ind i et standardhus til et 9V batteri inklusive en switch.

Jeg har valgt batterier med et JST-XH stik som balance-stik og Mini JST til afladningsstikket. Alle standardopladere kan håndtere disse stik.

Jeg brugte et standardhus til 9V batterier med en switch til at montere batteriet på encyklen. To batterier af samme type kan oplades samtidigt med et adapter, der forbinder to 2S -celler til en 4S -port ved opladeren.

Trin 4: Oprettelse af showet

Der er et fantastisk program, der giver en rigtig enkel, men kraftfuld brugergrænseflade: Vixen Lights. Alt foregår via træk og slip, og musikken vises på tidslinjen. Jeg har kigget på nogle professionelle programmer før, men denne er gratis og indeholder alt, hvad jeg har brug for.

Den allerførste ting er at definere de forskellige LED -striber og oprette grupper, så det er meget enklere at styre et bestemt sæt lys, f.eks.: alle lys, der er knyttet til en driver. eller alle hjul.

Generelt vælger du musikken og importerer klippet til Vixen inkl. beatmarkørerne.

Effekter tildeles et displayelement og ændres på mange måder.

En stor hjælp er simuleringsværktøjet, hvor du kan se, hvordan scenen vil se ud i realtid.

I en nøddeskal sender programmet DMX -dataene til output -controlleren, som i min opsætning er en multicast -DMX -server, der kører på den bærbare. Modulet er forbundet via WiFi / WLAN. Hver LED bestemmes af DMX -universet samt forskydningen i DM512 -datapakken.

Du kan finde Vixen her:

Trin 5: Showet

Koreografien er blevet tweaket mange gange. Ud over skuespillerne er der tilføjet DMX-spots samt lige LED-striber som sikkerhedslys, når scenen er hævet. Alle bruger det samme ESP -modul og styres af Vixen.

Fremover kan jeg bruge APA102 LED -striber til at tillade mere sofistikerede effekter.

Dette kan kræve at bruge flere universer, der fører til en væsentlig trinfunktion i opdatering af softwaren samt Vixen -opsætningen. Ved ikke om jeg vil gøre dette, men det er tiltalende.