LED светлинно шоу Unicycle: 5 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Децата ми са запалени по карането на едноколесен велосипед. След като се роди идеята да се добавят светлини за шоу събитие. Добавянето на някои светлини вече би било готино, но вдъхновено от други светлинни предавания, светлините трябва да бъдат синхронизирани с музиката.

Това беше доста авантюристично, но страхотно обучение, свързано с нови елементи като LiPo, DMX, EL-проводник, LED ленти, RF модули и др.

Първата мисъл беше да програмирате всичко в контролния блок на една лента.

Пренебрегнах това поради две причини:

1) С трима актьори (по -късно ще бъдат 5), имате 3x3 = 9 контролни блока. За всяка актуализация трябва да актуализирате всички дъски. По време на шоуто трябва да намерите начин да синхронизирате модулите.

2) Основният ми аргумент за използването на един подател не е технически: Децата трябва да могат да създават и актуализират шоуто без мен. Само си представете колко ощипвания са направени, докато хореографията приключи

Настоящата архитектура има основно три елемента:

- Windows Notebook с Vixen 3

- Изпращач: стандартен безжичен рутер

- Приемник: ESP8266 + MOSFET драйвер + LED ленти + LiPo 2S

Първият опит беше базиран на arduino Nano и NRF24. След някои събития трябваше да преодолея някои ограничения и преминах към ESP8266, тъй като това осигуряваше много по -голяма гъвкавост.

Стъпка 1: Модул на приемника

Модулите са базирани на платки NodeLua. Започнах да проектирам свои собствени платки, но тези модули са толкова евтини и се предлагат с интегриран регулатор на напрежението, от който се нуждаете, когато използвате същата батерия и за LED лентата.

За да завършите хардуера, просто трябва да добавите драйвера, състоящ се от два резистора и един MOSFET на цвят. За наблюдение на мощността на батерията се използват още два резистора. Стандартна печатна платка е монтирана като прасен гръб - така че това е доста бързо да се сглоби. Много по -просто от справянето с arduino и NRF24.

Въпреки че дизайнът е доста прост, ключът е да изберете правилния MOSFET с ниско R DS (включено) и V GS (th) под 3V. В eBay намерих IRLR7843 в корпус D-PAK за повърхностен монтаж. Така че е малък, но не твърде малък за запояване на ръка.

Електрическата схема трябва да се актуализира, тъй като падащият резистор за MOSFET-Gate липсва. Модулът работи без, но когато включите модула, LED лентата ще мига.

Ако искате да видите много по -професионален дизайн, отидете тук: Pixel Controller

Софтуерът беше съвсем прост в самото начало: четене на DMX пакет и извличане на съответната информация за конкретната LED лента. Това изискваше някои превключватели и джъмпери за конфигуриране на модул.

Когато се използва ESP8266, беше реализиран уеб сървър с администраторски интерфейс за конфигуриране на модула.

Софтуерът е актуализиран след всяко шоу, за да стане по -гъвкав, да увеличи отговорността и да позволи наблюдение. Всеки модул изпраща периодично данни към сървър на възел, така че мога да проверя дали цялото оборудване е готово като силата на WiFi сигнала, напрежението на батерията и състоянието на модула. В допълнение сървърът на възел може да нулира определен модул или да поиска актуализация на фърмуера.

Кодът за ESP модула е достъпен на github:

Стъпка 2: Монтиране на LED ленти

За тялото на актьора използваме палто с цип, за да можете лесно да се обличате преди шоуто.

Вместо директно закрепване на LED лентите, ние използвахме велкро ленти, които са пришити към палтото. Колегата е залепен към LED лентата.

В началото използвах конектори, за да прикрепя кабела към ивиците. Това беше наистина ненадеждно. и по същество всяка връзка се скъса поради различните движения на актьорите. Така че премахнах всички конектори и запоявах кабелите. Използването на точки за запояване в самия край на ивица излага връзката на механични движения. Поради това не запоявам кабелите в края на ивицата и фиксирам кабела с горещо лепило. Трябва да призная, че това не изглежда професионално, но публиката така или иначе няма да види това на тъмно.

На колелото модулът и батерията са просто фиксирани към спиците. До LED лентата има пластмасова лента, която поддържа хубав кръгъл кръг.

Стъпка 3: Захранване

LED лентите са проектирани да работят при 12V. Батериите при това напрежение са твърде големи, за да се монтират на колелото или седлото. Алтернатива беше 9V блокова батерия (PP3 / 6LR61). Напрежението все още е наред, но основният недостатък е времето, необходимо за смяна на всички батерии преди шоу, тъй като аз искам свежи батерии за събитие.

Накрая се преместих в LiPo:

LED лентите могат да работят при 8V. В зависимост от цвета, дори 7.8V може да работи.

Съответно имате нужда от LiPo батерия с 2 клетки - 2S. Напълно зареденото напрежение е 2 x 4.2 V = 8.4V

За моето приложение капацитет от 350mAh е достатъчен и размерът на батерията е достатъчно малък, за да се побере в стандартен корпус за 9V батерия, включително превключвател.

Избрах батерии с JST-XH конектор като щепсел за баланс и Mini JST за разрядния щепсел. Всички стандартни зарядни устройства могат да се справят с тези конектори.

Използвах стандартен корпус за 9V батерии с превключвател, за да монтирам батерията на едноколесния велосипед. Две батерии от същия тип могат да се зареждат едновременно с помощта на адаптер, свързващ две 2S клетки към 4S порт на зарядното устройство.

Стъпка 4: Създаване на шоуто

Има страхотна програма, осигуряваща истински прост, но мощен потребителски интерфейс: Vixen Lights. Всичко се прави чрез плъзгане и пускане и музиката се показва в хронологията. Разгледах някои професионални програми и преди, но тази е безплатна и предоставя всичко необходимо.

Първото нещо е да се дефинират различните LED ленти и да се създадат групи, така че е много по -лесно да се контролира определен набор от светлини, например: всички светлини, свързани към един драйвер. или всички колела.

По принцип избирате музиката и импортирате клипа във Vixen вкл. маркерите на ритъма.

Ефектите се приписват на елемент на дисплея и се променят по много начини.

Голяма помощ е инструментът за симулация, където можете да видите как ще изглежда сцената в реално време.

Накратко, програмата ще изпрати DMX данните към изходния контролер, който в моята настройка е многоадресен DMX сървър, работещ на Notebook. Модулът е свързан чрез WiFi / WLAN. Всеки светодиод се определя от DMX вселената, както и отклонението в пакета данни DM512.

Можете да намерите Vixen тук:

Стъпка 5: Шоуто

Хореографията е променяна много пъти. В допълнение към актьорите, бяха добавени DMX точки, както и прави LED ленти като предпазни светлини, когато сцената е повдигната. Всички те използват един и същ ESP модул и се контролират от Vixen.

Занапред мога да използвам LED ленти APA102, за да позволя по -сложни ефекти.

Това може да изисква използването на множество вселени, водещи до значима стъпка при актуализиране на софтуера, както и настройката на Vixen. Не съм сигурен дали искам да направя това, но е привлекателно.