Monocicle LED Lightshow: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Als meus fills els apassiona muntar monocicle. Un cop va néixer la idea d’afegir llums per a un esdeveniment d’espectacle. Afegir alguns llums ja seria genial, però inspirat en altres demostracions de llums, els llums s’haurien de sincronitzar amb la música.

Va ser tota una aventura, però una gran experiència d'aprenentatge tractant de nous elements com LiPo, DMX, fil EL, ratlles LED, mòduls RF, etc.

El primer pensament va ser programar-ho tot a la unitat de control d'una franja.

He ignorat això per dos motius:

1) Amb tres actors (més endavant seran 5), teniu 3x3 = 9 unitats de control. Per a qualsevol actualització, heu d'actualitzar tots els taulers. Durant el programa, heu de trobar una manera de sincronitzar els mòduls.

2) El meu principal argument per utilitzar un remitent no és tècnic: els nens haurien de ser capaços de crear i actualitzar el programa sense mi. Imagineu quants ajustaments es fan fins que s’acaba la coreografia

L’arquitectura actual té bàsicament tres elements:

- Portàtil de Windows amb Vixen 3

- Remitent: enrutador sense fils estàndard

- Receptor: ESP8266 + controlador MOSFET + ratlles LED + LiPo 2S

El primer intent es va basar en l’arduino Nano i NRF24. Després d'alguns esdeveniments, vaig haver de superar algunes limitacions i vaig passar a ESP8266, ja que això proporcionava molta més flexibilitat.

Pas 1: mòdul del receptor

Els mòduls es basen en les plaques NodeLua. Vaig començar a dissenyar els meus propis PCB, però aquests mòduls són tan econòmics i vénen amb regulador de voltatge integrat, que també necessiteu per utilitzar la mateixa bateria per a la banda LED.

Per completar el maquinari, només cal afegir el controlador format per dues resistències i un MOSFET per color. Per controlar la potència de la bateria, s’utilitzen dues resistències més. Un PCB estàndard està muntat com a piggy back, de manera que és bastant ràpid aconseguir que es muntin. Molt més senzill que tractar amb un arduino i un NRF24.

Tot i que el disseny és bastant senzill, la clau és seleccionar el MOSFET adequat que tingui un DS baix (activat) i un V GS (un) inferior a 3V. A eBay vaig trobar la IRLR7843 en una carcassa D-PAK per a muntatge superficial. Per tant, és petit però no massa petit per soldar a mà.

Cal actualitzar el diagrama de circuits ja que falta la resistència desplegable del MOSFET-Gate. El mòdul funciona sense, però quan l’engegueu, la banda LED parpellejarà.

Si voleu veure un disseny molt més professional, aneu aquí: Pixel Controller

El programa era bastant senzill al principi: llegir un paquet DMX i recuperar la informació rellevant per a la banda LED específica. Això requeria alguns commutadors i ponts per configurar un mòdul.

En utilitzar ESP8266, es va implementar un servidor web amb una interfície d'administració per configurar el mòdul.

El programari s'ha actualitzat després de cada programa per tal de ser més flexible, augmentar la responsabilitat i permetre el control. Tots els mòduls envien dades periòdicament a un servidor de nodes, de manera que puc comprovar si tot l'equip està preparat, com ara la intensitat del senyal WiFi, la tensió de la bateria i l'estat del mòdul. A més, el servidor de nodes pot restablir un mòdul determinat o sol·licitar una actualització del firmware.

El codi per al mòdul ESP està disponible a github:

Pas 2: muntatge de ratlles LED

Per al cos de l'actor, fem servir un abric amb cremallera perquè pugueu vestir-vos fàcilment abans de l'espectacle.

En lloc d’adherir directament les ratlles LED, hem utilitzat corretges de velcro que es cusen a la capa. La contrapartida està enganxada a la banda LED.

Al principi he utilitzat connectors per fixar el cable a les ratlles. Això era realment poc fiable. i bàsicament cada connexió es va trencar a causa dels diversos moviments dels actors. Així que vaig treure tots els connectors i vaig soldar els cables. L’ús dels punts de soldadura al final d’una franja exposa la connexió a moviments mecànics. A causa d'això, no estic soldant els cables al final de la banda i fixant el cable amb cola calenta. He de reconèixer que això no sembla professional, però l'audiència no ho veurà a les fosques de totes maneres.

A la roda, el mòdul i la bateria es fixen simplement als radis. Al costat de la franja LED hi ha una franja de plàstic que suporta un bonic cercle rodó.

Pas 3: font d'alimentació

Les ratlles LED estan dissenyades per funcionar a 12V. Les bateries a aquesta tensió són massa grans per muntar-les a la roda o al selló. Una alternativa era una bateria de bloc de 9V (PP3 / 6LR61). El voltatge continua bé, però l’inconvenient principal és el temps necessari per canviar totes les piles abans d’un espectacle, ja que vull bateries noves per a un esdeveniment.

Finalment, em vaig mudar a LiPo:

Les ratlles LED poden funcionar a 8V. Depenent del color, fins i tot els 7,8V podrien funcionar.

Per tant, necessiteu una bateria LiPo amb 2 cèl·lules - 2S. Totalment carregada, la tensió és de 2 x 4,2 V = 8,4V

Per a la meva aplicació, una capacitat de 350 mAh és suficient i la mida de la bateria és prou petita per encabir-la en una carcassa estàndard per a una bateria de 9V que inclou un interruptor.

He triat bateries amb un connector JST-XH com a endoll d'equilibri i Mini JST per al endoll de descàrrega. Tots els carregadors estàndard poden gestionar aquests connectors.

He utilitzat una carcassa estàndard per a bateries de 9V amb un interruptor per muntar la bateria al monocicle. Es poden carregar dues bateries del mateix tipus alhora mitjançant un adaptador que connecta dues cel·les 2S a un port 4S al carregador.

Pas 4: Creació del programa

Hi ha un programa increïble que proporciona una interfície d’usuari senzilla però potent: Vixen Lights. Tot es fa mitjançant arrossegar i deixar anar i la música es mostra a la línia de temps. Abans he vist alguns programes professionals, però aquest és gratuït i em proporciona tot el que necessito.

El primer és definir les diferents ratlles LED i crear grups, de manera que és molt més senzill controlar un conjunt de llum específic, per exemple: totes les llums connectades a un controlador. o totes les rodes.

En general, seleccioneu la música i importeu el clip a Vixen incl. els marcadors de ritme.

Els efectes s’assignen a un element de visualització i es poden modificar de moltes maneres.

Una eina de gran ajuda és l’eina de simulació on podeu veure l’aspecte de l’escena en temps real.

En poques paraules, el programa enviarà les dades DMX al controlador de sortida que hi ha a la meva configuració un servidor DMX multidifusió que s’executa al portàtil. El mòdul es connecta mitjançant WiFi / WLAN. Tots els LED estan determinats per l’univers DMX i el desplaçament del paquet de dades DM512.

Podeu trobar Vixen aquí:

Pas 5: el programa

La coreografia s’ha modificat moltes vegades. A més dels actors, s’han afegit punts DMX, a més de franges LED rectes i llums de seguretat sempre que s’alça l’escenari. Tots ells fan servir el mateix mòdul ESP i estan controlats per Vixen.

En el futur puc utilitzar ratlles LED APA102 per permetre efectes més sofisticats.

Això pot requerir l'ús de diversos universos que condueixen a una funció de pas significativa en l'actualització del programari, així com en la configuració de Vixen. No estic segur de si vull fer això, però és atractiu.