Jednokolka LED světelná show: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Moje děti jsou vášnivé pro jízdu na jednokolce. Jakmile se zrodil nápad přidat světla na výstavní akci. Přidání některých světel by již bylo skvělé, ale inspirováno jinými světelnými show, světla by měla být synchronizována s hudbou.

Byla to docela zábava, ale skvělá zkušenost s výukou nových položek, jako jsou LiPo, DMX, EL-wire, LED proužky, RF moduly atd.

Úplně první myšlenkou bylo naprogramovat vše do řídicí jednotky jednoho pruhu.

Ignoroval jsem to ze dvou důvodů:

1) Se třemi herci (později bude 5) máte 3x3 = 9 řídících jednotek. Pro jakoukoli aktualizaci musíte aktualizovat všechny desky. Během show musíte najít způsob, jak synchronizovat moduly.

2) Můj hlavní argument pro použití jednoho odesílatele není technický: Děti by měly mít možnost vytvářet a aktualizovat show beze mě. Jen si představte, kolik vylepšení je hotových, dokud není choreografie hotová

Současná architektura má v zásadě tři prvky:

- Notebook Windows s Vixen 3

- Odesílatel: standardní bezdrátový router

- Přijímač: ESP8266 + ovladač MOSFET + LED pruhy + LiPo 2S

První pokus byl založen na arduino Nano a NRF24. Po některých událostech jsem musel překonat některá omezení a přesunout se na ESP8266, protože to poskytovalo mnohem větší flexibilitu.

Krok 1: Modul přijímače

Moduly jsou založeny na deskách NodeLua. Začal jsem navrhovat vlastní desky plošných spojů, ale tyto moduly jsou tak levné a přicházejí s integrovaným regulátorem napětí, který potřebujete při použití stejné baterie i pro LED pásek.

K dokončení hardwaru stačí přidat ovladač skládající se ze dvou rezistorů a jednoho MOSFETu na barvu. Pro sledování výkonu baterie jsou použity další dva odpory. Standardní deska plošných spojů je namontována jako zadní část - takže je velmi rychlé ji sestavit. Mnohem jednodušší než jednání s arduino a NRF24.

Ačkoli je design velmi jednoduchý, klíčem je vybrat správný MOSFET s nízkým R DS (zapnuto) a V GS (th) pod 3V. Na eBay jsem našel IRLR7843 v pouzdru D-PAK pro povrchovou montáž. Je tedy malý, ale ne příliš malý na ruční pájení.

Schéma zapojení je třeba aktualizovat, protože stahovací odpor pro bránu MOSFET chybí. Modul funguje bez, ale když modul zapnete, LED pruh začne blikat.

Pokud chcete vidět mnohem profesionálnější design, přejděte sem: Pixel Controller

Software byl na začátku docela jednoduchý: čtení balíčku DMX a získání příslušných informací pro konkrétní pruh LED. To vyžadovalo některé přepínače a propojky ke konfiguraci modulu.

Při použití ESP8266 byl ke konfiguraci modulu implementován webový server s rozhraním pro správu.

Software byl aktualizován po každé show, aby byl flexibilnější, zvýšil odpovědnost a umožnil monitorování. Každý modul periodicky odesílá data na uzlový server, takže mohu zkontrolovat, zda je celé zařízení připraveno, jako je síla signálu WiFi, napětí baterie a stav modulu. Kromě toho je uzlový server schopen resetovat určitý modul nebo požádat o aktualizaci firmwaru.

Kód pro modul ESP je k dispozici na github:

Krok 2: Montáž LED pásků

Na tělo herce používáme kabát se zapínáním na zip, abyste se mohli před představením snadno obléknout.

Namísto přímého připevnění LED pruhů jsme použili pásky na suchý zip, které jsou prošité na kabát. Protějšek je nalepen na LED pásek.

Na začátku jsem použil konektory pro připojení kabelu k pruhům. To bylo opravdu nespolehlivé. a v podstatě každé spojení prasklo kvůli různým pohybům herců. Odstranil jsem tedy všechny konektory a kabely připájel. Použití pájecích bodů na samém konci pruhu vystavuje spojení mechanickým pohybům. Z tohoto důvodu nepájím kabely na konci pruhu a kabel neopravuji horkým lepidlem. Musím přiznat, že to nevypadá profesionálně, ale obecenstvo to stejně ve tmě neuvidí.

Na kole jsou modul a baterie jednoduše připevněny k paprskům. Vedle LED pásku je plastový proužek na podporu pěkného kulatého kruhu.

Krok 3: Napájení

LED pásky jsou navrženy pro provoz na 12V. Baterie s tímto napětím jsou příliš velké na to, aby byly namontovány na kolo nebo sedlo. Alternativou byla 9V bloková baterie (PP3 / 6LR61). Napětí je stále v pořádku, ale hlavní nevýhodou je čas potřebný na výměnu všech baterií před show, protože na akci chci nové baterie.

Nakonec jsem přešel na LiPo:

LED pásky mohou pracovat na 8V. V závislosti na barvě by mohlo fungovat i 7,8 V.

Proto potřebujete baterii LiPo se 2články - 2S. Plně nabité napětí je 2 x 4,2 V = 8,4V

Pro moji aplikaci stačí kapacita 350 mAh a velikost baterie je dostatečně malá, aby se vešla do standardního pouzdra pro 9V baterii včetně vypínače.

Vybral jsem baterie s konektorem JST-XH jako vyvažovací zástrčkou a Mini JST pro vypouštěcí zástrčku. Všechny standardní nabíječky zvládnou tyto konektory.

K montáži baterie na jednokolce jsem použil standardní pouzdro pro 9V baterie s vypínačem. Dvě baterie stejného typu lze nabíjet současně pomocí adaptéru spojujícího dva články 2S s portem 4S na nabíječce.

Krok 4: Vytvoření show

Existuje úžasný program poskytující skutečně jednoduché, ale výkonné uživatelské rozhraní: Vixen Lights. Vše se provádí přetažením a hudba se zobrazí na časové ose. Už jsem se podíval na některé profesionální programy, ale tento je zdarma a poskytuje vše, co potřebuji.

Úplně první věcí je definovat různé pruhy LED a vytvářet skupiny, takže je mnohem jednodušší ovládat konkrétní sadu světel, např.: všechna světla připojená k jednomu ovladači. nebo všechna kola.

Obecně vyberete hudbu a importujete klip do Vixen vč. značky úderů.

Efekty jsou přiřazeny zobrazovacímu prvku a lze je měnit mnoha způsoby.

Velkou pomocí je simulační nástroj, kde můžete vidět, jak bude scéna vypadat v reálném čase.

Stručně řečeno, program odešle data DMX do výstupního řadiče, který je v mém nastavení multicastovým serverem DMX běžícím na notebooku. Moduly jsou připojeny přes WiFi / WLAN. Každá LED je určena vesmírem DMX a také ofsetem v datovém balíčku DM512.

Vixen najdete zde:

Krok 5: Show

Choreografie byla mnohokrát upravena. Kromě herců byly přidány DMX-spoty a také přímé LED pruhy jako bezpečnostní světla, kdykoli je pódium vyvýšeno. Všechny používají stejný modul ESP a jsou řízeny společností Vixen.

Do budoucna mohu využít LED pruhy APA102, které umožní propracovanější efekty.

To může vyžadovat použití více vesmírů vedoucích k významné krokové funkci při aktualizaci softwaru i nastavení Vixen. Nejsem si jistý, jestli to chci udělat, ale je to přitažlivé.