Sistema di illuminazione per club con MadMapper e Teensy 3.2: 14 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Nel 2018 ho realizzato la prima versione di questo sistema di illuminazione per club a basso budget per una festa di Capodanno a Ramallah in Palestina con il mio collettivo The UNION, maggiori informazioni sulla storia e sul collettivo alla fine di questo articolo. Il sistema era basato su LED indirizzabili WS2812B funzionanti su un loop e alimentati da un Arduino Mega, l'effetto poteva essere modificato premendo un pulsante sulla console di controllo. Questa configurazione ha avuto alcuni problemi:

1. Non essere flessibile; c'era una quantità fissa di effetti pre-programmati e potevano essere cambiati manualmente interrompendo un loop
2. Il sistema era difficile da cambiare fisicamente e difficile da trasportare poiché tutti i cavi erano saldati per le lunghezze misurate
3. Il sistema non era sincronizzato al ritmo
4. Il sistema era fragile
5. Nessun controllo della luminosità
6. Difficile da risolvere/risolvere i problemi
7. La distanza massima senza interferenze di dati o notevole caduta di tensione era di 10 m dal Mikrocontroller e 4 m dall'alimentatore
8. Il numero massimo di LED era di 700 LED

Per questi motivi, abbiamo deciso di creare la versione 2.0 di questo sistema. Mi sono assicurato che quei problemi dovessero essere risolti avendo in mente i seguenti punti:

1. Facile da montare e smontare
2. Facile da usare da chiunque. Non vivo in Palestina dove viene utilizzato questo sistema. Pertanto, è principalmente gestito dal team dell'UNION quando non sono presente. Questo tutorial è anche per loro per risolvere i problemi e comprendere qualsiasi parte del sistema quando necessario.

3. Facile da riparare (quando necessario) da terze parti

4. Basso consumo energetico
5. Utilizza LED indirizzabili
6. Budget massimo 500€
7. Funziona su lunghe distanze con interferenze minime
8. Utilizza un software di Projection Mapping per sincronizzarlo con la musica/BPM, creare effetti con esso e utilizzarlo contemporaneamente con un proiettore per le immagini
9. Può essere configurato per oltre 1200 LED

Dopo lunghe ricerche ho trovato un documento da un software di mappatura di proiezione chiamato MadMapper che spiega come collegare un microcontrollore Teensy 3.2 con il software su Art-Net. Il file è allegato a questo collegamento dal sito Web MadMapper. Questo progetto è pensato per persone con una conoscenza sufficiente di microcontrollori (Teensy 3.2), LED indirizzabili, sistemi incorporati e conoscenze di base sull'utilizzo di Ethernet per trasferire dati. I link allegati potrebbero essere utili.

Non ho trovato molti progetti o documenti per un sistema di illuminazione utilizzato a tale scopo. Illuminare un club. Ecco perché ho deciso di creare il mio tutorial e condividerlo con qualsiasi clubber, maker o tecnico. Gratuito e open source per tutti. Spero di vedere le persone rifare e riproporre questo progetto per i propri usi nei propri spazi. Per favore contattami su [email protected] Se hai qualche domanda, vedi eventuali miglioramenti, informazioni errate o semplicemente vuoi saperne di più sul progetto, il collettivo, la scena dei club in Palestina.

Forniture

Materiali acquistati online (dalla Germania- Amazon e Cina- Banggood)

• 15m X WS2812b LED indirizzabili5m = 23,4€15m = 70,2€
• 1 X Scheda di sviluppo Teensy 3.21 = 27,9€
• 1 X OctoWS2811 Adattatore per Teensy 3.21 = 20.0€
• 1 X Alimentatore 5V 70A1 = 53,9€
• 15 X Cat6 / RJ45 Keystone Jack5 = 7,0 € 15 = 21,0 €
• 20 x XT60 connettore maschio femmina coppie10 = 10,6 € 20 = 21,2 €
• 1 x connettori di estensione del pin di estensione50 = 7,0 €

TOTALE: 228,2€

Materiali acquistati localmente (dalla Palestina - I prezzi potrebbero essere più alti che in Europa)

• 10 m X Cavo CAT 6 1 m = 0,5 € 10 m = 5,0 €
• Cavo CAT 6 maschio-maschio da 2 x 15 m 15 m = 9,0 € 30 m = 18,0 €
• Cavo CAT 6 maschio-maschio 3 x 1 m 1 m = 1,2 € 3 m = 3,6 €
• 1 x 5 m maschio a maschio cavo CAT 6 5 m = 6,0 €

• 30m X cavo elettrico solido doppio 16AWG isolato (Bassa Tensione- Alto Ampere) 1m = 0,7€ 30m = 21,0€

• 300 X Fascetta 300 = 15€
• 5 X profilo LED in alluminio con schermo Milky (2 m di lunghezza x 10 mm di altezza interna X 10 mm di larghezza interna) 1 = 9,5 € 5 = 47,5 €
• 5 X Cavo di sospensione in metallo (Kit) per appendere il profilo in alluminio al soffitto 1 = 4,25€ 5 = 21,25€
• 15 m X Nastro biadesivo in schiuma 5 m = 3,0 € 15 m = 9,0 €
• 1 X colla epossidica trasparente Gorilla1 = 3,7€
• 5 bastoncini per pistola per colla a caldo5 = 2.0€

TOTALE: 152.05€Strumenti:

• Saldatore da 70 W
• Stagno per saldatura da 50 g
• Saldatura Weck
• Ventola di saldatura
• Mano amica
• Tronchese
• Pistola spelafili
• Strumento di perforazione del cavo di rete
• Controller digitale Dot Starter Cap SK6812
• Strumento rotante
• Trapano a percussione
• Cacciavite motorizzato
• Pistola per colla a caldo
• Multimetro
• Un laptop con una buona grafica

Avevo la maggior parte degli strumenti, ho dovuto acquistare un paio di strumenti che mi sono costati quasi 40€. Se devi comprare tutto potrebbe costare 120-150€. Ho anche dovuto noleggiare il software di mappatura di proiezione MadMapper per un mese per 45 € tasse tedesche incluse. Potresti affittarlo per 3 mesi o un anno per un affare migliore. Se hai i soldi per farlo, acquista il software e supporta gli sviluppatori! Budget totale= 465,25€.

Passaggio 1: comprendi il tuo spazio e disegna un design

Se stai pianificando di ricostruire questo progetto per un club, un bar o anche la tua stanza, dovresti capirne la dinamica e abbozzare un progetto prima di acquistare uno qualsiasi dei materiali.

Punti a cui prestare attenzione durante la progettazione del sistema:

1. Quanto è grande lo spazio e quanta luce vuoi avere in questo spazio. Dipende da che spazio viene utilizzato.
2. La forma dello spazio. È una stanza quadratica? Ha un soffitto alto? Quante finestre ci sono se ce ne sono… eccetera
3. Nel caso di un club o di un bar, che tipo di musica ci sarà? Questo ti darà idee per il design generale
4. Non lasciare una grande distanza tra i LED l'uno dall'altro e/o i LED dall'alimentatore. Poiché stiamo lavorando sul trasferimento di dati ad alta frequenza, il segnale potrebbe essere distribuito su lunghe distanze. Allo stesso modo, quando si utilizza la bassa tensione (5V in questo caso) la caduta di tensione lungo la distanza del cavo aumenta drasticamente all'aumentare della distanza. Questo strumento mi ha aiutato a calcolare la caduta di tensione e mi ha aiutato a decidere quali cavi dovrei usare per alimentare i miei apparecchi a LED. Ho avuto una caduta di tensione del 7,5% quando ho utilizzato cavi da 12 AWG a 5 V con 7,2 A. Questo potrebbe essere violato aumentando la tensione dall'alimentatore stesso e ottenendo una maggiore caduta di tensione e una distanza maggiore. (Se aumentato a 7,5 V, un 14 AWG potrebbe fornire fino a 5,11 V a una distanza di 20 m). Trova quello che fa per te e usalo.

Nel nostro caso, abbiamo trovato una cucina sotto una piscina (sotterranea letteraria) che non funzionava in inverno. Abbiamo rimosso tutto da esso e abbiamo lasciato gli elettrodomestici che avrebbero aggiunto qualcosa all'estetica. Era lungo 9 m X 3 m di larghezza come mostrato nello schizzo. L'idea del design iniziale era di creare qualcosa che ti portasse verso il Dj e ti mettesse nel giro. La stanza a forma di rettangolo allungato, le piastrelle bianche della cucina sulle pareti e sul pavimento hanno contribuito a ispirare il design. Il risultato finale è stata una combinazione di lunghe strisce LED dritte e LED a forma di zig zag è stata scelta per il design finale. Sono stati utilizzati 5 punti luce. Ciascuno era lungo 2 metri. LED totali utilizzati-> 10 m a 60 psc per metro, il totale dei LED era di 600 LED.

L'alimentatore (PWR) è stato avvitato al soffitto al centro dello spazio per diminuire la caduta di tensione sui 5 apparecchi a LED.

Passaggio 2: raccogli le tue parti e prepara il tuo spazio di lavoro

Dopo aver disegnato uno schizzo e sapere quanti materiali avresti bisogno, prendi tutti i materiali (con gli extra) e inizia a prepararti per la tua costruzione. Questo passaggio è importante poiché potrebbe farti risparmiare un sacco di soldi se hai fatto bene la tua ricerca e ridurrai al minimo i materiali inutilizzati. Acquista sempre il tuo microcontrollore dal suo produttore e tutte le parti ad esso collegate. È l'unica fonte affidabile. Ho scelto il Teensy 3.2 per questo progetto come il cervello dell'intero sistema a causa della memoria flash relativamente grande di 256 Kb, 64 Kb di RAM, velocità di clock di 72 MHz (importante per il funzionamento di ART-NET). Teensy 3.6, 4 o LC potrebbero essere utilizzati per questo progetto, ma suggerisco di attenersi a 3.2 o 3.1. Specialmente se utilizzerai l'adattatore OctoWS2811.

Quando si tratta di LED indirizzabili, ho scelto il WS2812B poiché erano l'opzione più economica rispetto a ciò che offrono. Puoi controllare ogni colore LED (RGB) individualmente. Esegue solo 1 cavo dati per l'intera linea e utilizza 5V. È difficile trovare alimentatori a 5V, specialmente quelli che hanno 40+Ampere. Verifica la sua disponibilità localmente prima di procedere. Se utilizzi un numero diverso di LED, puoi calcolare quanto dovrebbe essere grande il tuo alimentatore. Funzionando a 5 V, un LED WS2182B assorbe 60 mA (20 mA verde, 20 mA rosso, 20 mA blu) quando funziona a piena luminosità. Fare i conti; 100 LED assorbono un massimo di 6A. Nel nostro caso, abbiamo utilizzato 600LED espandibili a 1200LED, il che significa che era necessario un alimentatore da 70A (60mA X 1200LEDs =72A). L'acquisto dei LED è un po' complicato. Sono piuttosto popolari ora e molte grandi vendite al dettaglio forniscono i LED a un prezzo economico. Ho scoperto che Aliexpress era una fonte affidabile quando si trattava di quanto costava. BTF Lighting fornisce LED davvero belli, con cui non ho avuto problemi. Tuttavia, sono relativamente più espansivi da Amazon o ebay rispetto a Aliexpress.

Ho usato i cavi Ethernet per trasferire i dati tra Teensy e gli apparecchi e tra gli apparecchi l'uno con l'altro. Ciò è stato fatto per i seguenti motivi: 1) il montaggio/smontaggio dell'intero sistema diventa molto più semplice 2) La perdita di dati diminuisce le lunghe distanze. Con i cavi ethernet, è possibile collegare l'ultimo punto LED a circa 50 m di distanza dal microcontrollore 3) compatibile con l'adattatore OctoWS2811 come mostrato nell'immagine Per rendere possibile questa connessione è stato utilizzato il jack Keystone RJ45 Cat6. Dopo aver pianificato tutto e aver preso i materiali, assicurati di avere uno spazio di lavoro bello e pulito per rendere più facile e agevole tutta la saldatura e la costruzione.

Passaggio 3: il cervello del sistema-Adattatore Teensy 3.2 e OctoWS2811

"caricamento = "pigro"

Ecco che arriva la parte più interessante. Dopo aver caricato il codice su teensy, collegalo al tuo laptop e apri MadMapper. Dopo aver eseguito MadMapper e aver inserito il tuo numero di serie, segui questi passaggi:

1. Apri un nuovo progetto
2. Vai su strumenti -> preferenze
3. Seleziona DMXout -> ArtNet
4. Imposta dispositivi LED -> quindi Teensy dovrebbe apparire, selezionalo
5. Aggiungi nuova luce dall'angolo in basso a sinistra "+"
6. Modifica le impostazioni in base a come stai configurando il tuo sistema. Scelgo di dare a ogni linea LED un universo in modo che tutti possano avere il canale iniziale 1 e il conteggio dei canali è fondamentalmente quanti byte hai per ogni linea (360 nel mio caso; 120 LED in una linea X 3 colori "RGB" =360). Per ogni riga c'era un output diverso. Quindi la linea di uscita è in ordine crescente (da 0 a X). Il canale di uscita si somma a quanti byte hai in un canale + tutti gli altri byte che hai definito. Tutti si sommano in modo che ArtNet possa assegnare quei byte al LED giusto. Se stai utilizzando un controller USB DMX aggiuntivo, assicurati di non dimenticare i canali che utilizzerebbe. Prova ad assegnarlo a un universo diverso da quelli utilizzati.
7. Vai a Bulb sign, crea una nuova fixture cliccando sulla figura sotto DMX+ e rinominala
8. Vai a modificare e scrivere la quantità di LED che dovrebbe essere assegnata a questo canale e l'ordine dei colori (RGB O GRB ecc.)
9. Salva le impostazioni del proiettore e assegnalo a una luce dal menu a sinistra
10. Aggiungi tutti i LED che utilizzerai. Assicurati di cambiare gli universi di conseguenza
11. Raggruppa tutte le partite
12. Ridimensionarli e adattarli a come li posizionerai nella vita reale
13. GIOCA CON IL SOFTWARE

Il software è molto divertente e versatile, gioca con l'ingresso audio, aggiungi video, ecc. Ecco la tua parte creativa;)

Passaggio 13: assembla tutto ed esegui il tuo primo test

Dopo aver giocato con MadMapper per un po', è il momento di prendere i dispositivi LED, il controller e il laptop con MadMapper e fare un giro di prova nella sede. Purtroppo non ho avuto abbastanza tempo per scattare molte foto per questo Ultimo pezzo perché eravamo in ritardo sul programma. Ho iniziato posando gli apparecchi a LED sul pavimento come nello schizzo li ho collegati con un cavo CAT6 da 1 m tra gli apparecchi a zig zag e un cavo CAT6 da 5 m tra i due apparecchi laterali. Le apparecchiature laterali ricevevano il segnale dal microcontrollore tramite un cavo CAT6 di 15 m collegato direttamente all'adattatore OctoWS2811 e anche allo zig zag. I cavi di alimentazione sono stati collegati anche all'alimentatore e agli apparecchi tramite i connettori XT60. Non importa da quale lato fornisci l'alimentazione al tuo apparecchio (sinistra o destra), l'elettricità scorrerà attraverso la striscia LED purché sia più corta di 2,5 m. Collega prima l'alimentatore, quindi il cavo micro usb dal Teensy al laptop e apri Madmapper. Prova le luci e mappale di conseguenza. Una volta che tutto funziona, montare i dispositivi al soffitto e all'alimentatore come nello schizzo. far passare tutti i cavi sopra i corpi illuminanti per evitare cavi pendenti e mani ondulate dei ballerini che li toccano. Il tuo FATTO! Congratulazioni! ora imposta alcune domande e sarai pronto per organizzare una festa con il nuovo sistema di illuminazione!

Fase 14: scena musicale sotterranea della Palestina

Questo sistema di illuminazione è stato realizzato per la festa di Capodanno dell'UNION 2020. Union è un organismo collettivo che riunisce gli sforzi degli artisti che costruiscono la scena della musica elettronica in Palestina. Creare una solida base e una rete fiorente per le menti creative che prendono parte alla costruzione della scena musicale elettronica palestinese. Spingendo verso eventi più grandi, collaborazioni internazionali da tutto il mondo e creando festival musicali annuali in Palestina.

Da un paio d'anni, la scena musicale underground in Palestina è cresciuta in modo esponenziale, tuttavia, trovare un locale è sempre stato un grosso problema. Perché semplicemente non ce n'erano. Le feste erano sempre piccole e si facevano nelle case o negli hotel. Capisci perché non ha senso, non è una festa Techno in un hotel a 5 stelle con persone vestite di nero che vanno a una festa techno e altre in completo che vanno a una riunione. Quindi due anni fa abbiamo deciso che era necessario un vero locale con un sistema audio, un sistema di illuminazione e un pubblico adeguati. Ho usato alcune delle mie conoscenze di base su Arduino e sull'elettronica che ho avuto negli anni da un campo estivo a cui insegnavo all'università per costruire il sistema di illuminazione. All'epoca frequentavo ancora il primo semestre della mia laurea in ingegneria elettrica a Berlino, alcuni professori sono stati così gentili da aiutarmi quando ne avevo bisogno. Dopo settimane di progettazione, ricerca di prototipi e programmazione, ho realizzato un sistema di illuminazione di base utilizzando 10 m dei famosi LED indirizzabili WS2812b e un mega Arduino. Ho programmato l'Arduino con un loop "stupido" che continua a eseguire il loop senza sincronizzarsi con la musica o il BPM. Non aveva nemmeno il controllo della luminosità o del colore, c'era solo un pulsante per cambiare l'effetto. e questa era la versione 2.0 del sistema di illuminazione. Si prega di notare che sono ancora uno studente di ingegneria elettrica, quindi eventuali informazioni errate o mancanti potrebbero essere presenti per errore. Per favore fatemi sapere se vedete qualcosa di simile, o semplicemente avete una domanda, un miglioramento, volete condividere il vostro design o criticare qualcosa. Questo Instructables sarà elencato nel concorso Make it Glow.

Guarda questo documentario dal locale caldaia o questo set da SAMA' per saperne di più sulla fiorente scena techno in Palestina.