Spettacolo di luci a LED monociclo: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

I miei figli sono appassionati di monociclo. Una volta è nata l'idea di aggiungere luci per uno spettacolo evento. Aggiungere alcune luci sarebbe già bello ma ispirato ad altri giochi di luci, le luci dovrebbero essere sincronizzate con la musica.

È stata un'avventura ma una grande esperienza di apprendimento occuparsi di nuovi elementi come LiPo, DMX, cavi EL, strisce LED, moduli RF ecc.

Il primo pensiero è stato quello di programmare tutto nell'unità di controllo di una striscia.

L'ho ignorato per due motivi:

1) Con tre attori (più tardi saranno 5), hai 3x3=9 centraline. Per qualsiasi aggiornamento, devi aggiornare tutte le schede. Durante lo spettacolo, devi trovare un modo per sincronizzare i moduli.

2) Il mio argomento principale per l'utilizzo di un mittente non è tecnico: i bambini dovrebbero essere in grado di creare e aggiornare lo spettacolo senza di me. Immagina quanti ritocchi vengono fatti prima che la coreografia sia finita

L'architettura attuale ha fondamentalmente tre elementi:

- Notebook Windows con Vixen 3

- Mittente: router wireless standard

- Ricevitore: ESP8266 + driver MOSFET + strisce LED + LiPo 2S

Il primo tentativo era basato su arduino Nano e NRF24. Dopo alcuni eventi, ho dovuto superare alcune limitazioni e sono passato a ESP8266 in quanto ciò fornisce molta più flessibilità.

Passaggio 1: modulo ricevitore

I moduli sono basati su schede NodeLua. Ho iniziato a progettare i miei PCB, ma questi moduli sono così economici e sono dotati di regolatore di tensione integrato, che è necessario quando si utilizza la stessa batteria anche per la striscia LED.

Per completare l'hardware è sufficiente aggiungere il driver composto da due resistori e un MOSFET per colore. Per il monitoraggio della carica della batteria vengono utilizzati altri due resistori. Un PCB standard è montato come piggy back, quindi è abbastanza veloce assemblarlo. Molto più semplice che avere a che fare con un arduino e un NRF24.

Sebbene il design sia piuttosto semplice, la chiave è selezionare il MOSFET giusto con un basso R DS (on) e V GS (th) al di sotto di 3V. Su eBay ho trovato l'IRLR7843 in una custodia D-PAK per montaggio superficiale. Quindi è piccolo ma non troppo piccolo per la saldatura a mano.

Lo schema del circuito deve essere aggiornato poiché manca la resistenza di pull-down per il MOSFET-Gate. Il modulo funziona senza, ma quando si accende il modulo, la striscia LED lampeggia.

Se vuoi vedere un design molto più professionale vai qui: Pixel Controller

Il software era abbastanza semplice all'inizio: leggere un pacchetto DMX e recuperare le informazioni rilevanti per la specifica striscia LED. Ciò ha richiesto alcuni interruttori e ponticelli per configurare un modulo.

Quando si utilizza ESP8266, è stato implementato un server Web con un'interfaccia di amministrazione per configurare il modulo.

Il software è stato aggiornato dopo ogni spettacolo al fine di diventare più flessibile, aumentare la responsabilità e consentire il monitoraggio. Ogni modulo invia periodicamente dati a un server nodo, quindi sono in grado di verificare se l'intera apparecchiatura è pronta come la potenza del segnale WiFi, la tensione della batteria e lo stato del modulo. Inoltre, il server del nodo è in grado di ripristinare un determinato modulo o richiedere un aggiornamento del firmware.

Il codice per il modulo ESP è disponibile su github:

Passaggio 2: montaggio delle strisce LED

Per il corpo dell'attore usiamo un cappotto con cerniera in modo da potervi vestire facilmente prima dello spettacolo.

Invece di attaccare direttamente le strisce LED, abbiamo usato cinghie in velcro che sono cucite al cappotto. La controparte è incollata alla striscia LED.

All'inizio ho utilizzato dei connettori per collegare il cavo alle strisce. Questo era davvero inaffidabile. e praticamente ogni connessione si è interrotta a causa dei vari movimenti degli attori. Quindi ho rimosso tutti i connettori e saldato i cavi. L'uso dei punti di saldatura all'estremità di una striscia espone la connessione a movimenti meccanici. Per questo motivo non sto saldando i cavi all'estremità della striscia e fissando il cavo con la colla a caldo. Devo ammettere che questo non sembra professionale, ma il pubblico non lo vedrà comunque al buio.

Sulla ruota, il modulo e la batteria sono semplicemente fissati ai raggi. Accanto alla striscia LED c'è una striscia di plastica per sostenere un bel cerchio rotondo.

Passaggio 3: alimentazione

Le strisce LED sono progettate per funzionare a 12V. Le batterie a questa tensione sono troppo grandi per essere montate sulla ruota o sulla sella. Un'alternativa era una batteria a blocco da 9 V (PP3 / 6LR61). La tensione è ancora ok, ma lo svantaggio principale è il tempo necessario per sostituire tutte le batterie prima di uno spettacolo, poiché voglio batterie nuove per un evento.

Alla fine sono passato a LiPo:

Le strisce LED possono funzionare a 8V. A seconda del colore, potrebbero funzionare anche 7,8V.

Di conseguenza è necessaria una batteria LiPo con 2 celle - 2S. A piena carica la tensione è 2 x 4,2 V = 8,4 V

Per la mia applicazione è sufficiente una capacità di 350 mAh e la dimensione della batteria è abbastanza piccola da poter essere inserita in un alloggiamento standard per una batteria da 9 V incluso un interruttore.

Ho scelto batterie con connettore JST-XH come spina di bilanciamento e Mini JST per la spina di scarica. Tutti i caricabatterie standard possono gestire questi connettori.

Ho usato un alloggiamento standard per batterie da 9V con un interruttore per montare la batteria sul monociclo. È possibile caricare contemporaneamente due batterie dello stesso tipo utilizzando un adattatore che collega due celle 2S a una porta 4S del caricabatterie.

Passaggio 4: creazione dello spettacolo

C'è un fantastico programma che fornisce un'interfaccia utente davvero semplice ma potente: Vixen Lights. Tutto viene fatto tramite drag and drop e la musica viene mostrata nella timeline. Ho già visto alcuni programmi professionali, ma questo è gratuito e fornisce tutto ciò di cui ho bisogno.

La prima cosa è definire le diverse strisce LED e creare gruppi, quindi è molto più semplice controllare un set di luci specifico, ad esempio: tutte le luci collegate a un driver. o tutte le ruote.

In generale selezioni la musica e importi la clip in Vixen incl. i marcatori di battuta.

Gli effetti sono assegnati a un elemento di visualizzazione e possono essere modificati in molti modi.

Un grande aiuto è lo strumento di simulazione dove puoi vedere come apparirà la scena in tempo reale.

In poche parole, il programma invierà i dati DMX al controller di uscita che è nella mia configurazione un server DMX multicast in esecuzione sul notebook. I moduli sono collegati tramite WiFi/WLAN. Ogni LED è determinato dall'universo DMX e dall'offset all'interno del pacchetto dati DM512.

Puoi trovare Vixen qui:

Passaggio 5: lo spettacolo

La coreografia è stata modificata molte volte. Oltre agli attori, sono stati aggiunti spot DMX e strisce LED dritte come luci di sicurezza ogni volta che il palco è sollevato. Tutti utilizzano lo stesso modulo ESP e sono controllati da Vixen.

In futuro potrei utilizzare strisce LED APA102 per consentire effetti più sofisticati.

Ciò potrebbe richiedere l'utilizzo di più universi che portano a una significativa funzione di passaggio nell'aggiornamento del software e nella configurazione di Vixen. Non sono sicuro di volerlo fare, ma è interessante.