Lightshow LED Unicycle: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Anak-anak saya bersemangat untuk mengendarai sepeda roda satu. Begitu lahir ide untuk menambah lampu untuk acara acara. Menambahkan beberapa lampu akan menjadi keren tetapi terinspirasi oleh pertunjukan cahaya lainnya, lampu harus disinkronkan dengan musik.

Itu cukup petualangan tetapi pengalaman belajar yang luar biasa berurusan dengan item baru seperti LiPo, DMX, EL-wire, strip LED, modul RF, dll.

Pikiran pertama adalah memprogram semuanya ke dalam unit kontrol satu garis.

Saya telah mengabaikan ini karena dua alasan:

1) Dengan tiga aktor (nantinya 5), Anda memiliki 3x3=9 unit kontrol. Untuk pembaruan apa pun, Anda harus memperbarui semua papan. Selama pertunjukan, Anda perlu menemukan cara untuk menyinkronkan modul.

2) Argumen utama saya untuk menggunakan satu pengirim bukanlah argumen teknis: Anak-anak harus dapat membuat dan memperbarui pertunjukan tanpa saya. Bayangkan berapa banyak tweak yang dilakukan sampai koreografi selesai

Arsitektur saat ini pada dasarnya memiliki tiga elemen:

- Notebook Windows dengan Vixen 3

- Pengirim: router nirkabel standar

- Penerima: ESP8266 + driver MOSFET + Strip LED + LiPo 2S

Upaya pertama didasarkan pada arduino Nano dan NRF24. Setelah beberapa kejadian, saya harus mengatasi beberapa batasan dan pindah ke ESP8266 karena ini memberikan lebih banyak fleksibilitas.

Langkah 1: Modul Penerima

Modul didasarkan pada Papan NodeLua. Saya mulai merancang PCB saya sendiri tetapi modul ini sangat murah dan dilengkapi dengan pengatur tegangan terintegrasi, yang Anda perlukan saat menggunakan baterai yang sama untuk strip LED juga.

Untuk menyelesaikan perangkat keras, Anda hanya perlu menambahkan driver yang terdiri dari dua resistor dan satu MOSFET per warna. Untuk memantau daya baterai, dua resistor lain digunakan. PCB standar dipasang sebagai piggy back - jadi cukup cepat untuk merakitnya. Jauh lebih sederhana daripada berurusan dengan arduino dan NRF24.

Meskipun desainnya cukup sederhana, kuncinya adalah memilih MOSFET yang tepat yang memiliki R DS (on) dan V GS(th) yang rendah di bawah 3V. Di eBay saya menemukan IRLR7843 di rumah D-PAK untuk pemasangan di permukaan. Jadi kecil tapi tidak terlalu kecil untuk disolder dengan tangan.

Diagram rangkaian perlu diperbarui karena resistor pull-down untuk Gerbang MOSFET tidak ada. Modul bekerja tanpa, tetapi ketika Anda menyalakan modul, strip LED akan berkedip.

Jika Anda ingin melihat desain yang jauh lebih profesional, buka di sini: Pixel Controller

Perangkat lunak ini cukup sederhana di awal: membaca paket DMX dan mengambil informasi yang relevan untuk strip LED tertentu. Ini membutuhkan beberapa sakelar dan jumper untuk mengkonfigurasi modul.

Saat menggunakan ESP8266, server web dengan antarmuka admin diimplementasikan untuk mengonfigurasi modul.

Perangkat lunak telah diperbarui setelah setiap pertunjukan agar lebih fleksibel, meningkatkan tanggung jawab, dan memungkinkan pemantauan. Setiap modul mengirimkan data secara berkala ke server node, jadi saya dapat memeriksa apakah seluruh peralatan sudah siap seperti kekuatan sinyal WiFi, tegangan baterai, dan status modul. Selain itu, server node dapat mereset modul tertentu atau meminta pembaruan firmware.

Kode untuk modul ESP tersedia di github:

Langkah 2: Memasang Garis LED

Untuk tubuh aktor kami menggunakan mantel dengan ritsleting sehingga Anda dapat dengan mudah berdandan sebelum pertunjukan.

Alih-alih memasang garis-garis LED secara langsung, kami menggunakan tali pengikat velcro yang dijahit ke mantel. Rekanannya terpaku pada strip LED.

Pada awalnya saya telah menggunakan konektor untuk memasang kabel ke strip. Ini benar-benar tidak bisa diandalkan. dan pada dasarnya setiap koneksi terputus karena berbagai gerakan aktor. Jadi saya melepas semua konektor dan menyolder kabelnya. Menggunakan titik-titik solder di bagian paling ujung garis memperlihatkan koneksi ke gerakan mekanis. Karena ini saya tidak menyolder kabel di ujung strip dan memperbaiki kabel dengan lem panas. Saya harus mengakui bahwa ini tidak terlihat profesional tetapi penonton tidak akan melihat ini dalam kegelapan.

Pada roda, modul dan baterai hanya dipasang pada jari-jari. Di sebelah strip LED adalah strip plastik untuk mendukung lingkaran bundar yang bagus.

Langkah 3: Catu Daya

Strip LED dirancang untuk beroperasi pada 12V. Baterai pada tegangan ini terlalu besar untuk dipasang pada roda atau sadel. Alternatifnya adalah baterai blok 9V (PP3 / 6LR61). Tegangannya masih ok tapi kelemahan utamanya adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengganti semua baterai sebelum pertunjukan, karena saya ingin baterai baru untuk sebuah acara.

Akhirnya saya pindah ke LiPo:

Garis-garis LED dapat beroperasi pada 8V. Tergantung pada warnanya, bahkan 7.8V bisa bekerja.

Oleh karena itu Anda memerlukan baterai LiPo dengan 2sel - 2S. Terisi penuh tegangannya adalah 2 x 4.2 V = 8.4V

Untuk aplikasi saya, kapasitas 350mAh sudah cukup dan ukuran baterai cukup kecil untuk masuk ke rumah standar untuk baterai 9V termasuk sakelar.

Saya telah memilih baterai dengan konektor JST-XH sebagai konektor keseimbangan dan Mini JST untuk konektor pelepasan. Semua pengisi daya standar dapat menangani konektor ini.

Saya menggunakan housing standar untuk baterai 9V dengan sakelar untuk memasang baterai di unicycle. Dua baterai dengan tipe yang sama dapat diisi secara bersamaan menggunakan adaptor yang menghubungkan dua sel 2S ke port 4S di pengisi daya.

Langkah 4: Membuat Pertunjukan

Ada program luar biasa yang menyediakan antarmuka pengguna yang sangat sederhana namun kuat: Vixen Lights. Semuanya dilakukan melalui drag and drop dan musik ditampilkan di timeline. Saya telah melihat beberapa program profesional sebelumnya, tetapi yang ini gratis dan menyediakan semua yang saya butuhkan.

Hal pertama adalah menentukan garis-garis LED yang berbeda dan membuat grup, sehingga lebih mudah untuk mengontrol satu set lampu tertentu, misalnya: semua lampu yang terpasang pada satu driver. atau semua roda.

Secara umum Anda memilih musik dan mengimpor klip ke Vixen termasuk. penanda ketukan.

Efek ditetapkan ke elemen tampilan dan diubah dalam banyak cara.

Bantuan besar adalah alat simulasi di mana Anda dapat melihat bagaimana pemandangan akan terlihat secara real time.

Singkatnya, program akan mengirim data DMX ke pengontrol output yang ada di pengaturan saya, server DMX multicast yang berjalan di Notebook. Modul terhubung melalui WiFi / WLAN. Setiap LED ditentukan oleh alam semesta DMX serta offset dalam paket data DM512.

Anda dapat menemukan Vixen di sini:

Langkah 5: Pertunjukan

Koreografinya telah diubah berkali-kali. Selain para aktor, DMX-spot telah ditambahkan serta garis-garis LED lurus sebagai lampu keselamatan setiap kali panggung dinaikkan. Semuanya menggunakan modul ESP yang sama dan dikendalikan oleh Vixen.

Ke depan, saya dapat menggunakan strip LED APA102 untuk memungkinkan efek yang lebih canggih.

Ini mungkin memerlukan penggunaan beberapa alam semesta yang mengarah ke fungsi langkah yang signifikan dalam memperbarui perangkat lunak serta pengaturan Vixen. Tidak yakin apakah saya ingin melakukan ini tetapi itu menarik.