Club-Beleuchtungssystem mit MadMapper & Teensy 3.2 - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

2018 habe ich mit meinem Kollektiv The UNION die erste Version dieses Low Budget Club Lighting Systems für eine Silvesterparty in Ramallah Palestine gemacht, mehr zur Story und dem Kollektiv am Ende dieses Artikels. Das System basierte auf WS2812B adressierbaren LEDs, die auf einer Schleife liefen und von einem Arduino Mega gespeist wurden, der Effekt konnte durch Drücken einer Taste auf der Steuerkonsole geändert werden. Dieses Setup hatte ein paar Probleme:

1. Nicht flexibel sein; Es war eine feste Anzahl von Effekten vorprogrammiert und sie konnten manuell geändert werden, indem eine Schleife unterbrochen wurde
2. Das System war physisch schwer zu ändern und schwer zu transportieren, da alle Kabel für die gemessenen Längen gelötet waren
3. Das System wurde nicht mit dem Beat synchronisiert
4. Das System war fragil
5. Keine Helligkeitsregelung
6. Schwer zu beheben/Fehlerbehebung
7. Die maximale Entfernung ohne Datenstörungen oder spürbaren Spannungsabfall betrug 10 m vom Mikrocontroller und 4 m vom Netzteil
8. Die maximale Anzahl der LEDs betrug 700 LEDs

Aus diesen Gründen haben wir uns entschieden, Version 2.0 dieses Systems zu erstellen. Ich habe dafür gesorgt, dass diese Probleme gelöst werden sollten, indem ich die folgenden Punkte im Hinterkopf hatte:

1. Einfach zu montieren und zu demontieren
2. Einfache Bedienung durch jedermann. Ich lebe nicht in Palästina, wo dieses System verwendet wird. Daher wird es hauptsächlich vom UNION-Team betrieben, wenn ich nicht da bin. Dieses Tutorial ist auch für sie, um bei Bedarf Fehler zu beheben und jeden Teil des Systems zu verstehen.

3. Einfache Reparatur (bei Bedarf) durch Dritte

4. Geringer Energieverbrauch
5. Verwendet adressierbare LEDs
6. Maximales Budget 500€
7. Funktioniert über große Entfernungen mit minimalen Störungen
8. Verwendet eine Projection Mapping-Software, um es mit der Musik / BPM zu synchronisieren, Effekte damit zu machen und es gleichzeitig mit einem Projektor für die Visuals zu verwenden
9. Konfigurierbar für 1200+ LEDs

Nach langer Recherche fand ich ein Dokument aus einer Projection-Mapping-Software namens MadMapper, das erklärt, wie man einen Teensy 3.2 Microcontroller mit der Software über Art-Net verbindet. Die Datei ist in diesem Link von der MadMapper-Website angehängt. Dieses Projekt richtet sich an Personen mit ausreichenden Kenntnissen über Mikrocontroller (Teensy 3.2), adressierbare LEDs, eingebettete Systeme und Grundkenntnisse in der Verwendung von Ethernet zur Datenübertragung. Die angehängten Links könnten hilfreich sein.

Ich habe nicht viele Projekte oder Dokumente für ein Beleuchtungssystem gefunden, das zu diesem Zweck verwendet wird. Einen Club anzünden. Aus diesem Grund habe ich beschlossen, mein eigenes Tutorial zu erstellen und es mit Clubbern, Machern oder Technikern zu teilen. Kostenlos und Open Source für alle. Ich hoffe, ich kann sehen, wie Leute dieses Projekt für ihre eigenen Zwecke in ihren eigenen Räumen neu gestalten und umfunktionieren. Bitte kontaktieren Sie mich unter [email protected] Wenn Sie Fragen haben, mögliche Verbesserungen sehen, falsche Informationen sehen oder einfach mehr über das Projekt, das Kollektiv, die Clubszene in Palästina erfahren möchten.

Lieferungen

Online gekaufte Materialien (aus Deutschland – Amazon und China – Banggood)

• 15m X WS2812b Adressierbare LEDs5m = 23,4€15m = 70,2€
• 1 X Teensy 3.2 Entwicklungsboard1 = 27,9€
• 1 X OctoWS2811 Adapter für Teensy 3.21 = 20.0€
• 1 X 5V 70A Netzteil1 = 53,9€
• 15 X Cat6/RJ45 Keystone Jack5 = 7,0 € 15 = 21,0 €
• 20 X XT60 Stecker männlich weiblich Paare 10 = 10,6 € 20 = 21,2 €
• 1 X Verlängerungsstiftleistenverbinder50 = 7,0€

GESAMT: 228.2€

Vor Ort gekaufte Materialien (aus Palästina - Preise können höher sein als in Europa)

• 10m X CAT 6 Kabel 1m = 0,5€10m = 5,0€
• 2 x 15m Stecker zu Stecker CAT 6 Kabel 15m = 9,0 €30m = 18,0€
• 3 x 1m Stecker zu Stecker CAT 6 Kabel1m = 1,2€3m = 3,6€
• 1 x 5m Stecker zu Stecker CAT 6 Kabel 5m = 6,0 €

• 30m X Isoliertes doppeltes festes 16AWG Stromkabel (Niederspannung - Hochampere) 1m = 0,7€30m = 21,0€

• 300 X Ziptie 300 = 15€
• 5 X Aluminium-LED-Profil mit milchigem Bildschirm (2 m Länge x 10 mm Innenhöhe x 10 mm Innenbreite) 1 = 9,5 € 5 = 47,5 €
• 5 X Metall-Aufhängekabel (Kit) zum Aufhängen des Aluminiumprofils an der Decke 1 = 4,25 € 5 = 21,25 €
• 15m X Doppelseitiges Schaumklebeband5m = 3,0€15m = 9,0€
• 1 X Gorilla Clear Epoxy Kleber1 = 3,7€
• 5 X Heißklebepistolensticks5 = 2.0€

GESAMT: 152.05€Werkzeuge:

• 70W Lötkolben
• 50g Lötzinn
• Löt Weck
• Lötlüfter
• Helfende Hand
• Kabelschneider
• Abisolierpistole
• Punch-Down-Tool für Netzwerkkabel
• Digitaler Punkt Starterkappe SK6812 Controller
• Drehwerkzeug
• Schlagbohrer
• Akkuschrauber
• Heißklebepistole
• Multimeter
• Ein Laptop mit einer guten Grafik

Ich hatte die meisten Werkzeuge, musste ein paar Werkzeuge kaufen, die mich fast 40€ gekostet haben. Wenn Sie alles kaufen müssen, kann es 120-150€ kosten. Außerdem musste ich die Projektionsmapping-Software MadMapper für einen Monat für 45€ inklusive deutscher Steuern mieten. Sie können es für 3 Monate oder ein Jahr für ein besseres Angebot mieten. Wenn Sie das Geld dafür haben, kaufen Sie die Software und unterstützen Sie die Entwickler! Gesamtbudget = 465,25 €.

Schritt 1: Verstehen Sie Ihren Raum und skizzieren Sie ein Design

Egal, ob Sie planen, dieses Projekt für einen Club, eine Bar oder sogar Ihr eigenes Zimmer umzubauen, Sie müssen seine Dynamik verstehen und ein Design skizzieren, bevor Sie eines der Materialien kaufen.

Darauf sollten Sie bei der Auslegung Ihres Systems achten:

1. Wie groß ist der Raum und wie viel Licht möchten Sie in diesem Raum haben? Es kommt darauf an, wofür der Raum genutzt wird.
2. Die Form des Raumes. Ist es ein quadratischer Raum? Hat es eine hohe Zellzahl? Wie viele Fenster gibt es, wenn überhaupt…. etc
3. Im Falle eines Clubs oder einer Bar, welche Musik wird dort gespielt? Dadurch erhalten Sie Ideen für die allgemeine Gestaltung
4. Lassen Sie keinen großen Abstand zwischen den LEDs zueinander und/oder den LEDs zum Netzteil. Da wir an Hochfrequenz-Datenübertragung arbeiten, könnte das Signal über große Entfernungen verteilt werden. Ebenso bei Verwendung von Niederspannung (in diesem Fall 5 V) Der Spannungsabfall über die Entfernung des Kabels nimmt mit zunehmender Entfernung drastisch zu. Dieses Tool half mir bei der Berechnung des Spannungsabfalls und half mir bei der Entscheidung, welche Kabel ich für die Stromversorgung meiner LED-Leuchten verwenden sollte. Ich habe einen Spannungsabfall von 7,5%, wenn ich 12AWG-Kabel bei 5V mit 7,2A verwende. Dies könnte gehackt werden, indem die Spannung von der Stromversorgung selbst erhöht wird und ein höherer Spannungsabfall und eine größere Entfernung erzielt werden. (Bei einer Erhöhung auf 7,5 V könnte ein 14 AWG bis zu 5,11 V in einer Entfernung von 20 m liefern). Finden Sie, was zu Ihnen passt und verwenden Sie es.

In unserem Fall fanden wir unter einem Pool (literarischer Untergrund) eine Küche, die im Winter nicht in Betrieb war. Wir haben alles davon entfernt und die Geräte belassen, die der Ästhetik etwas hinzufügen würden. Es war 9 m lang x 3 m breit, wie in der Skizze gezeigt. Die Idee des ursprünglichen Designs war, etwas zu schaffen, das Sie zum DJ führt und Sie in die Schleife bringt. Der langgestreckte rechteckige Raum, die weißen Küchenfliesen an den Wänden und am Boden halfen bei der Inspiration für das Design. Das Endergebnis war eine Kombination aus langen, geraden LED-Streifen und zickzackförmigen LEDs, die für das endgültige Design ausgewählt wurden. Es wurden 5 Leuchten verwendet. Jeder war 2m lang. Insgesamt verwendete LEDs -> 10 m @ 60 psc pro Meter Die Gesamtzahl der LEDs betrug 600 LEDs.

Das Netzteil (PWR) wurde in der Mitte des Raums an die Decke geschraubt, um den Spannungsabfall an den 5 LED-Leuchten zu verringern.

Schritt 2: Sammeln Sie Ihre Teile und bereiten Sie Ihren Arbeitsplatz vor

Nachdem Sie eine Skizze gezeichnet haben und wissen, wie viele Materialien Sie benötigen, besorgen Sie sich alle Materialien (mit Extras) und beginnen Sie mit den Vorbereitungen für Ihren Bau. Dieser Schritt ist wichtig, da Sie bei guter Recherche eine Menge Geld sparen können und ungenutzte Materialien minimieren. Kaufen Sie Ihren Mikrocontroller immer vom Hersteller und alle damit verbundenen Teile. Es ist die einzige zuverlässige Quelle. Ich wähle für dieses Projekt das Teensy 3.2 als Gehirn des Gesamtsystems wegen des relativ großen Flashspeichers von 256 Kb, 64 Kb RAM, 72 MHz Taktfrequenz (Wichtig für den Betrieb von ART-NET). Teensy 3.6, 4 oder LC könnte für dieses Projekt verwendet werden, aber ich schlage vor, bei 3.2 oder 3.1 zu bleiben. Insbesondere, wenn Sie den OctoWS2811-Adapter verwenden möchten.

Wenn es um die adressierbaren LEDs geht, entscheide ich mich für die WS2812B, da sie die billigste Option zu dem waren, was sie anbieten. Sie können jede LED-Farbe (RGB) einzeln ansteuern. Betreibt nur 1 Datenkabel für die gesamte Leitung und verwendet 5V. Es ist schwer, 5V-Netzteile zu finden, insbesondere solche mit 40+ Ampere. Überprüfen Sie die Verfügbarkeit vor Ort, bevor Sie fortfahren. Wenn Sie eine andere Anzahl von LEDs verwenden, können Sie berechnen, wie groß Ihr Netzteil sein sollte. Bei 5 V verbraucht eine WS2182B-LED 60 mA (20 mA Grün, 20 mA Rot, 20 mA Blau), wenn sie mit voller Helligkeit betrieben wird. Mathe machen; 100 LEDs ziehen maximal 6A. In unserem Fall haben wir 600 LEDs verwendet, die auf 1200 LEDs erweiterbar sind, was bedeutet, dass ein 70 A-Netzteil benötigt wird (60 mA X 1200 LEDs = 72 A). Der Kauf der LEDs ist etwas schwierig. Sie sind jetzt ziemlich beliebt und viele große Einzelhändler bieten die LEDs zu einem günstigen Preis an. Ich fand, dass Aliexpress eine zuverlässige Quelle war, wenn es darum ging, wie viel es kostete. BTF Lighting bietet wirklich schöne LED, mit denen ich keine Probleme hatte. Sie sind jedoch bei Amazon oder Ebay relativ umfangreicher als bei Aliexpress.

Ich habe Ethernet-Kabel verwendet, um Daten zwischen dem Teensy und den Geräten und zwischen den Geräten untereinander zu übertragen. Dies geschah aus den folgenden Gründen: 1) Die Montage/Demontage des gesamten Systems wird viel einfacher 2) Der Datenverlust über große Entfernungen wird verringert. Mit Ethernet-Kabeln können Sie den letzten LED-Punkt ca. 50 m vom Mikrocontroller entfernt anschließen 3) kompatibel mit OctoWS2811 Adapter wie im Bild gezeigtRj45 Cat6 Keystone-Buchse wurde verwendet, um diese Verbindung zu ermöglichen. Nachdem Sie alles geplant und Ihre Materialien besorgt haben, stellen Sie sicher, dass Sie einen schönen, sauberen Arbeitsplatz haben, um das Löten und Bauen einfacher und reibungsloser zu gestalten.

Schritt 3: Das Gehirn des Systems - Teensy 3.2 und OctoWS2811 Adapter

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Hier kommt der interessanteste Teil. Nachdem Sie den Code auf das Teensy hochgeladen haben, verbinden Sie es mit Ihrem Laptop und öffnen Sie MadMapper. Nachdem Sie MadMapper ausgeführt und Ihre Seriennummer eingegeben haben, führen Sie diese Schritte aus:

1. Öffnen Sie ein neues Projekt
2. Gehe zu Tools -> Einstellungen
3. Wählen Sie DMXout -> ArtNet
4. LED-Geräte einrichten -> dann sollte das Teensy auftauchen, wählen Sie es aus
5. Neues Licht aus der linken unteren Ecke "+" hinzufügen
6. Ändern Sie die Einstellungen entsprechend der Konfiguration Ihres Systems. Ich entscheide mich dafür, jeder LED-Zeile ein Universum zu geben, damit alle den Startkanal 1 haben können und die Kanalanzahl ist im Grunde wie viele Bytes Sie für jede Zeile haben (360 in meinem Fall; 120LEDs in einer Zeile X 3 Farben "RGB" =360). Für jede Zeile gab es eine andere Ausgabe. Die Outline ist also in aufsteigender Reihenfolge (von 0 bis X). Der Ausgangskanal addiert sich zu der Anzahl der Bytes, die Sie in einem Kanal haben + alle anderen Bytes, die Sie definiert haben. Sie addieren sich alle, sodass ArtNet diese Bytes der richtigen LED zuordnen kann. Wenn Sie einen zusätzlichen DMX-USB-Controller verwenden, vergessen Sie nicht die Kanäle, die er verwenden würde. Versuchen Sie, es einem anderen Universum als den verwendeten zuzuweisen.
7. Gehen Sie zu Glühbirnenzeichen, erstellen Sie ein neues Gerät, indem Sie auf die Abbildung unter DMX+ klicken und benennen Sie es um
8. Gehen Sie zum Bearbeiten und schreiben Sie die Anzahl der LEDs, die diesem Kanal zugewiesen werden sollen, und die Farbreihenfolge (RGB ODER GRB usw.)
9. Speichern Sie die Geräteeinstellungen und weisen Sie sie einer Leuchte aus dem Menü auf der linken Seite zu
10. Fügen Sie alle LEDs hinzu, die Sie verwenden werden. Stellen Sie sicher, dass Sie die Universen entsprechend ändern
11. Gruppieren Sie alle Geräte
12. Ändern Sie die Größe und fixieren Sie sie so, wie Sie sie im wirklichen Leben positionieren werden
13. SPIELEN SIE MIT DER SOFTWARE

Die Software macht so viel Spaß und das vielseitige Spielen mit dem Toneingang, Videos hinzufügen etc. Hier kommt dein kreativer Teil;)

Schritt 13: Bauen Sie alles zusammen und führen Sie Ihren ersten Test durch

Nachdem Sie eine Weile mit MadMapper gespielt haben, ist es an der Zeit, die LED-Scheinwerfer und den Controller und den Laptop mit MadMapper zu nehmen und einen Testlauf im Veranstaltungsort zu machen. Ich hatte leider nicht genug Zeit, um viele Fotos für dieses letzte Stück zu machen, da wir im Zeitplan zu spät dran waren. Ich begann damit, die LED-Leuchten auf den Boden zu legen, wie sie in der Skizze mit 1 m CAT6-Kabel zwischen Zick-Zack-Leuchten und einem 5 m CAT6-Kabel zwischen den beiden seitlichen Leuchten verbunden waren. Die seitlichen Geräte nahmen das Signal vom Mikrocontroller über ein 15 m langes CAT6-Kabel auf, das direkt mit dem OctoWS2811-Adapter und dem Zickzack verbunden war. Die Stromkabel wurden ebenfalls über die XT60-Anschlüsse mit dem Netzteil und den Scheinwerfern verbunden. Es spielt keine Rolle, mit welcher Seite Sie den Strom für Ihre Leuchte liefern (links oder rechts), der Strom fließt durch den LED-Streifen, solange er kürzer als 2,5 m ist. Verbinden Sie zuerst Ihr Netzteil und dann das Micro-USB-Kabel vom Teensy mit Ihrem Laptop und öffnen Sie Madmapper. Testen Sie die Lichter und ordnen Sie sie entsprechend zu. Sobald alles funktioniert, montieren Sie die Fixtures wie in der Skizze an die Decke und das Netzteil. Verlegen Sie alle Kabel über den Beleuchtungskörpern, um hängende Kabel und wellige Hände von Tänzern zu vermeiden, die sie berühren. Du bist fertig! Herzliche Glückwünsche! Stellen Sie jetzt einige Aufgaben ein und Sie können mit dem neuen Beleuchtungssystem eine Party schmeißen!

Schritt 14: Palästina-Untergrundmusikszene

Dieses Beleuchtungssystem wurde für die UNION 2020 Silvesterparty hergestellt. Union ist eine kollektive Organisation, die die Bemühungen von Künstlern bündelt, die die elektronische Musikszene in Palästina aufbauen. Schaffung einer soliden Basis und eines florierenden Netzwerks für kreative Köpfe, die am Aufbau der palästinensischen elektronischen Musikszene beteiligt sind. Wir drängen auf größere Veranstaltungen, internationale Kooperationen aus der ganzen Welt und schaffen jährliche Musikfestivals in Palästina.

Seit einigen Jahren wächst die Underground-Musikszene in Palästina exponentiell, jedoch war es immer eine große Sache, einen Veranstaltungsort zu finden. Denn es gab einfach keine. Partys waren immer klein und wurden früher in Häusern oder Hotels gefeiert. Sie sehen, warum das keinen Sinn macht, es ist keine Techno-Party in einem 5-Sterne-Hotel, bei der Leute ganz in Schwarz zu einer Techno-Party und andere in Anzügen zu einem Meeting gehen. Also haben wir vor zwei Jahren entschieden, dass ein echter Veranstaltungsort mit dem richtigen Soundsystem, Lichtsystem und Publikum benötigt wird. Ich habe einige meiner Grundkenntnisse über Arduino und Elektronik, die ich im Laufe der Jahre aus einem Sommercamp erworben habe, das ich an und von der Universität unterrichtete, verwendet, um das Beleuchtungssystem zu bauen. Zu der Zeit, als ich noch im ersten Semester meines Elektrotechnik-Bachelor in Berlin war, waren einige Professoren so nett, mir zu helfen, wenn ich es brauchte. Nach wochenlangem Entwerfen, Recherchieren von Prototypen und Programmierung habe ich ein grundlegendes Beleuchtungssystem mit 10 m der berühmten adressierbaren WS2812b-LEDs und einem Arduino Mega erstellt. Ich habe den Arduino mit einem "dummen" Loop programmiert, der einfach weiterläuft, ohne mit der Musik oder dem BPM zu synchronisieren. Es hatte nicht einmal Helligkeits- oder Farbsteuerung, es gab nur eine Taste, um den Effekt zu ändern. und das war Version 2.0 des Beleuchtungssystems. Bitte beachten Sie, dass ich noch ein Elektrotechnik-Student bin, daher können irrtümlicherweise falsche oder fehlende Informationen enthalten sein. Bitte lassen Sie es mich wissen, wenn Sie etwas davon sehen oder einfach eine Frage oder Verbesserung haben, Ihr Design teilen oder etwas kritisieren möchten. Diese Instructables werden unter dem Make it Glow Contest aufgeführt.

Sehen Sie sich diesen Dokumentarfilm aus dem Heizraum oder dieses Set von SAMA an, um mehr über die florierende Technoszene in Palästina zu erfahren.