Einrad LED Lightshow - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Meine Kinder fahren leidenschaftlich gerne Einrad. Einmal war die Idee geboren, Lichter für ein Show-Event hinzuzufügen. Einige Lichter hinzuzufügen wäre schon cool, aber inspiriert von anderen Lichtshows sollten die Lichter mit der Musik synchronisiert werden.

Es war ein ziemliches Abenteuer, aber eine großartige Lernerfahrung im Umgang mit neuen Gegenständen wie LiPo, DMX, EL-Kabel, LED-Streifen, HF-Modulen usw.

Der allererste Gedanke war, alles in die Steuereinheit eines Streifens zu programmieren.

Ich habe dies aus zwei Gründen ignoriert:

1) Bei drei Aktoren (später 5) haben Sie 3x3=9 Steuergeräte. Für jedes Update müssen Sie alle Boards aktualisieren. Während der Show müssen Sie einen Weg finden, die Module zu synchronisieren.

2) Mein Hauptargument für die Verwendung eines Senders ist kein technisches: Die Kinder sollten die Show ohne mich erstellen und aktualisieren können. Stellen Sie sich vor, wie viele Optimierungen gemacht werden, bis die Choreografie fertig ist

Die aktuelle Architektur besteht im Wesentlichen aus drei Elementen:

- Windows-Notebook mit Vixen 3

- Absender: Standard-WLAN-Router

- Empfänger: ESP8266 + MOSFET-Treiber + LED-Streifen + LiPo 2S

Der erste Versuch basierte auf Arduino Nano und NRF24. Nach einigen Ereignissen musste ich einige Einschränkungen überwinden und wechselte zu ESP8266, da dies viel mehr Flexibilität bietet.

Schritt 1: Empfängermodul

Die Module basieren auf NodeLua Boards. Ich habe angefangen, meine eigenen PCBs zu entwerfen, aber diese Module sind so billig und kommen mit einem integrierten Spannungsregler, den Sie benötigen, wenn Sie dieselbe Batterie auch für den LED-Streifen verwenden.

Um die Hardware zu vervollständigen, müssen Sie nur den Treiber hinzufügen, der aus zwei Widerständen und einem MOSFET pro Farbe besteht. Zur Überwachung der Batterieleistung werden zwei weitere Widerstände verwendet. Eine Standard-Platine wird als Huckepack montiert - daher ist es ziemlich schnell, diese zusammenzubauen. Viel einfacher als der Umgang mit einem Arduino und einem NRF24.

Obwohl das Design ziemlich einfach ist, besteht der Schlüssel darin, den richtigen MOSFET mit einem niedrigen R DS (on) und V GS (th) unter 3 V auszuwählen. Bei eBay fand ich den IRLR7843 in einem D-PAK-Gehäuse für die Oberflächenmontage. Es ist also klein, aber nicht zu klein für das Löten von Hand.

Der Schaltplan muss aktualisiert werden, da der Pulldown-Widerstand für das MOSFET-Gate fehlt. Das Modul funktioniert ohne, aber wenn Sie das Modul einschalten, blinkt der LED-Streifen.

Wenn Sie ein viel professionelleres Design sehen möchten, gehen Sie hier: Pixel Controller

Die Software war ganz am Anfang ganz einfach: Ein DMX-Paket auslesen und die relevanten Informationen für den spezifischen LED-Stripe abrufen. Dies erforderte einige Schalter und Jumper, um ein Modul zu konfigurieren.

Bei Verwendung des ESP8266 wurde ein Webserver mit Admin-Interface implementiert, um das Modul zu konfigurieren.

Die Software wurde nach jeder Show aktualisiert, um flexibler zu werden, die Haftung zu erhöhen und eine Überwachung zu ermöglichen. Jedes Modul sendet periodisch Daten an einen Node-Server, sodass ich überprüfen kann, ob die gesamte Ausrüstung bereit ist, wie WiFi-Signalstärke, Batteriespannung und Modulstatus. Außerdem kann der Node-Server ein bestimmtes Modul zurücksetzen oder ein Firmware-Update anfordern.

Den Code für das ESP-Modul gibt es bei github:

Schritt 2: LED-Streifen montieren

Für den Körper des Schauspielers verwenden wir einen Mantel mit Reißverschluss, damit Sie sich vor der Show leicht verkleiden können.

Anstatt die LED-Streifen direkt anzubringen, haben wir Klettbänder verwendet, die mit dem Mantel vernäht werden. Das Gegenstück wird auf den LED-Streifen geklebt.

Am Anfang habe ich Stecker verwendet, um das Kabel an den Stripes zu befestigen. Das war wirklich unzuverlässig. und im Grunde brach jede Verbindung durch die verschiedenen Bewegungen der Schauspieler ab. Also habe ich alle Stecker entfernt und die Kabel angelötet. Die Verwendung der Lötstellen ganz am Ende eines Streifens setzt die Verbindung mechanischen Bewegungen aus. Aus diesem Grund löte ich die Kabel nicht am Ende des Streifens an und fixiere das Kabel mit Heißkleber. Ich muss zugeben, dass das nicht professionell aussieht, aber das Publikum wird es im Dunkeln sowieso nicht sehen.

Am Laufrad werden das Modul und der Akku einfach an den Speichen befestigt. Neben dem LED-Streifen befindet sich ein Kunststoffstreifen, um einen schönen runden Kreis zu unterstützen.

Schritt 3: Stromversorgung

LED-Streifen sind für den Betrieb mit 12V ausgelegt. Batterien mit dieser Spannung sind zu groß, um sie am Rad oder am Sattel zu montieren. Eine Alternative war eine 9V Blockbatterie (PP3 / 6LR61). Die Spannung ist noch in Ordnung, aber der größte Nachteil ist die Zeit, die benötigt wird, um alle Batterien vor einer Show auszutauschen, da ich für eine Veranstaltung frische Batterien brauche.

Endlich bin ich zu LiPo gewechselt:

Die LED-Streifen können mit 8V betrieben werden. Je nach Farbe könnten sogar 7,8V funktionieren.

Dementsprechend benötigen Sie einen LiPo-Akku mit 2Zellen - 2S. Voll geladen beträgt die Spannung 2 x 4,2 V = 8,4 V

Für meine Anwendung reicht eine Kapazität von 350mAh und die Größe des Akkus ist klein genug um in ein Standardgehäuse für einen 9V Akku inklusive Schalter zu passen.

Ich habe Batterien mit JST-XH Stecker als Balancestecker und Mini JST als Entladestecker gewählt. Alle Standard-Ladegeräte können mit diesen Anschlüssen umgehen.

Ich habe ein Standardgehäuse für 9V-Batterien mit Schalter verwendet, um die Batterie am Einrad zu montieren. Über einen Adapter, der zwei 2S-Zellen mit einem 4S-Port des Ladegeräts verbindet, können zwei Akkus des gleichen Typs gleichzeitig geladen werden.

Schritt 4: Erstellen der Show

Es gibt ein großartiges Programm, das eine wirklich einfache, aber leistungsstarke Benutzeroberfläche bietet: Vixen Lights. Alles geschieht per Drag & Drop und die Musik wird in der Timeline angezeigt. Ich habe mir schon einige professionelle Programme angesehen, aber dieses ist kostenlos und bietet alles, was ich brauche.

Als allererstes müssen Sie die verschiedenen LED-Streifen definieren und Gruppen erstellen, so dass es viel einfacher ist, eine bestimmte Beleuchtung zu steuern, z. B.: alle Leuchten an einem Treiber. oder alle Räder.

Im Allgemeinen wählt man die Musik aus und importiert den Clip in Vixen inkl. die Beat-Marker.

Effekte werden einem Anzeigeelement zugeordnet und können auf vielfältige Weise verändert werden.

Eine große Hilfe ist das Simulationstool, mit dem Sie in Echtzeit sehen können, wie die Szene aussehen wird.

Kurz gesagt, das Programm sendet die DMX-Daten an den Output-Controller, der in meinem Setup ein Multicast-DMX-Server ist, der auf dem Notebook läuft. Die Module sind über WiFi/WLAN verbunden. Jede LED wird durch das DMX-Universum sowie den Offset innerhalb des DM512-Datenpakets bestimmt.

Sie finden Vixen hier:

Schritt 5: Die Show

Die Choreographie wurde schon oft überarbeitet. Zusätzlich zu den Darstellern wurden DMX-Spots sowie gerade LED-Streifen als Sicherheitslichter bei erhöhter Bühnenhöhe hinzugefügt. Alle verwenden das gleiche ESP-Modul und werden von Vixen gesteuert.

In Zukunft kann ich APA102 LED-Streifen verwenden, um anspruchsvollere Effekte zu ermöglichen.

Dies kann die Verwendung mehrerer Universen erfordern, was zu einer erheblichen Schrittfunktion bei der Aktualisierung der Software sowie des Vixen-Setups führt. Ich bin mir nicht sicher, ob ich das machen möchte, aber es ist ansprechend.