Unicycle LED Lightshow: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ลูก ๆ ของฉันหลงใหลในการขี่ unicycle เมื่อเกิดความคิดที่จะเพิ่มไฟสำหรับงานแสดง การเพิ่มไฟเข้าไปบางส่วนก็ดูเท่อยู่แล้ว แต่ได้รับแรงบันดาลใจจากการแสดงแสงสีอื่นๆ ไฟควรประสานกับเสียงเพลง

มันค่อนข้างเป็นการผจญภัย แต่เป็นประสบการณ์การเรียนรู้ที่ยอดเยี่ยมในการจัดการกับรายการใหม่ ๆ เช่น LiPo, DMX, EL-wire, แถบ LED, โมดูล RF เป็นต้น

ความคิดแรกสุดคือการตั้งโปรแกรมทุกอย่างลงในหน่วยควบคุมของแถบเดียว

ฉันละเลยสิ่งนี้ด้วยเหตุผลสองประการ:

1) ด้วยนักแสดงสามคน (ต่อมาจะเป็น 5) คุณมีหน่วยควบคุม 3x3 = 9 สำหรับการอัปเดตใด ๆ คุณได้อัปเดตบอร์ดทั้งหมดแล้ว ในระหว่างการแสดง คุณต้องหาวิธีซิงค์โมดูล

2) ข้อโต้แย้งหลักของฉันในการใช้ผู้ส่งเพียงคนเดียวไม่ใช่ประเด็นทางเทคนิค เด็กๆ ควรสร้างและอัปเดตรายการโดยไม่มีฉัน ลองนึกดูว่าต้องปรับแต่งกี่รอบจนกว่าท่าเต้นจะเสร็จ

สถาปัตยกรรมปัจจุบันมีองค์ประกอบพื้นฐานสามประการ:

- โน้ตบุ๊ก Windows พร้อม Vixen 3

- ผู้ส่ง: เราเตอร์ไร้สายมาตรฐาน

- ตัวรับ: ESP8266 + ไดรเวอร์ MOSFET + LED Stripes + LiPo 2S

ความพยายามครั้งแรกขึ้นอยู่กับ Arduino Nano และ NRF24 หลังจากเหตุการณ์บางอย่าง ฉันต้องเอาชนะข้อจำกัดบางอย่างและย้ายไปที่ ESP8266 เนื่องจากให้ความยืดหยุ่นมากกว่าเดิม

ขั้นตอนที่ 1: โมดูลตัวรับ

โมดูลนี้ใช้บอร์ด NodeLua ฉันเริ่มออกแบบ PCB ของตัวเอง แต่โมดูลเหล่านี้ราคาถูกมากและมาพร้อมกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในตัว ซึ่งคุณต้องการเมื่อใช้แบตเตอรี่ตัวเดียวกันสำหรับแถบ LED เช่นกัน

ในการทำให้ฮาร์ดแวร์เสร็จสมบูรณ์ คุณเพียงแค่เพิ่มไดรเวอร์ที่ประกอบด้วยตัวต้านทานสองตัวและ MOSFET หนึ่งตัวต่อสี สำหรับการตรวจสอบพลังงานแบตเตอรี่จะใช้ตัวต้านทานอีกสองตัว PCB มาตรฐานถูกติดตั้งเป็นแบบ piggy back - ดังนั้นจึงค่อนข้างเร็วที่จะประกอบชิ้นส่วนนี้ ง่ายกว่าการจัดการกับ Arduino และ NRF24 มาก

แม้ว่าการออกแบบจะค่อนข้างเรียบง่าย แต่สิ่งสำคัญคือต้องเลือก MOSFET ที่เหมาะสมซึ่งมี R DS (เปิด) ต่ำ และ V GS(th) ต่ำกว่า 3V บน eBay ฉันพบ IRLR7843 ในตัวเรือน D-PAK สำหรับยึดบนพื้นผิว จึงมีขนาดเล็กแต่ไม่เล็กเกินไปสำหรับการบัดกรีด้วยมือ

จำเป็นต้องอัปเดตแผนภาพวงจรเนื่องจากไม่มีตัวต้านทานแบบดึงลงสำหรับ MOSFET-Gate โมดูลทำงานโดยไม่ใช้ แต่เมื่อคุณเปิดเครื่องโมดูล แถบ LED จะกะพริบ

หากคุณต้องการเห็นการออกแบบที่เป็นมืออาชีพมากขึ้น ไปที่นี่: Pixel Controller

ซอฟต์แวร์นั้นค่อนข้างง่ายในตอนเริ่มต้น: อ่านแพ็คเกจ DMX และดึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องสำหรับแถบ LED เฉพาะ สิ่งนี้ต้องใช้สวิตช์และจัมเปอร์บางตัวเพื่อกำหนดค่าโมดูล

เมื่อใช้ ESP8266 เว็บเซิร์ฟเวอร์ที่มีส่วนต่อประสานผู้ดูแลระบบถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดค่าโมดูล

ซอฟต์แวร์ได้รับการอัปเดตหลังการแสดงทุกครั้งเพื่อให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้น เพิ่มความรับผิด และอนุญาตให้ตรวจสอบได้ ทุกโมดูลกำลังส่งข้อมูลเป็นระยะ ๆ ไปยังโหนดเซิร์ฟเวอร์ ดังนั้นฉันจึงสามารถตรวจสอบว่าอุปกรณ์ทั้งหมดพร้อมหรือไม่ เช่น ความแรงของสัญญาณ WiFi แรงดันแบตเตอรี่ และสถานะของโมดูล นอกจากนี้ โหนดเซิร์ฟเวอร์สามารถรีเซ็ตโมดูลบางโมดูลหรือขออัปเดตเฟิร์มแวร์ได้

รหัสสำหรับโมดูล ESP มีอยู่ที่ github:

ขั้นตอนที่ 2: การติดตั้งแถบ LED

สำหรับร่างกายของนักแสดงเราใช้เสื้อคลุมแบบมีซิปเพื่อให้คุณสามารถแต่งตัวก่อนการแสดงได้ง่าย

แทนที่จะติดแถบ LED โดยตรง เราใช้สายรัดเวลโครที่เย็บติดกับเสื้อโค้ท คู่นั้นติดกาวที่แถบ LED

ตอนแรกฉันใช้ตัวเชื่อมต่อเพื่อต่อสายเคเบิลเข้ากับแถบ สิ่งนี้ไม่น่าเชื่อถือจริงๆ และโดยพื้นฐานแล้วทุกการเชื่อมต่อขาดไปเนื่องจากการเคลื่อนไหวที่หลากหลายของนักแสดง ดังนั้นฉันจึงถอดขั้วต่อทั้งหมดและบัดกรีสายเคเบิล การใช้จุดบัดกรีที่ส่วนปลายสุดของแถบจะเป็นการเปิดเผยการเชื่อมต่อกับการเคลื่อนไหวทางกล ด้วยเหตุนี้ฉันจึงไม่ได้บัดกรีสายเคเบิลที่ปลายแถบและยึดสายเคเบิลด้วยกาวร้อน ต้องยอมรับว่ามันดูไม่เป็นมืออาชีพ แต่คนดูจะไม่เห็นสิ่งนี้ในความมืดอยู่ดี

บนล้อ โมดูลและแบตเตอรี่จะจับจ้องไปที่ซี่ล้อ ถัดจากแถบ LED เป็นแถบพลาสติกเพื่อรองรับวงกลมทรงกลมที่สวยงาม

ขั้นตอนที่ 3: พาวเวอร์ซัพพลาย

แถบ LED ออกแบบมาให้ทำงานที่ 12V แบตเตอรี่ที่แรงดันไฟนี้มีขนาดใหญ่เกินไปที่จะติดตั้งบนล้อหรือบนอาน ทางเลือกอื่นคือแบตเตอรี่บล็อก 9V (PP3 / 6LR61) แรงดันไฟฟ้ายังคงใช้ได้ แต่ข้อเสียเปรียบหลักคือเวลาที่จำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งหมดก่อนการแสดง เนื่องจากฉันต้องการแบตเตอรี่ใหม่สำหรับงาน

ในที่สุดฉันก็ย้ายไปที่ LiPo:

แถบ LED สามารถทำงานได้ที่ 8V แม้แต่ 7.8V ก็สามารถทำงานได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสี

ดังนั้นคุณต้องมีแบตเตอรี่ LiPo ที่มี 2 เซลล์ - 2S ชาร์จเต็มแล้วแรงดันไฟฟ้าคือ 2 x 4.2 V = 8.4V

สำหรับการใช้งานของฉัน ความจุ 350mAh ก็เพียงพอแล้ว และขนาดของแบตเตอรี่ก็เล็กพอที่จะใส่ลงในตัวเรือนมาตรฐานสำหรับแบตเตอรี่ 9V รวมถึงสวิตช์

ฉันได้เลือกแบตเตอรี่ที่มีขั้วต่อ JST-XH เป็นปลั๊กบาลานซ์และ Mini JST สำหรับปลั๊กดิสชาร์จ ที่ชาร์จมาตรฐานทั้งหมดสามารถรองรับขั้วต่อเหล่านี้ได้

ฉันใช้ตัวเรือนมาตรฐานสำหรับแบตเตอรี่ 9V พร้อมสวิตช์เพื่อยึดแบตเตอรี่ที่จักรยานล้อเดียว สามารถชาร์จแบตเตอรี่ประเภทเดียวกันได้สองก้อนพร้อมกันโดยใช้อะแดปเตอร์ที่เชื่อมต่อเซลล์ 2S สองเซลล์เข้ากับพอร์ต 4S ที่เครื่องชาร์จ

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างรายการ

มีโปรแกรมที่ยอดเยี่ยมที่ให้อินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่เรียบง่ายแต่ทรงพลังอย่างแท้จริง: Vixen Lights ทุกอย่างทำได้โดยการลากและวาง และเพลงจะแสดงในไทม์ไลน์ ฉันเคยดูโปรแกรมมืออาชีพมาก่อนแล้ว แต่โปรแกรมนี้ฟรีและมีทุกอย่างที่ฉันต้องการ

สิ่งแรกสุดคือการกำหนดแถบ LED ต่างๆ และสร้างกลุ่ม ดังนั้นจึงง่ายกว่ามากในการควบคุมชุดไฟเฉพาะ เช่น ไฟทั้งหมดที่ติดอยู่กับไดรเวอร์ตัวเดียว หรือล้อทั้งหมด

โดยทั่วไปแล้ว คุณเลือกเพลงและนำเข้าคลิปไปยัง Vixen รวมถึง เครื่องหมายจังหวะ

เอฟเฟกต์ถูกกำหนดให้กับองค์ประกอบการแสดงผลและเปลี่ยนแปลงได้หลายวิธี

ความช่วยเหลือที่ดีคือเครื่องมือจำลองสถานการณ์ที่คุณสามารถดูว่าฉากจะออกมาเป็นอย่างไรในแบบเรียลไทม์

สรุปโปรแกรมจะส่งข้อมูล DMX ไปยังตัวควบคุมเอาต์พุตซึ่งอยู่ในการตั้งค่าเซิร์ฟเวอร์ DMX แบบมัลติคาสต์ที่ทำงานบน Notebook โมดูลเชื่อมต่อผ่าน WiFi / WLAN LED ทุกตัวถูกกำหนดโดยจักรวาล DMX เช่นเดียวกับออฟเซ็ตภายในแพ็คเกจข้อมูล DM512

คุณสามารถค้นหาจิ้งจอกได้ที่นี่:

ขั้นตอนที่ 5: การแสดง

การออกแบบท่าเต้นได้รับการปรับแต่งหลายครั้ง นอกจากนักแสดงแล้ว ยังมีการเพิ่มจุด DMX และแถบ LED แบบตรงเป็นไฟนิรภัยทุกครั้งที่ยกเวทีขึ้น พวกเขาทั้งหมดใช้โมดูล ESP เดียวกันและควบคุมโดย Vixen

ต่อจากนี้ไป ฉันอาจใช้แถบไฟ LED APA102 เพื่อให้เอฟเฟกต์ซับซ้อนยิ่งขึ้น

ซึ่งอาจต้องใช้หลายจักรวาลที่นำไปสู่ฟังก์ชันขั้นตอนที่สำคัญในการอัปเดตซอฟต์แวร์ตลอดจนการตั้งค่า Vixen ไม่แน่ใจว่าฉันต้องการทำสิ่งนี้หรือไม่ แต่มันน่าสนใจ