Система освещения клуба с MadMapper и Teensy 3.2: 14 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-06-01 06:10

В 2018 году я сделал первую версию этой малобюджетной клубной системы освещения для новогодней вечеринки в Рамаллахе, Палестина, с моим коллективом UNION, больше об истории и коллективе в конце этой статьи. Система была основана на адресных светодиодах WS2812B, работающих по шлейфу и питаемых от Arduino Mega, эффект можно было изменить, нажав кнопку на консоли управления. У этой установки было несколько проблем:

1. Не быть гибким; было запрограммировано фиксированное количество эффектов, и их можно было изменить вручную, прервав цикл
2. Систему было сложно изменить физически и тяжело транспортировать, так как все кабели были припаяны на заданную длину.
3. Система не синхронизировалась в такт
4. Система была хрупкой
5. Без регулировки яркости
6. Трудно исправить / устранить неполадки
7. Максимальное расстояние без интерференции данных или заметного падения напряжения составляло 10 м от микроконтроллера и 4 м от источника питания.
8. Максимальное количество светодиодов составляло 700 светодиодов.

По этим причинам мы решили создать версию 2.0 этой системы. Я убедился, что эти проблемы следует решать, имея в виду следующие моменты:

1. Легко монтировать и демонтировать
2. Легко управлять кем угодно. Я не живу в Палестине, где используется эта система. Таким образом, когда меня там нет, им в основном управляет команда UNION. Это руководство также предназначено для их устранения и понимания любой части системы, когда это необходимо.

3. Легко ремонтировать (при необходимости) третьими лицами

4. Низкое потребление энергии
5. Использует адресные светодиоды
6. Максимальный бюджет 500 €
7. Работает на больших расстояниях с минимальными помехами
8. Использует программное обеспечение Projection Mapping, чтобы синхронизировать его с музыкой / BPM, создавать с ним эффекты и использовать его одновременно с проектором для визуальных эффектов.
9. Может быть настроен для 1200+ светодиодов

После долгих исследований я нашел документ из программного обеспечения для проецирования под названием MadMapper, в котором объясняется, как подключить микроконтроллер Teensy 3.2 к программе через Art-Net. Файл прикреплен по этой ссылке с веб-сайта MadMapper. Этот проект предназначен для людей с достаточным знанием микроконтроллеров (Teensy 3.2), адресуемых светодиодов, встроенных систем и базовых знаний об использовании Ethernet для передачи данных. Прикрепленные ссылки могут быть полезны.

Я не нашел много проектов или документов для системы освещения, используемой для этой цели. Освещение клуба. Вот почему я решил сделать свой собственный учебник и поделиться им с любыми клабберами, производителями или техниками. Бесплатно и с открытым исходным кодом для всех. Я надеюсь, что смогу увидеть, как люди переделывают и повторно используют этот проект для своих собственных нужд. Пожалуйста, свяжитесь со мной по [email protected]. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы увидите возможные улучшения, неверную информацию или просто хотите узнать больше о проекте, коллективе, клубной сцене в Палестине.

Запасы

Материалы, приобретенные в Интернете (из Германии - Amazon и Китая - Banggood)

• 15 м X WS2812b Адресные светодиоды 5 м = 23,4 € 15 м = 70,2 €
• 1 плата разработки Teensy 3.21 = 27,9 €
• 1 адаптер OctoWS2811 для Teensy 3.21 = 20.0 €
• 1 блок питания 5V 70A1 = 53.9 €
• 15 X Cat6 / RJ45 Keystone Jack5 = 7,0 € 15 = 21,0 €
• 20 X XT60 коннектор, папа, мама, пары 10 = 10,6 € 20 = 21,2 €
• 1 X Разъемы для удлинительных штифтов 50 = 7.0 €

ИТОГО: 228.2 €

Материалы, купленные на месте (из Палестины - цены могут быть выше, чем в Европе)

• Кабель 10 м X CAT 6 1 м = 0,5 € 10 м = 5,0 €
• Кабель 2 X 15 м между мужчинами CAT 6 15 м = 9,0 € 30 м = 18,0 €
• Кабель 3 X 1 м между мужчинами CAT 6 1 м = 1,2 € 3 м = 3,6 €
• 1 X 5-метровый кабель CAT 6 от мужчины к мужчине, 5 м = 6.0 €

• 30 м X изолированный двойной твердый электрический кабель 16AWG (низкое напряжение - высокий ток) 1 м = 0,7 евро 30 м = 21,0 евро

• 300 X Ziptie 300 = 15 €
• 5 X алюминиевый светодиодный профиль с молочным экраном (длина 2 м, внутренняя высота 10 мм, внутренняя ширина 10 мм) 1 = 9,5 € 5 = 47,5 €
• 5 X Металлический подвесной кабель (комплект) для подвешивания алюминиевого профиля к потолку 1 = 4,25 € 5 = 21,25 €
• Двусторонняя лента из пеноматериала, 15 м, 5 м = 3,0 евро, 15 м = 9,0 евро
• 1 X Прозрачный эпоксидный клей Gorilla 1 = 3,7 €
• 5 X палочек для горячего клея5 = 2.0 €

ИТОГО: 152.05 € Инструменты:

• Паяльник 70 Вт
• Олово для пайки 50 г
• Припой Weck
• Припой вентилятор
• Рука помощи
• Кусачки
• Пистолет для зачистки проводов
• Инструмент для перфорации сетевого провода
• Колпачок стартера с цифровой точкой SK6812 Контроллер
• Поворотный инструмент
• Перфоратор
• Отвертка с электроприводом
• Пистолет для горячего клея
• Мультиметр
• Ноутбук с хорошей графикой

У меня было большинство инструментов, пришлось купить пару инструментов, которые мне обошлись почти в 40 евро. Если придется покупать все, это может стоить 120-150 евро. Мне также пришлось арендовать программное обеспечение для создания проекционных карт MadMapper на месяц за 45 евро, включая немецкие налоги. Вы можете арендовать его на 3 месяца или на год по более выгодной цене. Если у вас есть на это деньги, покупайте программу и поддерживайте разработчиков! Общий бюджет = 465,25 €.

Шаг 1. Изучите свое пространство и нарисуйте дизайн

Если вы планируете перестроить этот проект под клуб, бар или даже свою комнату, вам нужно будет понять его динамику и набросать дизайн, прежде чем покупать какие-либо материалы.

На что следует обратить внимание при проектировании вашей системы:

1. Насколько велико это пространство и сколько света вы хотите, чтобы оно было в нем. Это зависит от того, для чего используется пространство.
2. Форма помещения. Это квадратная комната? Есть ли высокий потолок? Сколько там окон, если они есть…. так далее
3. В случае клуба или бара, какая музыка будет там крутиться? Это даст вам идеи для общего дизайна.
4. Не оставляйте большое расстояние между светодиодами друг от друга и / или между светодиодами от источника питания. Поскольку мы работаем над высокочастотной передачей данных, сигнал может распространяться на большие расстояния. Аналогичным образом, при использовании низкого напряжения (в данном случае 5 В) падение напряжения на длине кабеля резко увеличивается с увеличением расстояния. Этот инструмент помог мне рассчитать падение напряжения и решить, какие кабели следует использовать для питания моих светодиодных светильников. Я получил падение напряжения 7,5% при использовании кабелей 12AWG при 5 В при токе 7,2 А. Это можно было взломать, увеличив напряжение от самого источника питания и получив большее падение напряжения и увеличив расстояние. (Если увеличить до 7,5 В, 14AWG может выдавать до 5,11 В на расстоянии 20 м). Найдите то, что вам подходит, и используйте это.

В нашем случае мы обнаружили кухню под бассейном (литературное подполье), которая зимой не работала. Мы удалили из него все и оставили технику, которая добавляла бы эстетики. Как показано на рисунке, он был 9 м в длину и 3 м в ширину. Идея первоначального дизайна заключалась в том, чтобы сделать что-то, что двигает вас к диджею и вводит вас в цикл. Просторная комната прямоугольной формы, белая кухонная плитка на стенах и полу вдохновила на создание дизайна. Конечным результатом была комбинация длинных прямых светодиодных лент и светодиодов зигзагообразной формы, которые были выбраны для окончательного дизайна. Использовано 5 светильников. Каждая была длиной 2 метра. Общее количество используемых светодиодов -> 10 м при 60 штук на метр, общее количество светодиодов составило 600 светодиодов.

Блок питания (PWR) был привинчен к ячейке посередине пространства, чтобы уменьшить падение напряжения на 5 светодиодных светильниках.

Шаг 2: Соберите детали и подготовьте рабочее место

Нарисовав эскиз и зная, сколько материалов вам понадобится, получите все материалы (с дополнительными принадлежностями) и начните подготовку к сборке. Этот шаг важен, поскольку он может сэкономить вам кучу денег, если вы хорошо проведете исследование, и сведет к минимуму неиспользованные материалы. Всегда покупайте микроконтроллер у его производителя и все связанные с ним детали. Это единственный надежный источник. Я выбрал Teensy 3.2 для этого проекта как мозг всей системы из-за относительно большой флэш-памяти 256 КБ, 64 КБ ОЗУ и тактовой частоты 72 МГц (важно для работы ART-NET). Для этого проекта можно использовать Teensy 3.6, 4 или LC, но я предлагаю придерживаться 3.2 или 3.1. Особенно, если вы собираетесь использовать адаптер OctoWS2811.

Что касается адресуемых светодиодов, я выбрал WS2812B, поскольку они были самым дешевым вариантом из того, что они предлагают. Вы можете управлять каждым цветом светодиода (RGB) индивидуально. Только 1 кабель для передачи данных на всю линию и напряжение 5 В. Трудно найти блоки питания на 5 В, особенно на 40+ ампер. Прежде чем продолжить, проверьте его доступность на месте. Если вы используете другое количество светодиодов, вы можете рассчитать, насколько большим должен быть ваш блок питания. При напряжении 5 В один светодиод WS2182B потребляет 60 мА (зеленый 20 мА, красный 20 мА, синий 20 мА) при работе на полной яркости. Делаем математику; 100 светодиодов потребляют максимум 6 А. В нашем случае мы использовали 600 светодиодов с возможностью расширения до 1200 светодиодов, что означает, что потребовался блок питания на 70 А (60 мА X 1200 светодиодов = 72 А). Купить светодиоды непросто. Сейчас они довольно популярны, и многие крупные магазины предлагают светодиоды по низкой цене. Я обнаружил, что Алиэкспресс - надежный источник информации о том, сколько он стоит. BTF Lighting предоставляет действительно хороший светодиод, с которым у меня не было проблем. Однако они относительно дороже на Amazon или ebay, чем на Aliexpress.

Я использовал кабели Ethernet для передачи данных между Teensy и приборами, а также между приборами друг с другом. Это было сделано по следующим причинам: 1) монтаж / демонтаж всей системы становится намного проще 2) Уменьшение потери данных на большие расстояния. С помощью кабелей Ethernet вы можете подключить последнюю светодиодную точку на расстоянии около 50 м от микроконтроллера 3), совместимого с адаптером OctoWS2811, как показано на рисунке, для этого подключения использовался разъем Rj45 Cat6 Keystone. После того, как вы все спланировали и собрали материалы, убедитесь, что у вас есть хорошее чистое рабочее место, чтобы паять и строить проще и плавнее.

Шаг 3. Мозг системы - адаптер Teensy 3.2 и OctoWS2811

"loading =" ленивый"

А вот и самое интересное. После загрузки кода в teensy подключите его к ноутбуку и откройте MadMapper. После запуска MadMapper и ввода серийного номера выполните следующие действия:

1. Открыть новый проект
2. Зайдите в инструменты -> настройки
3. Выберите DMXout -> ArtNet
4. Настроить светодиодные устройства -> появится всплывающее окно Teensy, выберите его.
5. Добавьте новый свет из левого нижнего угла "+"
6. Измените настройки в соответствии с тем, как вы настраиваете свою систему. Я решил дать каждой светодиодной линии вселенную, чтобы все они могли иметь начальный канал 1, а количество каналов - это, в основном, количество байтов, которое у вас есть для каждой строки (360 в моем случае; 120 светодиодов в строке X 3 цвета "RGB" = 360). Для каждой строки был свой вывод. Таким образом, строка вывода находится в порядке возрастания (от 0 до X). Выходной канал складывается из того, сколько байтов у вас есть в канале + все остальные байты, которые вы определили. Все они складываются, так что ArtNet может назначить эти байты правому светодиоду. Если вы используете дополнительный USB-контроллер DMX, убедитесь, что вы не забыли каналы, которые он будет использовать. Попробуйте назначить его другой вселенной, чем использованные.
7. Перейдите к значку Bulb, создайте новый прибор, щелкнув фигуру под DMX +, и переименуйте его.
8. Перейдите к редактированию и напишите количество светодиодов, которое должно быть назначено для этого канала, и порядок цвета (RGB ИЛИ GRB и т. Д.)
9. Сохраните настройки прибора и назначьте их свету из меню слева.
10. Добавьте все светодиоды, которые вы собираетесь использовать. Убедитесь, что вы соответствующим образом меняете вселенные
11. Сгруппируйте все приспособления
12. Измените их размер и исправьте их так, как вы собираетесь позиционировать в реальной жизни.
13. ИГРАТЬ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

Программа очень интересная и универсальная, со звуковым входом, добавлением видео и т. Д. А вот и ваша творческая часть;)

Шаг 13: Соберите все и запустите свой первый тест

Поиграв некоторое время с MadMapper, пришло время взять светодиодные светильники, контроллер и ноутбук с MadMapper и провести тестовый запуск на месте. К сожалению, у меня не было достаточно времени, чтобы сделать много фотографий для этой последней части, так как мы опаздывали по графику. Я начал с того, что положил светодиодные светильники на пол, как показано на рисунке, соединил их кабелем CAT6 длиной 1 м между зигзагообразными светильниками и кабелем CAT6 длиной 5 м между двумя боковыми светильниками. Боковые приспособления принимали сигнал от микроконтроллера через 15-метровый кабель CAT6, подключенный непосредственно к адаптеру OctoWS2811, а также к зигзагообразному кабелю. Силовые кабели также были подключены к источнику питания и светильникам через разъемы XT60. Неважно, с какой стороны вы подаете питание для вашего прибора (слева или справа), электричество будет проходить через светодиодную ленту, если она короче 2,5 м. Сначала подключите блок питания, затем кабель micro-USB от Teensy к ноутбуку и откройте Madmapper. Проверьте источники света и нанесите их на карту соответственно. Как только все заработает, прикрепите приспособления к потолку и источнику питания, как показано на рисунке. проложите все кабели над осветительными приборами, чтобы не свешивать кабели и не трогать их волнистыми руками танцоров. Ваше СДЕЛАНО! Поздравляю! Теперь настройте несколько квестов, и вы будете готовы устроить вечеринку с новой системой освещения!

Шаг 14: сцена палестинской андеграундной музыки

Эта система освещения была сделана для новогодней вечеринки UNION 2020. Union - это коллективный орган, объединяющий усилия художников, создающих сцену электронной музыки в Палестине. Создание прочной базы и процветающей сети для творческих умов, участвующих в создании палестинской электронной музыкальной сцены. Стремление к большим событиям, международное сотрудничество со всего мира и создание ежегодных музыкальных фестивалей в Палестине.

За последние пару лет андерграундная музыкальная сцена в Палестине росла в геометрической прогрессии, однако найти место для выступления всегда было большой проблемой. Потому что их просто не было. Вечеринки всегда были небольшими и обычно устраивались в домах или отелях. Вы понимаете, почему это не имеет смысла, это не техно-вечеринка в 5-звездочном отеле, когда люди во всем черном идут на техно-вечеринку, а другие в костюмах идут на встречу. Итак, два года назад мы решили, что нужна настоящая площадка с соответствующей звуковой системой, системой освещения и аудиторией. Я использовал некоторые из моих базовых знаний об Arduino и электронике, которые я получил за годы в летнем лагере, в котором я преподавал в университете и в университете, для создания системы освещения. В то время, когда я еще учился в первом семестре бакалавриата по электротехнике в Берлине, некоторые профессора были достаточно любезны, чтобы помочь мне, когда мне было нужно. После нескольких недель проектирования, исследования прототипов и программирования я создал базовую систему освещения, используя 10 м знаменитых адресуемых светодиодов WS2812b и мегапиксель Arduino. Я запрограммировал Arduino с помощью «тупой» петли, которая просто продолжает зацикливаться без синхронизации с музыкой или BPM. У него даже не было регулировки яркости или цвета, была всего одна кнопка для изменения эффекта. и это была версия 2.0 системы освещения. Обратите внимание, что я все еще изучаю электротехнику, поэтому неверная или отсутствующая информация может быть там по ошибке. Пожалуйста, дайте мне знать, если вы заметите что-либо из этого, или просто у вас есть вопрос, улучшение, вы хотите поделиться своим дизайном или что-то критиковать. Эти инструкции будут перечислены в конкурсе Make it Glow.

Посмотрите этот документальный фильм из котельной или этот набор от SAMA, чтобы узнать больше о процветающей техно-сцене в Палестине.