Система освещения клуба с MadMapper и Teensy 3.2: 14 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

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.