Светодиодная новогодняя елка с видеопроектором (Rasp Pi): 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Глядя на то, что некоторые люди собирают для «сверхсовременных» рождественских светодиодных шоу на открытом воздухе, я хотел увидеть, как можно объединить тот же уровень системы для рождественской елки внутри дома. В предыдущих инструкциях я создавал домашнее программное обеспечение и установки для управления светодиодными пикселями RGB, но в этом году я хотел переключиться на технологию, которую использует рождественское сообщество на открытом воздухе, и применить ее внутри дома. Это также хорошо, потому что это гораздо более дешевая установка, чем могла бы быть такая же впечатляющая уличная установка для всего дома.

Я поклонник веб-сайта Instructables и разместил здесь несколько других проектов светодиодов, поэтому я хотел бы поделиться обзором шагов, предпринятых для создания дерева, которое вы видите в видео. Этот учебник охватывает множество дисциплин и технологий, каждая из которых может быть проинструктирована самостоятельно. Ниже приведены ссылки для перехода к ресурсам, которые я использовал для изучения этих технологий. Также не пропустите прикрепленное видео на YouTube о дереве в действии.

Кроме того, я участвовал в этом руководстве в некоторых из текущих конкурсов, поэтому, если вам нравится то, что вы видите, мы будем благодарны за голосование!

Шаг 1: материалы

Материалы

Я включил ссылки, где это применимо, к конкретным компонентам, которые я использовал в своей настройке

• Источник питания - 5 В или 12 В, в зависимости от типа напряжения, требуемого светодиодами WS2811. Также убедитесь, что его номинальный ток (в амперах) соответствует количеству светодиодов, которые вы планируете использовать.
• Raspberry Pi - для запуска программного обеспечения контроллера для шоу (Falcon Pi Player). USB-накопитель - используется Falcon Pi Player для хранения видео, песен, последовательностей.
• Беспроводной маршрутизатор - для подключения для доступа к Pi и загрузки новых файлов, а также контроллера пикселей. Это будет отдельная сеть для дерева, поэтому подойдет любой дешевый маршрутизатор.
• Контроллер пикселей (SanDevices e682 или другой) - это будет то, что принимает команды от Pi (с использованием стандарта E1.31) и напрямую управляет вашими нитями WS2811.
• Светодиодные лампы WS2811 RGB - я использовал 400 из 5-вольтовых ламп WS2811 в форме пули.
• Светодиодный провод и двухжильный провод - для подключения светодиодов, а также для подачи энергии
• Соединения JST - 2- и 3-контактные разъемы для подключения света и подачи энергии
• Проектор - я считаю, что здесь подойдет все, что на Amazon стоит около 100 долларов, раз уж вы не смотрите фильмы.
• Картонные коробки
• Оберточная бумага
• Видеоредактор с масштабированием и маскированием - Sony Vegas

Шаг 2: Настройка вычислений и энергопотребления

Вам понадобится физическая установка, чтобы разместить основные компоненты вашей установки, и в идеале, как можно лучше, скрыться за деревом. Компоненты установки - маршрутизатор, Pi, контроллер пикселей и источник питания.

Источник питания

• Подключается к пиксельному контроллеру для подачи питания
• Обеспечивает линейную подачу энергии на полосы WS2811 (которая вам понадобится для любых пикселей, превышающих 50 пикселей от контроллера пикселей)
• Убедитесь, что блок питания плотно закрыт, чтобы никто не мог прикоснуться к блоку питания.

Маршрутизатор ·

• Подключается к удлинителю ·
• Не удосужился положить его в корпус
• Имеет проводное Ethernet-соединение с Pi и другое проводное Ethernet-соединение с Pixel Controller.

• Обязательно помните, что маршрутизатор, Pi, контроллер пикселей должны быть на IP-адресах, способных общаться друг с другом. В моем случае все они были на 192.168.1.xxx.

  • Маршрутизатор 192.168.1.1
  • Пи 192.168.1.197
  • Пиксельный контроллер 192.168.1.206

Raspberry Pi

Запускает Falcon Pi Player, который является стандартом для воспроизведения последовательностей на Pi. По моему опыту, настройка была очень простой, следуя инструкциям на веб-сайте

Пиксельный контроллер

В моем случае я выбрал SanDevices e682 (но, вероятно, мог бы использовать более дешевый e6804). Установку и использование SanDevices было легко понять, следуя инструкциям, представленным на веб-сайте SanDevices (а также ресурсам на веб-сайте Xlights)

Шаг 3: светодиоды WS2811

Для дерева моего размера 400 огни выдвигают максимум из того, что может удерживать дерево, и при этом красиво выглядеть (а не кучей проводов и лампочек вокруг). Кроме того, около 400 источников света - это то место, где вы можете начать отображать основные изображения на дереве с помощью светодиодов.

Я бы порекомендовал, если возможно, приобрести WS2811 с зеленым или черным соединительным проводом, а не со стандартными белыми / красными / синими соединениями, которые будут выделяться. Кроме того, я взял изоленту и обернул прозрачную пластиковую часть каждого светодиода, чтобы свет не выделялся так сильно, как при стандартном освещении лампами накаливания или светодиодном освещении, где корпус темно-зеленого цвета.

Потребуется инжекция мощности, поэтому учитывайте это, а также количество источников света, которые вы планируете использовать, а также количество в каждой нити от вашего контроллера пикселей. В моем случае я использовал 2 нити по 150 светодиодов и одну нить из 50 светодиодов, чтобы получить 400.

Положение на дереве не имеет значения, поскольку оно будет изменено на следующем шаге, однако вы должны попытаться получить равномерное покрытие вокруг дерева.

Для подачи питания я припаял 2-контактные разъемы JST к вашим нитям WS2811. На конце блока питания я сделал 7-футовый кабель, который соединяет блок питания с 2-контактным разъемом JST.

Также я сделал 7-футовые шнуры (3 провода для WS2811) от контроллера Pixel к прядям WS2811. В моем случае 3 из них для подключения к светодиодной нити 150 карат, светодиодной нити 150 карат и светодиодной нити 50 карат.

Шаг 4: Построение позиции в Xlights

Xlights - это программное обеспечение, используемое большей частью сообщества DIY Christmas Lights для создания последовательностей / шоу. В Xlights есть особенность настраиваемой модели, когда пользователь предоставляет электронную таблицу с числами для каждой позиции пикселя. Google "xlights custom model" для множества ресурсов по этому поводу.

Однако с 400 пикселями создать собственную модель может быть непросто. Что я сделал, так это создал последовательность xlights, в которой я играл ·

• Первые 25 горят красным ·
• Следующие 25 горят зеленым ·
• Следующие 25 горят синим ·
• Следующие 25 лампочек фиолетового цвета ·
• Следующие 25 горят красным ·
• Так далее

Затем, зафиксировав сотовый телефон на столе, я снял на мобильный телефон видео, на котором воспроизводится последовательность, каждый пиксель светился на прибл. 1-2 секунды. Я использовал Sony Vegas, чтобы наложить сетку на видео, чтобы я мог легко определить местоположение для каждого пикселя. Однако при использовании 400 источников света будет перекрытие, так как несколько светодиодов будут занимать одну и ту же координату сетки, с чем Xlights не справится. В моем случае я создал программу на C для чтения в списке координат и устранения конфликтов, однако это можно было сделать и вручную в Excel или Google Docs.

Шаг 5: Пакеты (экраны мини-проекторов)

Помимо проецирования видео с проектора на само дерево, мне также нужен был нормальный экран для просмотра, который мог бы показывать на нем видео хорошего качества. Следовательно, 3 подарочных пакета под деревом хорошо справляются с захватом большей части широкоэкранного видео. Одно интересное замечание заключалось в том, что мне было трудно найти матовую или плоскую оберточную бумагу. Большинство доступных материалов - глянцевые. Поэтому после упаковки каждого подарка я нанесла на них 5-6 слоев не совсем белой плоской краски.

Шаг 6: Настройка проектора

В моем случае в моей комнате, к счастью, есть осветительная арматура в идеальном месте и на расстоянии от дерева, что позволяет мне установить проектор сбоку и закрыть от нижней части упаковки до верхней части дерева. Чтобы установить проектор в номинальной конфигурации или по горизонтали, потребовалось бы отодвинуть проектор слишком далеко назад. Уход и тестирование также должны были включать установку проектора под правильным углом (не совсем вертикальным, как вы можете судить по фотографиям), чтобы охватить сцену.

HDMI от Raspberry Pi, который Falcon Pi Player использует для видео, проходит через проектор.

Проведя исследования на нескольких форумах AV, можно сказать, что установка проекторов в негоризонтальной конфигурации определенным образом повлияет на рассеивание тепла, поскольку проекторы оптимизированы для рассеивания тепла в горизонтальной конфигурации. Однако, поскольку я проигрываю цикл видео как шоу, в котором проектор включен только на 15 минут, я не особо беспокоился. Многие из проблем на форумах AV были связаны с пользователями, которые хотели, чтобы проектор был включен в течение длительного времени (> 2 часов).

Я поднял свой мобильный телефон примерно рядом с объективом проектора и направил его под тем же углом, под которым проектор будет воспроизводить видео. Затем я использовал редактор изображений, чтобы создать маску области, которую я мог бы использовать с ПО для редактирования видео, Sony Vegas. В целом это было просто, хотя вспомнить в Видеоредакторе, что «Вверх» = Прямо на дереве, Вправо = Вниз на дереве, временами дезориентировало.

Шаг 7: Заключение

Построение шоу до этого уровня происходило в течение 4 лет эволюции шоу с рождественской елкой, но я хотел применить тот же уровень WOW-фактора, который другие показывают на своих внешних рождественских световых шоу, к елке внутри.

Если вам понравилось это руководство, проголосуйте в конкурсах, в которых я участвовал. Спасибо!