Espectáculo de luces LED de monociclo: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

A mis hijos les apasiona montar en monociclo. Una vez que nació la idea de agregar luces para un evento de espectáculo. Agregar algunas luces ya sería genial, pero inspirado en otros espectáculos de luces, las luces deberían estar sincronizadas con la música.

Fue toda una aventura, pero una gran experiencia de aprendizaje al tratar con nuevos elementos como LiPo, DMX, EL-wire, bandas de LED, módulos de RF, etc.

El primer pensamiento fue programar todo en la unidad de control de una banda.

He ignorado esto por dos razones:

1) Con tres actores (más tarde serán 5), tienes 3x3 = 9 unidades de control. Para cualquier actualización, ha actualizado todos los tableros. Durante el espectáculo, debe encontrar una forma de sincronizar los módulos.

2) Mi argumento principal para usar un remitente no es técnico: los niños deberían poder crear y actualizar el programa sin mí. Imagínense cuántos retoques se hacen hasta que finaliza la coreografía.

La arquitectura actual tiene básicamente tres elementos:

- Cuaderno de Windows con Vixen 3

- Remitente: enrutador inalámbrico estándar

- Receptor: ESP8266 + controlador MOSFET + Rayas LED + LiPo 2S

El primer intento se basó en arduino Nano y NRF24. Después de algunos eventos, tuve que superar algunas limitaciones y me mudé a ESP8266 ya que esto proporciona mucha más flexibilidad.

Paso 1: módulo receptor

Los módulos se basan en placas NodeLua. Comencé a diseñar mis propios PCB, pero estos módulos son muy baratos y vienen con un regulador de voltaje integrado, que también necesita cuando usa la misma batería para la banda de LED.

Para completar el hardware, solo necesita agregar el controlador que consta de dos resistencias y un MOSFET por color. Para monitorear la energía de la batería, se utilizan otras dos resistencias. Una PCB estándar está montada como piggy back, por lo que es bastante rápido ensamblarlo. Mucho más simple que tratar con un arduino y un NRF24.

Aunque el diseño es bastante simple, la clave es seleccionar el MOSFET correcto que tenga un R DS bajo (encendido) y V GS (th) por debajo de 3V. En eBay encontré el IRLR7843 en una carcasa D-PAK para montaje en superficie. Por lo tanto, es pequeño pero no demasiado pequeño para soldar a mano.

El diagrama del circuito debe actualizarse ya que falta la resistencia desplegable para MOSFET-Gate. El módulo funciona sin él, pero cuando enciende el módulo, la franja LED parpadeará.

Si quieres ver un diseño mucho más profesional entra aquí: Pixel Controller

El software era bastante simple al principio: leer un paquete DMX y recuperar la información relevante para la franja LED específica. Esto requirió algunos interruptores y puentes para configurar un módulo.

Al usar el ESP8266, se implementó un servidor web con una interfaz de administración para configurar el módulo.

El software se ha actualizado después de cada espectáculo para ser más flexible, aumentar la responsabilidad y permitir el seguimiento. Cada módulo envía datos de forma periódica a un servidor de nodo, por lo que puedo comprobar si todo el equipo está listo, como la intensidad de la señal WiFi, el voltaje de la batería y el estado del módulo. Además, el servidor de nodo puede restablecer un determinado módulo o solicitar una actualización de firmware.

El código para el módulo ESP está disponible en github:

Paso 2: Montaje de bandas de LED

Para el cuerpo del actor usamos un abrigo con cremallera para que puedas vestirte fácilmente antes del espectáculo.

En lugar de unir directamente las rayas LED, usamos correas de velcro que están cosidas al abrigo. La contraparte está pegada a la franja LED.

Al principio he usado conectores para sujetar el cable a las rayas. Esto fue realmente poco confiable. y básicamente todas las conexiones se rompieron debido a los diversos movimientos de los actores. Así que quité todos los conectores y soldé los cables. El uso de los puntos de soldadura al final de una franja expone la conexión a movimientos mecánicos. Debido a esto, no estoy soldando los cables al final de la franja y fijando el cable con pegamento caliente. Debo admitir que esto no parece profesional, pero la audiencia no verá esto en la oscuridad de todos modos.

En la rueda, el módulo y la batería simplemente se fijan a los radios. Junto a la franja de LED hay una franja de plástico para sostener un bonito círculo redondo.

Paso 3: fuente de alimentación

Las bandas de LED están diseñadas para funcionar a 12V. Las baterías con este voltaje son demasiado grandes para montarlas en la rueda o el sillín. Una alternativa fue una batería de bloque de 9V (PP3 / 6LR61). El voltaje todavía está bien, pero el principal inconveniente es el tiempo necesario para cambiar todas las baterías antes de un espectáculo, ya que quiero baterías nuevas para un evento.

Finalmente me mudé a LiPo:

Las bandas de LED pueden funcionar a 8V. Dependiendo del color, incluso 7.8V podrían funcionar.

En consecuencia, necesita una batería LiPo con 2 celdas - 2S. Totalmente cargado, el voltaje es 2 x 4,2 V = 8,4 V

Para mi aplicación, una capacidad de 350 mAh es suficiente y el tamaño de la batería es lo suficientemente pequeño como para caber en una carcasa estándar para una batería de 9 V que incluye un interruptor.

He elegido baterías con conector JST-XH como enchufe de equilibrio y Mini JST como enchufe de descarga. Todos los cargadores estándar pueden manejar estos conectores.

Usé una carcasa estándar para baterías de 9V con un interruptor para montar la batería en el monociclo. Se pueden cargar dos baterías del mismo tipo al mismo tiempo usando un adaptador que conecta dos celdas 2S a un puerto 4S en el cargador.

Paso 4: creación del espectáculo

Hay un programa increíble que proporciona una interfaz de usuario realmente simple pero poderosa: Vixen Lights. Todo se hace mediante arrastrar y soltar y la música se muestra en la línea de tiempo. He visto algunos programas profesionales antes, pero este es gratuito y ofrece todo lo que necesito.

Lo primero es definir las diferentes bandas de LED y crear grupos, por lo que es mucho más sencillo controlar un conjunto específico de luces, por ejemplo: todas las luces conectadas a un controlador. o todas las ruedas.

En general, selecciona la música e importa el clip a Vixen incl. los marcadores de ritmo.

Los efectos se asignan a un elemento de visualización y se modifican de muchas formas.

Una gran ayuda es la herramienta de simulación donde puede ver cómo se verá la escena en tiempo real.

En un abrir y cerrar de ojos, el programa enviará los datos DMX al controlador de salida que en mi configuración es un servidor DMX de multidifusión que se ejecuta en el portátil. Los módulos están conectados a través de WiFi / WLAN. Cada LED está determinado por el universo DMX, así como por el desplazamiento dentro del paquete de datos DM512.

Puedes encontrar a Vixen aquí:

Paso 5: el espectáculo

La coreografía se ha modificado muchas veces. Además de los actores, se han agregado puntos DMX, así como franjas LED rectas como luces de seguridad siempre que el escenario esté elevado. Todos ellos usan el mismo módulo ESP y están controlados por Vixen.

En el futuro, puedo utilizar bandas de LED APA102 para permitir efectos más sofisticados.

Esto puede requerir el uso de múltiples universos que conducen a una función de paso significativo en la actualización del software, así como en la configuración de Vixen. No estoy seguro de querer hacer esto, pero es atractivo.