Tek Tekerlekli Bisiklet LED Işık Gösterisi: 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Çocuklarım tek tekerlekli sirk bisikletine binmek için tutkulu. Bir gösteri etkinliği için ışık eklemek için fikir doğdu. Bazı ışıklar eklemek zaten harika olurdu ama diğer ışık gösterilerinden esinlenerek ışıklar müzikle senkronize edilmelidir.

Oldukça maceralı ama LiPo, DMX, EL-wire, LED şeritler, RF modülleri vb. gibi yeni öğelerle ilgili harika bir öğrenme deneyimiydi.

İlk düşünce, her şeyi bir şeridin kontrol ünitesine programlamaktı.

Bunu iki nedenden dolayı göz ardı ettim:

1) Üç oyuncu ile (daha sonra 5 olacak), 3x3=9 kontrol üniteniz var. Herhangi bir güncelleme için tüm panoları güncellemeniz gerekir. Gösteri sırasında modülleri senkronize etmenin bir yolunu bulmanız gerekiyor.

2) Tek gönderici kullanma konusundaki temel argümanım teknik bir argüman değil: Çocuklar şovu ben olmadan oluşturabilmeli ve güncelleyebilmelidir. Koreografi bitene kadar kaç tane ince ayar yapıldığını hayal edin.

Mevcut mimarinin temelde üç unsuru vardır:

- Vixen 3 ile Windows Not Defteri

- Gönderen: standart kablosuz yönlendirici

- Alıcı: ESP8266 + MOSFET sürücüsü + LED Şeritler + LiPo 2S

İlk deneme, arduino Nano ve NRF24'e dayanıyordu. Bazı olaylardan sonra bazı sınırlamaları aşmak zorunda kaldım ve bu çok daha fazla esneklik sağladığı için ESP8266'ya geçtim.

Adım 1: Alıcı Modülü

Modüller NodeLua Anakartlarına dayanmaktadır. Kendi PCB'lerimi tasarlamaya başladım, ancak bu modüller çok ucuz ve aynı pili LED şerit için kullandığınızda ihtiyacınız olan entegre voltaj regülatörü ile geliyor.

Donanımı tamamlamak için, renk başına iki direnç ve bir MOSFET'ten oluşan sürücüyü eklemeniz yeterlidir. Pil gücünü izlemek için iki direnç daha kullanılır. Standart bir PCB, bindirme olarak monte edilmiştir - bu yüzden bunu monte etmek oldukça hızlıdır. Bir arduino ve bir NRF24 ile uğraşmaktan çok daha basit.

Tasarım oldukça basit olmasına rağmen, anahtar, düşük R DS (açık) ve 3V'nin altında V GS(th) değerine sahip doğru MOSFET'i seçmektir. EBay'de IRLR7843'ü yüzeye montaj için bir D-PAK muhafazasında buldum. Yani küçük ama elle lehimlemek için çok küçük değil.

MOSFET-Gate için aşağı çekme direnci eksik olduğundan devre şemasının güncellenmesi gerekiyor. Modül olmadan çalışır, ancak modülü açtığınızda LED şerit yanıp söner.

Çok daha profesyonel bir tasarım görmek istiyorsanız buraya gidin: Pixel Controller

Yazılım en başta oldukça basitti: bir DMX paketini okumak ve belirli LED şeridi için ilgili bilgileri almak. Bu, bir modülü yapılandırmak için bazı anahtarlar ve köprüler gerektiriyordu.

ESP8266'yı kullanırken, modülü yapılandırmak için yönetici arayüzüne sahip bir web sunucusu uygulandı.

Yazılım, daha esnek olmak, sorumluluğu artırmak ve izlemeye olanak sağlamak için her gösteriden sonra güncellendi. Her modül bir düğüm sunucusuna periyodik olarak veri gönderiyor, bu yüzden WiFi sinyal gücü, pil voltajı ve modül durumu gibi tüm ekipmanın hazır olup olmadığını kontrol edebiliyorum. Ek olarak, düğüm sunucusu belirli bir modülü sıfırlayabilir veya bir ürün yazılımı güncellemesi talep edebilir.

ESP modülünün kodu github'da mevcuttur:

Adım 2: LED Şeritlerin Montajı

Oyuncunun vücudu için, gösteriden önce kolayca giyinebilmeniz için fermuarlı bir palto kullanıyoruz.

LED şeritleri doğrudan tutturmak yerine, kaplamaya dikilmiş cırt cırtlı kayışlar kullandık. Karşı taraf LED şeridine yapıştırılmıştır.

Başlangıçta kabloyu şeritlere bağlamak için konektörler kullandım. Bu gerçekten güvenilmezdi. ve temelde oyuncuların çeşitli hareketleri nedeniyle her bağlantı koptu. Bu yüzden tüm konektörleri çıkardım ve kabloları lehimledim. Bir şeridin en sonundaki lehim noktalarını kullanmak, bağlantıyı mekanik hareketlere maruz bırakır. Bu nedenle kabloları şeridin sonunda lehimlemiyorum ve kabloyu sıcak tutkalla sabitliyorum. Bunun profesyonel görünmediğini itiraf etmeliyim ama seyirci bunu zaten karanlıkta görmeyecek.

Direksiyon üzerinde, modül ve pil, tellere basitçe sabitlenmiştir. LED şeridin yanında güzel bir yuvarlak daireyi desteklemek için plastik bir şerit bulunur.

Adım 3: Güç Kaynağı

LED şeritler 12V ile çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu voltajdaki piller, tekerleğe veya seleye monte edilemeyecek kadar büyüktür. Bir alternatif 9V blok pildi (PP3 / 6LR61). Voltaj hala iyi ama asıl dezavantajı, bir etkinlik için yeni piller istediğim için tüm pilleri gösteriden önce değiştirmek için gereken süre.

Sonunda LiPo'ya taşındım:

LED şeritler 8V'da çalışabilir. Renge bağlı olarak 7.8V bile çalışabilir.

Buna göre 2 hücreli - 2S'li bir LiPo pile ihtiyacınız var. Tam şarjlı voltaj 2 x 4,2 V = 8,4 V

Benim uygulamam için 350 mAh kapasite yeterlidir ve pilin boyutu, bir anahtar dahil 9V pil için standart bir muhafazaya sığacak kadar küçüktür.

Denge fişi olarak JST-XH konektörlü pilleri ve deşarj fişi için Mini JST'yi seçtim. Tüm standart şarj cihazları bu konektörleri işleyebilir.

Pili tek tekerlekli bisiklete monte etmek için anahtarlı 9V piller için standart bir muhafaza kullandım. Aynı tipte iki pil, iki 2S hücresini şarj cihazındaki 4S bağlantı noktasına bağlayan bir adaptör kullanılarak aynı anda şarj edilebilir.

Adım 4: Şovu Oluşturma

Gerçekten basit ama güçlü bir kullanıcı arayüzü sağlayan harika bir program var: Vixen Lights. Her şey sürükle ve bırak yöntemiyle yapılır ve müzik zaman çizelgesinde gösterilir. Daha önce bazı profesyonel programlara baktım ama bu ücretsiz ve ihtiyacım olan her şeyi sağlıyor.

İlk iş, farklı LED şeritlerini tanımlamak ve gruplar oluşturmaktır, bu nedenle belirli bir ışık setini kontrol etmek çok daha kolaydır, örneğin: tüm ışıklar tek bir sürücüye bağlıdır. veya tüm tekerlekler.

Genel olarak müziği seçer ve klibi Vixen dahil olmak üzere içe aktarırsınız. vuruş belirteçleri.

Efektler bir görüntüleme öğesine atanır ve birçok şekilde değiştirilebilir.

Büyük bir yardım, sahnenin gerçek zamanlı olarak nasıl görüneceğini görebileceğiniz simülasyon aracıdır.

Özetle, program DMX verilerini, kurulumumda Dizüstü Bilgisayarda çalışan bir çok noktaya yayın DMX sunucusu olan çıkış denetleyicisine gönderecektir. Modül WiFi / WLAN üzerinden bağlanır. Her LED, DMX evreni ve DM512 veri paketi içindeki ofset tarafından belirlenir.

Vixen'i burada bulabilirsiniz:

Adım 5: Gösteri

Koreografi birçok kez ince ayar yapıldı. Oyunculara ek olarak, sahne yükseltildiğinde güvenlik ışıkları olarak DMX spotları ve düz LED şeritler eklendi. Hepsi aynı ESP modülünü kullanıyor ve Vixen tarafından kontrol ediliyor.

İleride, daha karmaşık efektlere izin vermek için APA102 LED şeritlerini kullanabilirim.

Bu, Vixen kurulumunun yanı sıra yazılımın güncellenmesinde önemli bir adım işlevine yol açan çoklu evrenlerin kullanılmasını gerektirebilir. Bunu yapmak isteyip istemediğimden emin değilim ama çekici.