سیستم روشنایی باشگاه با MadMapper & Teensy 3.2: 14 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

در سال 2018 من اولین نسخه از این سیستم روشنایی کم هزینه باشگاه را برای مهمانی سال نو در رام الله فلسطین با گروه خود UNION تهیه کردم ، در مورد این داستان و گروه در پایان این مقاله. این سیستم مبتنی بر LED های آدرس پذیر WS2812B بود که بر روی یک حلقه کار می کردند و توسط Arduino Mega کار می کردند ، با فشار دادن یک دکمه روی کنسول کنترل ، می توان اثر را تغییر داد. این راه اندازی چند مشکل داشت:

1. عدم انعطاف پذیری ؛ مقدار ثابتی از افکت های از پیش برنامه ریزی شده وجود داشت و می توان آنها را به صورت دستی با قطع یک حلقه تغییر داد
2. تغییر سیستم از نظر فیزیکی و حمل و نقل سخت بود زیرا همه کابل ها برای طول های اندازه گیری شده لحیم شده بودند
3. سیستم با ضرب آهنگ همگام نشد
4. سیستم شکننده بود
5. عدم کنترل روشنایی
6. تعمیر/عیب یابی سخت است
7. حداکثر فاصله بدون تداخل داده یا افت ولتاژ قابل توجه 10 متر از میکروکنترلر و 4 متر از منبع تغذیه بود
8. حداکثر # LED 700 LED بود

به همین دلایل ، ما تصمیم گرفتیم نسخه 2.0 این سیستم را بسازیم. من مطمئن شدم که این مشکلات باید با در نظر گرفتن نکات زیر حل شود:

1. آسان برای نصب و پیاده شدن
2. کار با هر کسی آسان است. من در فلسطین زندگی نمی کنم که از این سیستم استفاده می شود. بنابراین ، زمانی که من آنجا نیست ، بیشتر توسط تیم The UNION اداره می شود. این آموزش همچنین برای آنهاست که در صورت نیاز هر قسمت از سیستم را عیب یابی کرده و درک کنند.

3. تعمیر آسان (در صورت نیاز) توسط اشخاص ثالث

4. مصرف کم انرژی
5. از LED های آدرس پذیر استفاده می کند
6. حداکثر بودجه 500 یورو
7. در فواصل طولانی با حداقل تداخل کار می کند
8. از یک نرم افزار Projection Mapping برای همگام سازی آن با موسیقی/BPM ، ایجاد جلوه ها با آن و استفاده همزمان از آن با پروژکتور برای تصاویر استفاده می کند.
9. می تواند برای 1200+ LED تنظیم شود

پس از تحقیقات طولانی ، من یک سند از یک نرم افزار نقشه برداری به نام MadMapper پیدا کردم که در آن نحوه اتصال یک میکروکنترلر Teensy 3.2 با نرم افزار از طریق Art-Net توضیح داده شد. فایل در این پیوند از وب سایت MadMapper ضمیمه شده است. این پروژه برای افرادی با دانش کافی از میکروکنترلرها (Teensy 3.2) ، LED های آدرس پذیر ، سیستم های جاسازی شده و دانش اولیه استفاده از اترنت برای انتقال داده ها در نظر گرفته شده است. پیوندهای پیوست می تواند مفید باشد.

من پروژه ها یا اسناد زیادی برای سیستم روشنایی مورد استفاده در این مورد پیدا نکردم. روشن کردن یک باشگاه به همین دلیل من تصمیم گرفتم که آموزش خود را بسازم و آن را با هر تیم سازنده ، سازنده یا تکنسین به اشتراک بگذارم. منبع باز و رایگان برای همه. امیدوارم بتوانم ببینم افرادی که این پروژه را برای استفاده شخصی خود در فضاهای شخصی خود انجام می دهند و مجدداً قصد دارند. لطفاً با [email protected] با من تماس بگیرید اگر س questionالی دارید ، هرگونه پیشرفت احتمالی ، اطلاعات اشتباه را ببینید یا به سادگی می خواهید در مورد پروژه ، گروه ، صحنه باشگاه در فلسطین بیشتر بدانید.

تدارکات

مواد خریداری شده آنلاین (از آلمان- آمازون و چین- Banggood)

• 15 متر X WS2812b LED های آدرس پذیر 5 متر = 23.4 یورو 15 میلیون = 70.2 یورو
• 1 X Teensy 3.2 Board Board1 = 27.9 یورو
• 1 X OctoWS2811 آداپتور برای Teensy 3.21 = 20.0 €
• منبع تغذیه 1 X 5V 70A 1 = 53.9 یورو
• 15 X Cat6/RJ45 Keystone Jack5 = 7.0 یورو 15 = 21.0 یورو
• 20 X XT60 اتصال زن جفت زن 10 = 10.6 یورو 20 = 21.2 یورو
• 1 عدد کانکتور Extension Pin Header50 = 7.0 یورو

مجموع: 228.2 €

مواد خریداری شده محلی (از فلسطین- ممکن است قیمتها بالاتر از اروپا باشد)

• 10m X CAT 6 کابل 1m = 0.5 € 10m = 5.0 €
• 2 X 15m Male to Male CAT 6 کابل 15m = 9.0 € 30m = 18.0 €
• 3 X 1m نر به نر CAT 6 کابل 1m = 1.2 € 3m = 3.6 €
• 1 X 5m Male to Male CAT 6 کابل 5m = 6.0 €
• 30m X عایق دو کابل برق 16AWG برق جامد (LowVoltage- High Ampere) 1m = 0.7 € 30m = 21.0 €

• 300 X Ziptie 300 = 15 یورو

• 5 X مشخصات LED آلومینیومی با صفحه نمایش شیری (2 متر طول X 10 میلی متر ارتفاع داخلی X 10 میلی متر عرض داخلی) 1 = 9.5 یورو 5 = 47.5 یورو
• 5 کابل فلزی آویزان (کیت) برای آویزان کردن مشخصات آلومینیومی روی سلول 1 = 4.25 یورو 5 = 21.25 یورو
• 15 متر X نوار فوم دو طرفه 5 متر = 3.0 یورو 15 میلیون = 9.0 یورو
• 1 X چسب اپوکسی روشن گوریلا 1 = 3.7 یورو
• 5 چوب تفنگ چسب داغ 5 = 2.0 یورو

TOTAL: 152.05 € ابزار:

• آهن لحیم کاری 70 وات
• قلع لحیم کاری 50 گرم
• سرباز وک
• فن لحیم کاری
• دست کمک
• سیم چین
• تپانچه سیم برنده
• Network Wire Punch Down Tool
• کنترلر Digital Dot Starter Cap SK6812
• ابزار چرخشی
• دریل چکشی
• پیچ گوشتی برقی
• چسب حرارتی تفنگی
• مولتی متر
• لپ تاپی با گرافیک خوب

من بیشتر ابزارها را داشتم ، مجبور بودم چند ابزار بخرم که تقریباً 40 یورو برای من هزینه داشت. اگر مجبور باشید همه چیز را بخرید ، ممکن است 120-150 یورو هزینه داشته باشد. من همچنین مجبور شدم نرم افزار نقشه برداری MadMapper را به مدت یک ماه با پرداخت 45 یورو از جمله مالیات آلمان اجاره کنم. شما می توانید آن را به مدت 3 ماه یا یک سال برای یک معامله بهتر اجاره کنید. اگر پول آن را دارید ، نرم افزار را بخرید و از توسعه دهندگان پشتیبانی کنید! بودجه کل = 465.25 €.

مرحله 1: فضای خود را بشناسید و یک طرح بکشید

از نظر آب و هوایی که قصد دارید این پروژه را برای یک باشگاه ، یک بار یا حتی اتاق خود بازسازی کنید ، قبل از خرید هر یک از مصالح ، باید پویای آن را درک کرده و طرح آن را ترسیم کنید.

نکاتی که هنگام طراحی سیستم باید به آن توجه کنید:

1. فضا چقدر بزرگ است و چقدر نور می خواهید در این فضا داشته باشید. بستگی دارد که فضا برای چه چیزی استفاده می شود.
2. شکل فضا. آیا یک اتاق درجه دوم است؟ آیا سلولینگ بالایی دارد؟ در صورت وجود چند پنجره وجود دارد…. و غیره
3. در مورد باشگاه یا بار ، چه نوع موسیقی در آنجا می چرخد؟ این به شما ایده هایی برای طراحی کلی می دهد
4. فاصله زیادی بین LED ها به یکدیگر و/یا LED ها به منبع تغذیه باقی نگذارید. از آنجا که ما روی انتقال داده با فرکانس بالا کار می کنیم ، سیگنال می تواند در فواصل طولانی توزیع شود. به همین ترتیب ، هنگام استفاده از ولتاژ پایین (در این حالت 5 ولت) افت ولتاژ در طول فاصله کابل با افزایش فاصله به شدت افزایش می یابد. این ابزار به من کمک کرد تا افت ولتاژ را محاسبه کنم و به من کمک کرد تا تصمیم بگیرم از کدام کابل ها برای تأمین برق وسایل LED خود استفاده کنم. هنگام استفاده از کابلهای 12AWG در 5 ولت با ولتاژ 7.2 آمپر ، 7.5 درصد افت ولتاژ دریافت کردم. این می تواند با افزایش ولتاژ منبع تغذیه و افت ولتاژ بیشتر و مسافت بیشتر هک شود. (اگر به 7.5 ولت افزایش یابد ، A 14AWG می تواند تا 5.11 ولت در فاصله 20 متری تحویل دهد). آنچه را که مناسب شماست پیدا کنید و از آن استفاده کنید.

در مورد ما ، ما آشپزخانه ای را زیر استخر (زیرزمینی ادبی) پیدا کردیم که در زمستان کار نمی کرد. ما همه چیز را از آن حذف کردیم و وسایلی را که به زیبایی زیبایی می افزاید ، گذاشتیم. طول آن 9 متر X 3 متر عرض بود ، همانطور که در طرح نشان داده شده است. ایده طراحی اولیه این بود که چیزی بسازید که شما را به سمت Dj سوق دهد و شما را در جریان قرار دهد. اتاق مستطیلی کشیده ، کاشی های سفید آشپزخانه روی دیوارها و کف به الهام بخشیدن به طراحی کمک کرد. نتیجه نهایی ترکیبی از نوارهای LED مستقیم بلند و LED های زیگزاگ شکل برای طراحی نهایی انتخاب شد. 5 چراغ روشنایی استفاده شد. طول هر کدام 2 متر بود. مجموع LED های مورد استفاده-> 10m @60 psc در متر ، مجموع LED ها 600 LED بود.

منبع تغذیه (PWR) به سلول در وسط فضا پیچیده شد تا افت ولتاژ در 5 چراغ LED کاهش یابد.

مرحله 2: قسمت های خود را جمع آوری کرده و فضای کاری خود را آماده کنید

پس از کشیدن یک طرح و دانستن اینکه به چه مقدار مواد نیاز دارید ، تمام مواد (با وسایل اضافی) را تهیه کنید و آماده شدن برای ساخت خود را شروع کنید. اگر این تحقیق را به خوبی انجام داده باشید و مواد بلااستفاده را به حداقل برسانید ، این مرحله بسیار مهم است زیرا می تواند در هزینه های شما صرفه جویی کند. همیشه میکرو کنترلر خود را از تولید کننده آن و قطعات مربوط به آن خریداری کنید. این تنها منبع قابل اعتماد است. من Teensy 3.2 را برای این پروژه به عنوان مغز کل سیستم به دلیل حافظه فلش نسبتاً بزرگ 256 Kb ، 64Kb RAM ، 72 مگاهرتز سرعت کلاک (مهم برای عملکرد ART-NET) انتخاب می کنم. Teensy 3.6 ، 4 یا LC می تواند برای این پروژه استفاده شود ، اما من پیشنهاد می کنم از 3.2 یا 3.1 استفاده کنید. مخصوصاً اگر قصد استفاده از آداپتور OctoWS2811 را دارید.

وقتی صحبت از LED های آدرس پذیر می شود ، من WS2812B را انتخاب می کنم زیرا آنها ارزان ترین گزینه برای آنچه ارائه می دهند بودند. شما می توانید هر رنگ LED (RGB) را به صورت جداگانه کنترل کنید. فقط 1 کابل داده برای کل خط اجرا کنید و از 5 ولت استفاده کنید. پیدا کردن منبع تغذیه 5 ولت ، به ویژه منبع تغذیه 40+ آمپر دشوار است. قبل از ادامه ، در دسترس بودن آن را به صورت محلی بررسی کنید. اگر از تعداد LED های مختلف استفاده می کنید ، می توانید اندازه منبع تغذیه خود را محاسبه کنید. هنگام کار با 5 ولت ، یک LED WS2182B با روشنایی کامل 60 میلی آمپر (سبز 20 میلی آمپر ، قرمز 20 میلی آمپر ، آبی 20 میلی آمپر) می کشد. انجام ریاضی ؛ 100LED حداکثر 6A را ترسیم می کند. در مورد ما ، ما از 600LED قابل ارتقاء به 1200LED استفاده کردیم ، به این معنی که منبع تغذیه 70A مورد نیاز است (60mA X 1200LEDs = 72A). خرید LED ها کمی مشکل است. آنها اکنون بسیار محبوب هستند و بسیاری از خرده فروشی های بزرگ LED ها را با قیمت ارزان ارائه می دهند. من دریافتم که Aliexpress یک منبع قابل اعتماد در مورد هزینه آن است. BTF Lighting LED بسیار خوبی را ارائه می دهد که من هیچ مشکلی با آن نداشتم. اما آنها نسبت به Aliexpress نسبت به آمازون یا ebay گسترده تر هستند.

من از کابل های اترنت برای انتقال اطلاعات بین Teensy و وسایل و بین وسایل با یکدیگر استفاده کردم. این امر به دلایل زیر انجام شد: 1) نصب/پیاده سازی کل سیستم بسیار آسان تر می شود 2) از دست دادن داده ها در مسافت های طولانی کاهش می یابد. با کابل های اترنت ، می توانید آخرین نقطه LED را در فاصله 50 متری میکروکنترلر وصل کنید 3) سازگار با آداپتور OctoWS2811 همانطور که در تصویر نشان داده شده است. پس از برنامه ریزی برای تهیه همه چیز و تهیه مصالح خود ، مطمئن شوید که فضای کاری تمیز و زیبایی دارید تا همه لحیم کاری و ساختمان راحت تر و روان تر شود.

مرحله 3: مغز سیستم- Teensy 3.2 و آداپتور OctoWS2811

"loading =" تنبل"

در اینجا جالب ترین بخش می آید. پس از بارگذاری کد در نوجوان ، آن را به لپ تاپ خود وصل کرده و MadMapper را باز کنید. پس از اجرای MadMapper و وارد کردن شماره سریال خود ، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. یک پروژه جدید باز کنید
2. به Tools -> preferences بروید
3. DMXout -> ArtNet را انتخاب کنید
4. راه اندازی دستگاه های LED -> سپس Teensy باید ظاهر شود ، آن را انتخاب کنید
5. افزودن نور جدید از گوشه پایین سمت چپ "+"
6. تنظیمات را با توجه به نحوه پیکربندی سیستم خود تغییر دهید. من انتخاب می کنم که به هر خط LED یک جهان بدهم تا همه آنها بتوانند کانال شروع 1 را داشته باشند و تعداد کانالها اساساً چند بایت برای هر خط است (360 مورد در مورد من ؛ 120LED در خط X 3 رنگ "RGB" = 360) برای هر خط خروجی متفاوتی وجود داشت. بنابراین خط خروجی به ترتیب صعودی است (از 0 تا X). کانال خارج به تعداد بایت های شما در یک کانال اضافه می شود + تمام بایت های دیگر که تعریف کرده اید. همه آنها جمع می شوند تا ArtNet بتواند آن بایت ها را به LED سمت راست اختصاص دهد. اگر از کنترلر usb اضافی DMX استفاده می کنید ، مطمئن شوید که کانال هایی را که استفاده می کند فراموش نکنید. سعی کنید آن را به جهان متفاوتی نسبت به جهان مورد استفاده اختصاص دهید.
7. به علامت Bulb بروید ، با کلیک روی شکل زیر DMX+ یک وسیله جدید ایجاد کنید و نام آن را تغییر دهید
8. برای ویرایش و نوشتن مقدار LED که باید برای این کانال اختصاص داده شود و ترتیب رنگ (RGB یا GRB و غیره)
9. تنظیمات دستگاه را ذخیره کرده و آن را به یک نور از منوی سمت چپ اختصاص دهید
10. تمام LED هایی را که می خواهید استفاده کنید اضافه کنید. مطمئن شوید که جهان را بر این اساس تغییر می دهید
11. همه وسایل را گروه بندی کنید
12. اندازه آنها را تغییر دهید و آنها را با نحوه قرار دادن آنها در زندگی واقعی تنظیم کنید
13. با نرم افزار بازی کنید

این نرم افزار بسیار سرگرم کننده و همه کاره با ورودی صدا اضافه کردن فیلم ها و غیره است. در اینجا بخش خلاقانه شما می آید ؛)

مرحله 13: همه چیز را جمع آوری کرده و اولین آزمایش خود را اجرا کنید

پس از مدتی بازی با MadMapper ، وقت آن است که وسایل LED و کنترلر و لپ تاپ را با MadMapper ببرید و یک آزمایش آزمایشی را در محل اجرا کنید. متأسفانه وقت کافی برای گرفتن عکسهای زیاد برای این آخرین قسمت نداشتم ، زیرا ما در برنامه با تاخیر کار کردیم. من با نصب چراغ های LED روی زمین شروع کردم ، زیرا در طرح آنها را با کابل 1 متری CAT6 بین وسایل زیگ زاگ و کابل 5 متری CAT6 بین دو لامپ جانبی متصل کردم. وسایل جانبی از طریق یک کابل 15 متری CAT6 سیگنال از میکروکنترلر دریافت می کنند که مستقیماً به آداپتور OctoWS2811 و زیگزاگ متصل شده است. کابلهای برق نیز از طریق کانکتورهای XT60 به منبع تغذیه و اتصالات متصل می شوند. فرقی نمی کند که برق مورد نیاز خود را از چپ (راست یا چپ) از کدام طرف تامین می کنید تا زمانی که طول آن از نوار LED کوتاهتر از 2.5 متر باشد. ابتدا منبع تغذیه خود و سپس کابل micro USB از Teensy را به لپ تاپ خود وصل کرده و Madmapper را باز کنید. چراغ ها را آزمایش کرده و متناسب با آنها نقشه برداری کنید. هنگامی که همه چیز کار می کند ، Fixtures را همانطور که در طرح است به سلول و منبع تغذیه وصل کنید. برای جلوگیری از آویختن کابل ها و دست های مواج از دست رقاصه ها به آنها ، تمام کابل ها را در بالای وسایل روشنایی قرار دهید. شما انجام شد! تبریک می گویم! در حال حاضر برخی از سوالات را تنظیم کنید و آماده می شوید که با سیستم روشنایی جدید مهمانی بگیرید!

مرحله 14: صحنه موسیقی زیرزمینی فلسطین

این سیستم روشنایی برای جشن سال نو UNION 2020 ساخته شده است. اتحادیه یک گروه جمعی است که تلاش هنرمندان را برای ایجاد صحنه موسیقی الکترونیکی در فلسطین گرد هم می آورد. ایجاد یک پایگاه مستحکم و یک شبکه پر رونق برای ذهن های خلاق که در ایجاد صحنه موسیقی الکترونیکی فلسطین مشارکت دارند. تلاش برای رویدادهای بزرگتر ، همکاری های بین المللی از سراسر جهان و ایجاد جشنواره های موسیقی سالانه در فلسطین.

از چند سال پیش ، صحنه موسیقی زیرزمینی در فلسطین به طور تصاعدی در حال رشد بود ، با این حال ، یافتن مکان همیشه یک کار بزرگ بود. چون به سادگی هیچکدام وجود نداشت. مهمانی ها همیشه کوچک بودند و معمولاً در خانه ها یا هتل ها ساخته می شدند. می بینید که چرا منطقی نیست ، هیچ مهمانی تکنو در یک هتل 5 ستاره نیست ، افرادی که لباس مشکی بر تن دارند و به یک جشن تکنو می روند و دیگران با کت و شلوار به جلسه می روند. بنابراین دو سال پیش تصمیم گرفتیم که یک مکان واقعی با سیستم صوتی مناسب ، سیستم روشنایی و مخاطبان مورد نیاز است. من برخی از دانش اولیه خود را در مورد آردوینو و الکترونیک که در طول سالها از اردوی تابستانی که در دانشگاه و از دانشگاه تدریس می کردم ، برای ساختن سیستم روشنایی به دست آوردم. در آن زمان که من هنوز در ترم اول کارشناسی مهندسی برق خود در برلین بودم ، برخی از اساتید آنقدر لطف کردند که در مواقع نیاز به من کمک کنند. پس از هفته ها طراحی ، تحقیق درباره نمونه سازی و برنامه نویسی ، من یک سیستم روشنایی اولیه با استفاده از 10 متر LED های معروف آدرس دهی WS2812b و یک مگا آردوینو ایجاد کردم. من آردوینو را با یک حلقه "Dumb" برنامه ریزی کردم که بدون هماهنگ سازی با موسیقی یا BPM همچنان به چرخش ادامه می دهد. حتی روشنایی یا کنترل رنگ نداشت ، فقط یک دکمه برای تغییر جلوه وجود داشت. و این نسخه 2.0 سیستم روشنایی بود. لطفا توجه داشته باشید که من هنوز دانشجوی مهندسی برق هستم بنابراین هرگونه اطلاعات اشتباه یا اطلاعات مفقود شده ممکن است به اشتباه در آنجا باشد. لطفاً در صورت مشاهده هر یک از این موارد ، یا به سادگی سوالی ، بهبودی ، بخواهید طرح خود را به اشتراک بگذارید یا از هر چیزی انتقاد کنید ، به من اطلاع دهید. این دستورالعمل ها در مسابقه Make it Glow ذکر شده است.

این مستند را از اتاق دیگ بخار یا این مجموعه از SAMA تماشا کنید تا در مورد صحنه پر رونق تکنو در فلسطین بیشتر بدانید.