Đèn LED Unicycle: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Những đứa trẻ của tôi được yêu thích vì đi xe đạp một bánh. Một khi ý tưởng được sinh ra để thêm đèn cho một sự kiện trình diễn. Thêm một số đèn sẽ rất tuyệt nhưng lấy cảm hứng từ các buổi trình diễn ánh sáng khác, đèn phải được đồng bộ với âm nhạc.

Đó là một thử thách khá thú vị nhưng là một trải nghiệm học tập tuyệt vời khi giao dịch với các mặt hàng mới như LiPo, DMX, EL-wire, LED sọc, mô-đun RF, v.v.

Ý nghĩ đầu tiên là lập trình mọi thứ vào bộ điều khiển của một sọc.

Tôi đã bỏ qua điều này vì hai lý do:

1) Với ba tác nhân (sau này sẽ là 5), bạn đang có 3x3 = 9 đơn vị điều khiển. Đối với bất kỳ bản cập nhật nào, bạn có thể cập nhật tất cả các bảng. Trong quá trình biểu diễn, bạn cần tìm cách đồng bộ các mô-đun.

2) Lập luận chính của tôi về việc sử dụng một người gửi không phải là kỹ thuật: Bọn trẻ có thể tạo và cập nhật chương trình mà không có tôi. Chỉ cần tưởng tượng có bao nhiêu chỉnh sửa được thực hiện cho đến khi hoàn thành vũ đạo

Kiến trúc hiện tại có ba yếu tố cơ bản:

- Windows Notebook với Vixen 3

- Người gửi: bộ định tuyến không dây tiêu chuẩn

- Bộ thu: ESP8266 + trình điều khiển MOSFET + LED Stripes + LiPo 2S

Nỗ lực đầu tiên dựa trên arduino Nano và NRF24. Sau một số sự kiện, tôi đã phải khắc phục một số hạn chế và chuyển sang ESP8266 vì điều này mang lại sự linh hoạt hơn nhiều.

Bước 1: Mô-đun bộ thu

Các mô-đun dựa trên Bảng NodeLua. Tôi bắt đầu thiết kế PCB của riêng mình nhưng những mô-đun này quá rẻ và đi kèm với bộ điều chỉnh điện áp tích hợp, thứ mà bạn cần khi sử dụng cùng một loại pin cho dải LED.

Để hoàn thành phần cứng, bạn chỉ cần thêm trình điều khiển bao gồm hai điện trở và một MOSFET cho mỗi màu. Để theo dõi nguồn pin, hai điện trở khác được sử dụng. Một PCB tiêu chuẩn được gắn dưới dạng trở lại - vì vậy việc lắp ráp này khá nhanh. Đơn giản hơn nhiều so với giao dịch với arduino và NRF24.

Mặc dù thiết kế khá đơn giản, nhưng điều quan trọng là phải chọn đúng MOSFET có R DS (bật) thấp và V GS (th) dưới 3V. Trên eBay, tôi tìm thấy IRLR7843 trong một vỏ D-PAK để gắn trên bề mặt. Vì vậy, nó là nhỏ nhưng không quá nhỏ để hàn bằng tay.

Sơ đồ mạch cần được cập nhật vì thiếu điện trở kéo xuống cho Cổng MOSFET. Mô-đun hoạt động mà không cần, nhưng khi bạn bật nguồn mô-đun, sọc LED sẽ nhấp nháy.

Nếu bạn muốn xem một thiết kế chuyên nghiệp hơn nhiều, hãy truy cập vào đây: Bộ điều khiển Pixel

Ban đầu, phần mềm này khá đơn giản: đọc gói DMX và truy xuất thông tin liên quan cho dải LED cụ thể. Điều này yêu cầu một số công tắc và jumper để cấu hình một mô-đun.

Khi sử dụng ESP8266, một máy chủ web với giao diện quản trị đã được triển khai để cấu hình mô-đun.

Phần mềm đã được cập nhật sau mỗi buổi diễn để linh hoạt hơn, tăng trách nhiệm và cho phép giám sát. Mọi mô-đun đang gửi dữ liệu theo chu kỳ đến một máy chủ nút, vì vậy tôi có thể kiểm tra xem toàn bộ thiết bị đã sẵn sàng chưa như cường độ tín hiệu WiFi, điện áp pin và trạng thái mô-đun. Ngoài ra, máy chủ nút có thể đặt lại một mô-đun nhất định hoặc yêu cầu cập nhật chương trình cơ sở.

Mã cho mô-đun ESP có sẵn tại github:

Bước 2: Gắn các dải LED

Đối với cơ thể của diễn viên, chúng tôi đang sử dụng một chiếc áo khoác có khóa kéo để bạn có thể dễ dàng mặc quần áo trước khi trình diễn.

Thay vì gắn trực tiếp các sọc LED, chúng tôi đã sử dụng dây đai khóa dán được khâu vào áo. Phần đối chiếu được dán vào dải đèn LED.

Lúc đầu tôi đã sử dụng các đầu nối để gắn cáp vào các đường sọc. Điều này thực sự không đáng tin cậy. và về cơ bản mọi kết nối đều bị đứt do các chuyển động khác nhau của các diễn viên. Vì vậy, tôi đã loại bỏ tất cả các đầu nối và hàn cáp. Sử dụng các điểm hàn ở cuối đường sọc sẽ làm lộ mối liên hệ với các chuyển động cơ học. Do đó, tôi không hàn cáp ở phần cuối của sọc và cố định cáp bằng keo nóng. Tôi cần phải thừa nhận rằng điều này trông không chuyên nghiệp nhưng dù sao thì người kiểm tra cũng sẽ không nhìn thấy điều này trong bóng tối.

Trên bánh xe, mô-đun và tấm chắn được cố định đơn giản vào các nan hoa. Bên cạnh sọc LED là sọc nhựa để đỡ hình tròn đẹp mắt.

Bước 3: Cung cấp điện

LED sọc được thiết kế để hoạt động ở 12V. Pin ở điện áp này phải lớn để gắn trên bánh xe hoặc yên xe. Một giải pháp thay thế là pin khối 9V (PP3 / 6LR61). Điện áp vẫn ổn nhưng nhược điểm chính là thời gian cần thiết để đổi tất cả pin trước buổi biểu diễn, vì tôi muốn có pin mới cho một sự kiện.

Cuối cùng tôi đã chuyển sang LiPo:

Các sọc LED có thể hoạt động ở 8V. Tùy thuộc vào màu sắc, thậm chí 7.8V có thể hoạt động.

Theo đó bạn cần một viên pin LiPo có 2cells - 2S. Sạc đầy điện áp là 2 x 4,2 V = 8,4V

Đối với ứng dụng của tôi, dung lượng 350mAh là đủ và kích thước của pin đủ nhỏ để vừa với một vỏ tiêu chuẩn cho pin 9V bao gồm cả công tắc.

Tôi đã chọn pin có đầu nối JST-XH làm đầu cắm cân bằng và Mini JST cho đầu cắm xả. Tất cả các bộ sạc tiêu chuẩn đều có thể xử lý các đầu nối này.

Tôi đã sử dụng một vỏ tiêu chuẩn cho pin 9V với một công tắc để gắn pin vào xe đạp một bánh. Có thể sạc cùng lúc hai pin cùng loại bằng bộ điều hợp kết nối hai ô 2S với cổng 4S ở bộ sạc.

Bước 4: Tạo chương trình

Có một chương trình tuyệt vời cung cấp giao diện người dùng thực sự đơn giản nhưng mạnh mẽ: Vixen Lights. Mọi thứ được thực hiện thông qua kéo và thả và âm nhạc được hiển thị trong dòng thời gian. Tôi đã xem một số chương trình chuyên nghiệp trước đây, nhưng chương trình này miễn phí và cung cấp mọi thứ tôi cần.

Điều đầu tiên là xác định các sọc LED khác nhau và tạo các nhóm, do đó, việc điều khiển một tập hợp ánh sáng cụ thể sẽ đơn giản hơn nhiều, ví dụ: tất cả các đèn được gắn vào một trình điều khiển. hoặc tất cả các bánh xe.

Nói chung, bạn chọn nhạc và nhập clip vào Vixen incl. các dấu phách.

Các hiệu ứng được gán cho một phần tử hiển thị và được thay đổi theo nhiều cách.

Một trợ giúp tuyệt vời là công cụ mô phỏng nơi bạn có thể xem cảnh sẽ như thế nào trong thời gian thực.

Trong một nutshull, chương trình sẽ gửi dữ liệu DMX đến bộ điều khiển đầu ra, trong thiết lập của tôi, một máy chủ DMX đa hướng đang chạy trên Notebook. Mô-đun được kết nối qua WiFi / WLAN. Mỗi đèn LED được xác định bởi vũ trụ DMX cũng như độ lệch trong gói dữ liệu DM512.

Bạn có thể tìm thấy Vixen tại đây:

Bước 5: Chương trình

Vũ đạo đã được chỉnh sửa rất nhiều lần. Ngoài các diễn viên, các điểm DMX cũng đã được thêm vào cũng như các sọc LED thẳng làm đèn chiếu sáng an toàn bất cứ khi nào sân khấu được nâng lên. Tất cả chúng đều đang sử dụng cùng một mô-đun ESP và được điều khiển bởi Vixen.

Trong tương lai, tôi có thể sử dụng các sọc LED APA102 để tạo ra các hiệu ứng phức tạp hơn.

Điều này có thể yêu cầu sử dụng nhiều vũ trụ dẫn đến một chức năng bước quan trọng trong việc cập nhật phần mềm cũng như thiết lập Vixen. Không chắc tôi có muốn làm điều này không nhưng nó hấp dẫn.