Installation de plafond en étoile à fibre optique réactive pour la musique : 11 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Envie d'un morceau de galaxie chez vous ? Découvrez ci-dessous comment il est fabriqué !

Pendant des années c'était mon projet de rêve et enfin c'est fini. Cela a pris un certain temps, mais le résultat final était si satisfaisant que je suis sûr que cela en valait la peine.

Un peu sur le projet. J'ai fait du bricolage avec ça, ce qui m'a permis d'avoir une totale liberté de création. Le résultat - constellations du ciel nordique à l'échelle, contrôle individuel des amas d'étoiles avec télécommande IR (luminosité et couleur), réactivité à la musique, éclairage de crique entièrement contrôlable et, surtout, possibilité de mettre à niveau à peu près tout dans ce projet. Pour y parvenir, j'ai choisi Arduino comme plate-forme pour le projet car j'ai quelques connaissances en programmation. Pour la réactivité musicale, la puce MSQ7EQ a fait l'affaire, il existe de nombreuses ressources en ligne pour cela. Pour la communication, le NRF24L01 est beaucoup utilisé et j'avais quelques pièces de rechange, je les ai donc utilisés. Pour contrôler un grand nombre de LED, le servo-contrôleur PCA9685 fonctionne très bien. Si vous préférez une version moins chère et plus simple de ce projet, vous pouvez rechercher des kits de plafond en étoile sur amazon, mais si vous décidez de faire du bricolage avec ce projet, tout comme moi, alors ces compétences sont requises: · Quelques connaissances en programmation Arduino; · Compétences en conception de circuits et en soudure; · Comment travailler avec AC.

Vous avez été nombreux à demander le prix du projet, il m'est difficile de donner un chiffre car j'avais beaucoup de matériel pour cela et cela dépend beaucoup de combien vous décidez de le faire vous-même, de la taille du projet, etc, mais je suppose qu'en fonction de ces facteurs, cela pourrait être aussi bas que quelques centaines ou aussi haut que 1000 $. Tout en travaillant un week-end sur deux, il m'a fallu environ un an pour terminer ce projet.

Étape 1: Planification

Tout d'abord, une décision doit être prise si l'on veut fabriquer lui-même la partie électronique ou acheter un kit. Des connaissances en Arduino et en électronique de base sont nécessaires pour fabriquer les circuits, il y a aussi plus de chances que quelque chose se passe mal. Vous pouvez trouver de nombreuses options de kit sur amazon en recherchant "Fiber Optic Star Ceiling Kit" ou n'importe où ailleurs, il existe de nombreuses options. Mais si quelqu'un veut une liberté créative totale et le contrôle du projet, alors le bricolage complet est une voie à suivre.

Maintenant que la décision est prise sur l'électronique, vous devriez penser à la structure du plafond, à la taille de la carte des étoiles et au nombre d'étoiles. Je suis allé avec un plafond de gypse suspendu typique pour les raisons mentionnées précédemment. Comme dans mon cas, il était difficile d'installer la fibre optique (plafond bas), j'ai décidé d'opter pour un nombre d'étoiles relativement faible ~ 1200, mais le résultat final est toujours incroyable, aucun regret ici.

Maintenant sur le choix du motif en étoile. Je vis dans l'hémisphère nord, j'ai donc choisi une partie du ciel qui est réellement visible ici. Il existe de nombreuses applications pour obtenir l'image des constellations, j'ai utilisé Celestia comme dans le célèbre instructable "Star-Map". Bien sûr, le motif n'a pas besoin d'être réaliste et à l'échelle, n'hésitez pas à avoir une liberté de création totale ici, vous pouvez trouver beaucoup d'idées étonnantes en ligne pour les motifs.

Les étoiles marquées de cercles de couleurs différentes servent à différencier les amas d'étoiles avec une luminosité quelque peu similaire. Je n'ai pas fait beaucoup d'efforts dans cette partie, donc ce n'est pas super précis.

Étape 2: Matériaux

Maintenant que tout est planifié, les matériaux peuvent être commandés.

Dans cette partie, je n'énumérerai pas les matériaux nécessaires pour le plafond lui-même, car cela dépend du système utilisé et d'autres facteurs. J'ai utilisé le système de plafond de Knauf. Il en va de même pour les outils, car la plupart des outils dont vous aurez besoin pour installer le plafond. Pour l'installation des étoiles et de l'électronique, il n'en faut pas beaucoup, voir la liste ci-dessous. Une grande partie des pièces que j'ai achetées dans les magasins d'électronique locaux et reposent sur AliExpress, car c'est beaucoup moins cher là-bas et la qualité est bonne dans la plupart des cas.

Pièces pour étoiles et électronique:

· L'alimentation des bandes LED dépend de la longueur, il existe de très bonnes ressources en ligne spécifiquement pour choisir l'alimentation des bandes LED. Dans mon cas, j'avais une alimentation à découpage 12V / 30A / 350W pour peut-être 15 mètres de bande. Les bandes étaient de 14,4 W/m, donc j'avais beaucoup de réserve. · Alimentation pour diodes LED 3W. Encore une fois, cela dépend du nombre de LED utilisées, mais dans mon cas, l'alimentation était de 5V / 7A / 35W pour 15 LED et Arduino lui-même. Si vous décidez d'utiliser des LED RVB standard de 5 mm, cette alimentation peut être nettement moins puissante et le circuit sera beaucoup plus simple, mais les étoiles sont moins brillantes.). Une seule LED sert à contrôler un groupe d'étoiles, donc la quantité dépend du nombre d'étoiles que vous souhaitez contrôler séparément.· Bandes LED RVB 12V.· Fibre optique. La ligne de pêche ne fonctionne pas. La quantité dont vous avez besoin dépend du nombre d'étoiles / de la taille du plafond / de l'emplacement du circuit. J'ai utilisé quelques fibres d'épaisseurs différentes pour plus d'effet.· Panneaux PCA9685. Avec une seule carte, 5 diodes LED RGB peuvent être contrôlées.· 2x Arduino Uno/Mega.· 2x NRF24L01.· Câble USB pour alimenter Arduino.· Mosfets logiques IRL540N, la quantité dépend du nombre de bandes LED utilisées. 1 pc est pour une seule couleur de bande LED unique. Gardez à l'esprit que la limite de longueur de bande est d'environ 5 mètres, si vous avez besoin de plus, vous aurez besoin de bandes séparées. Il existe également des solutions de contournement pour connecter de longues bandes, n'hésitez pas à demander ou à google si nécessaire. · Transistors 2N2222 (ou autres NPN). Un transistor séparé est nécessaire pour chaque couleur de LED 3W. Dans mon cas 15x3.· Résistances: 2W 10R/2W 6R8/2W 6R8 pour R G B de chaque LED 3W respectivement. 5-10k pour le pull down, peut être 0,25W.· Condensateurs 10 uF pour le découplage NRF24L01.· Une sorte de plaque en aluminium pour la fixation et le refroidissement des LED 3W.· PCB pour les circuits.· Planche à pain pour les tests.· Quelques vis aléatoires, contreplaqué, du ruban adhésif et d'autres choses que vous trouverez dans votre atelier typique. · Beaucoup de fils de différentes épaisseurs. Pour le signal PWM, de simples fils de maquette peuvent être utilisés, peu d'ampères circulent à travers ces fils, mais pour les bandes LED, l'épaisseur doit être calculée en fonction de la distance entre la bande LED et le circuit, de même pour les LED 3W.

Pièces pour le boîtier de télécommande et l'analyseur de spectre:

· 1x MSGEQ7;· Résistances: 1x 470 Ω / 1x 180k Ω / 1x 33k Ω.· Condensateurs:1x 33 pF / 1x 0,01 µF / 1x 0,1 µF.· Pâte thermique pour CPU.· Télécommande IR et diode réceptrice.· A beaucoup de fils de maquette ou de fils minces que vous avez. · Petit PCB. J'ai utilisé PROTO SHIELD.· Petit boîtier pour Arduino UNO et le circuit. J'ai utilisé une petite boîte découpée au laser.· Il y a d'autres pièces qui sont partagées avec le circuit principal. La quantité est incluse dans la liste des circuits principaux.

Outils pour l'installation en étoile et la création de circuit:

· Colle transparente qui ne dissout pas les fibres optiques. J'ai utilisé de la colle à papier de base.· Matériel de soudure.· Un multimètre est utile pour ce projet.· Tournevis.· Pinces.· Poinçon ou quelque chose de similaire (j'ai utilisé du fil d'acier) pour percer des trous dans un plafond. Doit être de la même épaisseur que la fibre optique.

Étape 3: Installation du plafond

Je n'entrerai pas dans les détails dans cette étape, il y a une tonne de matériel sur la façon d'installer un plafond suspendu et je ne suis pas un expert sur ce sujet. L'approche que j'ai choisie est plus compliquée qu'une approche de panel avec des étoiles que beaucoup de gens choisissent. Mais en faisant de cette manière, nous avons un plafond suspendu de qualité qui, à la lumière du jour, a l'air tout à fait normal, pas de panneaux, pas de rien.

Pour l'électronique, j'ai décidé d'ajouter une trappe de maintenance dans une partie moins visible du plafond de gypse.

L'application du mastic et de l'apprêt se fait à cette étape, mais la peinture est effectuée lorsque les fibres sont installées.

Étape 4: Installation de la fibre optique

Cette partie a pris plus que prévu… Après beaucoup d'improvisations, nous avons décidé que dans notre cas la meilleure façon de câbler la fibre optique est avec une canne à pêche et une boucle de ligne de pêche, voir mes croquis de chef-d'œuvre pour une explication. Maintenant que je regarde cette idée, cela semble ridicule, mais qui n'aime pas les défis.

Quelques remarques:

· Je recommande de coller les fibres dans leurs trous, afin qu'elles restent en place à coup sûr. La colle doit être transparente et ne pas réagir avec le matériau fibreux. J'ai utilisé de la colle à papier basique.

· Aucun perçage n'est nécessaire. Les trous dans le gypse du plafond peuvent être simplement percés avec un poinçon ou quelque chose de similaire, assurez-vous simplement de faire correspondre le diamètre de la fibre optique.

· Pour trouver les positions exactes d'étoiles spécifiques sur un plafond, j'ai utilisé un ruban à mesurer à l'ancienne. Ce n'était pas précis à 100%, mais assez proche. Le plafond était trop grand pour imprimer une carte des étoiles à l'échelle.

Étape 5: Finition du plafond: Peinture

Nous avons peint sur des fibres optiques, elles ne sont donc pas visibles lorsqu'elles ne sont pas utilisées. Fait de cette façon, il ressemble à votre plafond suspendu typique. Nous avons peint en deux couches et la brillance des fibres est presque la même.

Étape 6: faire un circuit de test

Le circuit lui-même n'est pas si compliqué et a fonctionné pour moi dès le départ, mais il est toujours bon de le tester avant de l'installer et il y a beaucoup de soudure dans celui-ci, donc il y a un risque là-bas. De plus, il est judicieux de tester une version du circuit pour les futures mises à jour, car je suis sûr que personne ne veut court-circuiter quelque chose qui a pris des jours à installer dans le plafond.

Pour la version de test, je veux dire une ou deux cartes PCA9685, NRF24L01 et des alimentations connectées à Arduino. Tout peut être sur des planches à pain. La même chose s'applique au circuit à distance IR, il suffit d'ajouter des trucs à la maquette, voir si cela fonctionne. De plus, je suggérerais de souder quelques LED 3W pour les tests.

Étape 7: Code Arduino

Pour les bibliothèques et autres liens utiles, consultez la section « Informations utiles ». Pour une explication du code, regardez les commentaires dans le code.

Pour créer ce code, j'ai utilisé beaucoup de ressources, certaines d'entre elles sont répertoriées dans la section "Informations utiles", mais depuis que j'ai terminé ce projet il y a plus d'un an, au moment où j'ai décidé d'écrire instructable, je ne pouvais pas trouver tout les ressources et certains des liens que j'ai sauvegardés ne fonctionnaient malheureusement plus. Donc, si quelqu'un a besoin d'aide avec le code, faites-le moi savoir dans les commentaires, je ferai de mon mieux.

Dans le code, vous trouverez une fonction assez compliquée pour le clignotement des LED. Pour le rendre plus agréable, j'ai utilisé un tutoriel pour la respiration led: https://sean.voisen.org/blog/2011/10/breathing-led-with-arduino/Les yeux humains ne perçoivent pas la lumière de manière linéaire, Donc, si vous utilisez une augmentation linéaire de la luminosité des LED, cela n'a pas l'air très naturel.

Étape 8: Câblage et bandes LED

C'est maintenant l'heure du câblage final ! Si tout est testé et fonctionne, cela ne devrait pas être très difficile, juste beaucoup de soudure de pièces identiques. Pour fixer le circuit, j'ai utilisé du contreplaqué de la taille de la trappe de maintenance, donc s'il y a un besoin, je peux facilement retirer tout le circuit du plafond. J'ai mis les fibres dans de petits tubes de plomberie en plastique, d'environ la taille de LED 3W, puis j'ai percé des trous de la même taille dans du contreplaqué et j'ai inséré ces tubes dans le contreplaqué. En faisant cela, je peux facilement retirer les fibres des LED en cas de besoin, voir les images ci-jointes.

En ce qui concerne les bandes LED, je suggère de les coller sur des profilés en aluminium pour le refroidissement, car ces bandes deviennent très chaudes.

Étape 9: Dépannage et réglage fin

Vous avez testé le circuit, mais maintenant qu'il est installé, il ne fonctionne pas… ou quelque chose ne fonctionne pas comme il se doit. C'est probablement votre soudure car si cela a fonctionné dans le circuit de test, il n'y a aucune raison pour que cela ne fonctionne pas maintenant, à quelques exceptions près. J'espère que ce n'est pas le cas pour vous, mais je vais partager un problème particulier que j'ai eu juste à titre d'exemple.

Lorsque je gradais les bandes LED à la valeur la plus basse, les bandes arrêtaient de fonctionner ou commençaient à clignoter. Après de longues recherches et un dépannage, j'ai découvert que le problème était la commutation lente de l'IRL540 et que les solutions consistaient simplement à réduire la fréquence PWM des cartes PCA à 50 Hz. Cela a principalement résolu le problème, maintenant seulement aux valeurs inférieures, je peux voir un scintillement ou des problèmes, mais cela n'a pas d'importance puisque je n'utilise pas de valeurs aussi basses. Ce problème m'est revenu lorsque j'ai décidé de filmer le plafond car avec une fréquence si basse, vous pouvez voir le scintillement des caméras, c'est comme filmer la télévision. Pour résoudre ce problème, j'ai fait un petit circuit de maquette avec des transistors 2N2222 au lieu d'IRL540, histoire de faire le shoot. Avec ces transistors, le problème était résolu et comme je filmais avec des valeurs PWM relativement faibles, les 2N2222 pouvaient gérer la puissance. Si quelqu'un a le même problème, n'hésitez pas à adapter le circuit Totem – Pôle, cela devrait aider à résoudre ce problème.

Maintenant que, espérons-le, tout est à sa place et fonctionne, nous pouvons affiner la luminosité des étoiles, la réactivité à la musique, les modes de décoloration des étoiles, etc.

Étape 10: Informations et liens utiles

Pour écrire le code et créer le circuit, j'ai utilisé beaucoup de ressources, la plupart d'entre elles sont répertoriées ici, mais depuis que j'ai terminé ce projet il y a quelque temps, au moment où j'ai décidé de le partager, je ne pouvais pas trouver toutes les ressources et certains des liens que j'ai sauvegardés ne fonctionnaient malheureusement plus. Donc, si quelqu'un a besoin d'aide avec le code ou le projet lui-même en général, faites-le moi savoir dans les commentaires, je ferai de mon mieux.

MSGEQ7

www.sparkfun.com/datasheets/Components/Gen…

www.baldengineer.com/msgeq7-simple-spectru…

rheingoldheavy.com/msgeq7-arduino-tutorial…

www.instructables.com/id/Comment-construire-votre…

Nrf24L01

arduinoinfo.mywikis.net/wiki/Nrf24L01-2.4GH…

PCA9685

learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-dr…

github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Dri…

télécommande infrarouge

github.com/z3t0/Arduino-IRremote

Étape 11: Mises à niveau

Ce serait cool de créer une application pour contrôler le plafond, peut-être en utilisant OpenHAB sur Raspberry PI, car PCA9685 peut être facilement contrôlé via RPi.

Si OpenHab ou une alternative est utilisé, il est possible de connecter le plafond à un système de maison intelligente.

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