Spectacle de lumière LED monocycle : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Mes enfants sont passionnés par le monocycle. Une fois l'idée est née d'ajouter des lumières pour un événement-spectacle. Ajouter des lumières serait déjà cool mais inspiré par d'autres jeux de lumière, les lumières devraient être synchronisées avec la musique.

Ce fut toute une aventure mais une excellente expérience d'apprentissage avec de nouveaux éléments tels que LiPo, DMX, fil EL, bandes LED, modules RF, etc.

La toute première pensée a été de tout programmer dans l'unité de contrôle d'une bande.

Je l'ai ignoré pour deux raisons:

1) Avec trois acteurs (plus tard 5), vous avez 3x3=9 unités de contrôle. Pour toute mise à jour, vous devez mettre à jour toutes les cartes. Pendant le spectacle, vous devez trouver un moyen de synchroniser les modules.

2) Mon argument principal pour utiliser un seul expéditeur n'est pas technique: les enfants devraient pouvoir créer et mettre à jour l'émission sans moi. Imaginez combien de réglages sont effectués jusqu'à ce que la chorégraphie soit terminée

L'architecture actuelle comporte essentiellement trois éléments:

- Bloc-notes Windows avec Vixen 3

- Expéditeur: routeur sans fil standard

- Récepteur: ESP8266 + driver MOSFET + Bandes LED + LiPo 2S

La première tentative était basée sur arduino Nano et NRF24. Après quelques événements, j'ai dû surmonter certaines limitations et suis passé à ESP8266 car cela offre beaucoup plus de flexibilité.

Étape 1: Module récepteur

Les modules sont basés sur des cartes NodeLua. J'ai commencé à concevoir mes propres circuits imprimés, mais ces modules sont si bon marché et sont livrés avec un régulateur de tension intégré, dont vous avez également besoin lorsque vous utilisez la même batterie pour la bande LED.

Pour terminer le matériel, il vous suffit d'ajouter le pilote composé de deux résistances et d'un MOSFET par couleur. Pour surveiller la puissance de la batterie, deux autres résistances sont utilisées. Un PCB standard est monté en ferroutage - il est donc assez rapide de l'assembler. Beaucoup plus simple que de traiter avec un arduino et un NRF24.

Bien que la conception soit assez simple, la clé est de sélectionner le bon MOSFET ayant un faible R DS (on) et V GS (th) inférieur à 3V. Sur eBay, j'ai trouvé l'IRLR7843 dans un boîtier D-PAK pour montage en surface. Il est donc petit mais pas trop petit pour être soudé à la main.

Le schéma de circuit doit être mis à jour car la résistance pull-down pour le MOSFET-Gate est manquante. Le module fonctionne sans, mais lorsque vous mettez le module sous tension, la bande LED clignote.

Si vous voulez voir un design beaucoup plus professionnel, allez ici: Pixel Controller

Le logiciel était assez simple au tout début: lire un package DMX et récupérer les informations pertinentes pour la bande LED spécifique. Cela nécessitait des commutateurs et des cavaliers pour configurer un module.

Lors de l'utilisation de l'ESP8266, un serveur Web avec une interface d'administration a été implémenté pour configurer le module.

Le logiciel a été mis à jour après chaque spectacle afin d'être plus flexible, d'augmenter la responsabilité et de permettre le suivi. Chaque module envoie périodiquement des données à un serveur de nœuds, je suis donc en mesure de vérifier si l'ensemble de l'équipement est prêt, comme la force du signal WiFi, la tension de la batterie et l'état du module. De plus, le serveur de nœud est capable de réinitialiser un certain module ou de demander une mise à jour du firmware.

Le code du module ESP est disponible sur github:

Étape 2: Montage des bandes LED

Pour le corps de l'acteur, nous utilisons un manteau avec une fermeture éclair afin que vous puissiez facilement vous habiller avant le spectacle.

Au lieu de fixer directement les bandes LED, nous avons utilisé des bandes velcro qui sont cousues au manteau. La contrepartie est collée sur la bande LED.

Au début, j'ai utilisé des connecteurs pour attacher le câble aux bandes. Ce n'était vraiment pas fiable. et fondamentalement, chaque connexion a été rompue en raison des différents mouvements des acteurs. J'ai donc retiré tous les connecteurs et soudé les câbles. L'utilisation des points de soudure à la toute fin d'une bande expose la connexion à des mouvements mécaniques. Pour cette raison, je ne soude pas les câbles au bout de la bande et je ne fixe pas le câble avec de la colle chaude. Je dois admettre que cela n'a pas l'air professionnel, mais le public ne le verra pas dans le noir de toute façon.

Sur la roue, le module et la batterie sont simplement fixés aux rayons. À côté de la bande LED se trouve une bande en plastique pour soutenir un joli cercle rond.

Étape 3: Alimentation

Les bandes LED sont conçues pour fonctionner à 12V. Les batteries à cette tension sont trop grosses pour être montées sur la roue ou la selle. Une alternative était une pile bloc 9V (PP3 / 6LR61). La tension est toujours correcte mais le principal inconvénient est le temps nécessaire pour changer toutes les piles avant un spectacle, car je veux des piles neuves pour un événement.

Enfin je suis passé à LiPo:

Les bandes LED peuvent fonctionner à 8V. Selon la couleur, même 7.8V pourrait fonctionner.

Par conséquent, vous avez besoin d'une batterie LiPo avec 2 cellules - 2S. Complètement chargé, la tension est de 2 x 4,2 V = 8,4 V

Pour mon application, une capacité de 350mAh est suffisante et la taille de la batterie est suffisamment petite pour tenir dans un boîtier standard pour une batterie 9V comprenant un interrupteur.

J'ai choisi des batteries avec un connecteur JST-XH comme prise d'équilibrage et Mini JST pour la prise de décharge. Tous les chargeurs standards peuvent gérer ces connecteurs.

J'ai utilisé un boîtier standard pour batteries 9V avec un interrupteur pour monter la batterie sur le monocycle. Deux batteries du même type peuvent être chargées en même temps à l'aide d'un adaptateur reliant deux cellules 2S à un port 4S du chargeur.

Étape 4: Création du spectacle

Il existe un programme génial fournissant une interface utilisateur simple mais puissante: Vixen Lights. Tout se fait par glisser-déposer et la musique est affichée dans la timeline. J'ai déjà consulté certains programmes professionnels, mais celui-ci est gratuit et fournit tout ce dont j'ai besoin.

La toute première chose est de définir les différentes bandes LED et de créer des groupes, il est donc beaucoup plus simple de contrôler un ensemble de lumière spécifique, par exemple: toutes les lumières attachées à un pilote. ou toutes les roues.

En général, vous sélectionnez la musique et importez le clip dans Vixen incl. les marqueurs de battement.

Les effets sont affectés à un élément d'affichage et peuvent être modifiés de plusieurs manières.

L'outil de simulation vous aide grandement à voir à quoi ressemblera la scène en temps réel.

En un mot, le programme enverra les données DMX au contrôleur de sortie qui est dans ma configuration un serveur DMX multicast fonctionnant sur le Notebook. Les modules sont connectés via WiFi / WLAN. Chaque LED est déterminée par l'univers DMX ainsi que par le décalage dans le paquet de données DM512.

Vous pouvez trouver Vixen ici:

Étape 5: Le spectacle

La chorégraphie a été modifiée à plusieurs reprises. En plus des acteurs, des spots DMX ont été ajoutés ainsi que des bandes LED droites comme feux de sécurité chaque fois que la scène est surélevée. Tous utilisent le même module ESP et sont contrôlés par Vixen.

À l'avenir, je pourrais utiliser des bandes LED APA102 pour permettre des effets plus sophistiqués.

Cela peut nécessiter l'utilisation de plusieurs univers conduisant à une fonction d'étape importante dans la mise à jour du logiciel ainsi que la configuration de Vixen. Je ne sais pas si je veux le faire, mais c'est attrayant.