Sistema de iluminação de clube com MadMapper e Teensy 3.2: 14 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Em 2018 fiz a primeira versão deste sistema de iluminação de clube de baixo orçamento para uma festa de ano novo em Ramallah Palestina com meu coletivo The UNION, mais sobre a história e o coletivo no final deste artigo. O sistema foi baseado em LEDs endereçáveis WS2812B rodando em um loop e alimentado por um Arduino Mega, o efeito pode ser alterado pressionando um botão no console de controle. Esta configuração teve alguns problemas:

1. Não sendo flexível; havia uma quantidade fixa de efeitos pré-programados e eles podiam ser alterados manualmente interrompendo um loop
2. O sistema era difícil de mudar fisicamente e de transportar, uma vez que todos os cabos foram soldados para os comprimentos medidos
3. O sistema não estava sincronizado com a batida
4. O sistema era frágil
5. Sem controle de brilho
6. Difícil de consertar / solucionar
7. A distância máxima sem interferência de dados ou queda de tensão perceptível foi de 10m do Mikrocontrolador e 4m da fonte de alimentação
8. O número máximo de LEDs era 700 LEDs

Por essas razões, decidimos construir a versão 2.0 deste sistema. Certifiquei-me de que esses problemas deveriam ser resolvidos tendo os seguintes pontos em mente:

1. Fácil de montar e desmontar
2. Fácil de operar por qualquer pessoa. Eu não moro na Palestina, onde este sistema está sendo usado. Portanto, ele é operado principalmente pela equipe da UNION quando eu não estou lá. Este tutorial também é para eles, a fim de solucionar problemas e entender qualquer parte do sistema quando necessário.

3. Fácil de reparar (quando necessário) por terceiros

4. Baixo consumo de energia
5. Usa LEDs endereçáveis
6. Orçamento Máximo 500 €
7. Funciona em longas distâncias com interferência mínima
8. Usa um software de Projection Mapping para sincronizá-lo com a música / BPM, fazer efeitos com ele e usá-lo simultaneamente com um projetor para os visuais
9. Pode ser configurado para mais de 1200 LEDs

Depois de uma longa pesquisa, encontrei um documento de um software de mapeamento de projeção chamado MadMapper explicando como conectar um microcontrolador Teensy 3.2 com o software através do Art-Net. O arquivo está anexado neste link do site MadMapper. Este projeto é destinado a pessoas com conhecimento suficiente de Microcontroladores (Teensy 3.2), LEDs endereçáveis, sistemas embarcados e conhecimento básico do uso de Ethernet para transferência de dados. Os links anexados podem ser úteis.

Não encontrei muitos projetos ou documentos para um sistema de iluminação usado para esse fim. Acendendo um clube. É por isso que decidi fazer meu próprio tutorial e compartilhá-lo com quaisquer clubbers, criadores ou técnicos. Gratuito e de código aberto para todos. Espero poder ver pessoas refazendo e propondo este projeto para seu próprio uso em seus próprios espaços. Por favor me contate em [email protected] Se você tiver alguma dúvida, veja as possíveis Melhorias, Informações erradas ou simplesmente quer saber mais sobre o projeto, o coletivo, a cena clubbing na Palestina.

Suprimentos

Materiais comprados online (da Alemanha - Amazon e China - Banggood)

• 15m X WS2812b LEDs endereçáveis 5m = 23,4 € 15m = 70,2 €
• 1 X Teensy 3.2 Development Board1 = 27,9 €
• 1 Adaptador OctoWS2811 para Teensy 3,21 = 20,0 €
• Fonte de alimentação 1 X 5V 70A1 = 53,9 €
• 15 X Cat6 / RJ45 Keystone Jack5 = 7,0 € 15 = 21,0 €
• 20 X XT60 Conector Macho Fêmea Pares 10 = 10,6 € 20 = 21,2 €
• 1 X Conectores de pino de extensão 50 = 7,0 €

TOTAL: 228,2 €

Materiais comprados localmente (da Palestina - os preços podem ser mais altos do que na Europa)

• 10m X CAT 6 Cabo 1m = 0,5 € 10m = 5,0 €
• 2 X 15m Macho para Macho CAT 6 Cabo 15m = 9,0 € 30m = 18,0 €
• 3 X 1m Macho para Macho CAT 6 Cabo 1m = 1,2 € 3m = 3,6 €
• 1 X 5m Macho para Macho CAT 6 Cabo 5m = 6,0 €

• 30m X Cabo elétrico sólido duplo isolado 16AWG (LowVoltage- High Ampere) 1m = 0,7 € 30m = 21,0 €

• 300 X Ziptie 300 = 15 €
• 5 X Perfil de LED de alumínio com tela leitosa (2 m de comprimento x 10 mm de altura interna x 10 mm de largura interna) 1 = 9,5 € 5 = 47,5 €
• 5 X Cabo de metal para pendurar (Kit) para pendurar o Perfil de Alumínio no teto 1 = 4,25 € 5 = 21,25 €
• 15m X Fita de Espuma Dupla Face 5m = 3,0 € 15m = 9,0 €
• 1 X cola epóxi transparente Gorilla 1 = 3,7 €
• 5 x bastões para pistola de cola quente 5 = 2,0 €

TOTAL: 152,05 € Ferramentas:

• Ferro de solda 70W
• 50g Soldering Tin
• Solda Weck
• Ventilador de solda
• Mão amiga
• Cortador de fio
• Pistola stripper
• Ferramenta Punch Down de fio de rede
• Controlador Digital Dot Starter Cap SK6812
• Ferramenta rotativa
• Furadeira
• Chave de fenda elétrica
• Pistola de cola quente
• Multímetro
• Um laptop com um bom gráfico

Eu tinha a maioria das ferramentas, tive que comprar algumas que me custaram quase 40 €. Se tiver de comprar tudo, pode custar 120-150 €. Também tive que alugar o software de mapeamento de projeção MadMapper por um mês por 45 € incluindo impostos alemães. Você pode alugá-lo por 3 meses ou um ano para um negócio melhor. Se você tiver dinheiro para isso, compre o software e apoie os desenvolvedores! Orçamento total = 465,25 €.

Etapa 1: entenda seu espaço e faça um esboço de design

Se você está planejando reconstruir este projeto para um clube, um bar ou até mesmo seu próprio quarto, você terá que entender sua dinâmica e esboçar um design antes de comprar qualquer um dos materiais.

Pontos a serem observados ao projetar seu sistema:

1. Qual é o tamanho do espaço e quanta luz você quer ter neste espaço. Depende de qual é o espaço usado.
2. A forma do espaço. É uma sala quadrática? Tem um teto alto? Quantas janelas existem, se houver…. etc
3. No caso de uma boate ou bar, que tipo de música vai tocar lá? Isso lhe dará ideias para o design geral
4. Não deixe uma grande distância entre os LEDs um do outro e / ou os LEDs da fonte de alimentação. Como estamos trabalhando com transferência de dados de alta frequência, o sinal pode ser distribuído por longas distâncias. Da mesma forma, ao usar baixa tensão (5 V neste caso), a queda de tensão ao longo da distância do cabo aumenta drasticamente quando a distância aumenta. Essa ferramenta me ajudou a calcular a queda de tensão e a decidir quais cabos devo usar para fornecer energia às minhas luminárias de LED. Eu obtive uma queda de tensão de 7,5% ao usar cabos 12AWG em 5V executando 7,2A. Isso poderia ser cortado aumentando a tensão da própria fonte de alimentação e obtendo uma queda de tensão maior e uma distância maior. (Se aumentado para 7,5 V, um 14AWG poderia fornecer até 5,11 V a uma distância de 20 m). Encontre o que se encaixa em você e use-o.

No nosso caso, encontramos uma cozinha embaixo de uma piscina (subterrânea literária) que não funcionava no inverno. Retiramos tudo dele e deixamos os aparelhos que acrescentariam algo à estética. Tinha 9 m de comprimento x 3 m de largura, conforme mostrado no desenho. A ideia do design inicial era fazer algo que o movesse em direção ao DJ e o colocasse no loop. A sala esticada em forma de retângulo, os ladrilhos brancos da cozinha nas paredes e no chão ajudaram a inspirar o design. O resultado final foi uma combinação de longas tiras retas de LED e LEDs em forma de zigue-zague que foi escolhida para o design final. 5 luminárias foram usadas. Cada um tinha 2m de comprimento. Total de LEDs usados -> 10m @ 60 psc por metro, o total de LEDs foi de 600 LEDs.

A fonte de alimentação (PWR) foi aparafusada à célula no meio do espaço para diminuir a queda de tensão nas 5 luminárias de LED.

Etapa 2: Reúna suas peças e prepare seu espaço de trabalho

Depois de desenhar um esboço e saber quantos materiais você precisaria, pegue todos os materiais (com extras) e comece a se preparar para sua construção. Esta etapa é importante, pois pode economizar muito dinheiro se você fizer uma boa pesquisa e minimizará os materiais não utilizados. Sempre compre seu microcontrolador de seu fabricante e todas as peças relacionadas a ele. É a única fonte confiável. Escolhi o Teensy 3.2 para este projeto como o cérebro de todo o sistema por causa da memória flash relativamente grande de 256 Kb, 64 Kb de RAM e 72 MHz de velocidade de relógio (importante para operar ART-NET). Teensy 3.6, 4 ou LC poderiam ser usados para este projeto, mas eu sugiro manter-se em 3.2 ou 3.1. Especialmente se você for usar o Adaptador OctoWS2811.

No que diz respeito aos LEDs endereçáveis, escolhi o WS2812B por serem a opção mais econômica em relação ao que oferecem. Você pode controlar cada cor de LED (RGB) individualmente. Rodando apenas 1 cabo de dados para toda a linha e usando 5V. É difícil encontrar fontes de alimentação de 5V, especialmente aquelas que têm 40 + Amperes. Verifique sua disponibilidade localmente antes de prosseguir. Se estiver usando um número diferente de LEDs, você pode calcular o tamanho que sua fonte de alimentação deve ter. Executando 5 V, um LED WS2182B consome 60 mA (20 mA Verde, 20 mA Vermelho, 20 mA Azul) quando está funcionando com brilho total. Fazendo a matemática; 100LEDs desenham um máximo de 6A. Em nosso caso, usamos 600LED expansível para 1200LEDs, o que significa que uma fonte de alimentação de 70A foi necessária (60mA X 1200LEDs = 72A). Comprar os LEDs é um pouco complicado. Eles são muito populares agora e muitos grandes varejistas estão fornecendo os LEDs por um preço barato. Descobri que o Aliexpress era uma fonte confiável quando se tratava de quanto custou. A iluminação BTF fornece LEDs realmente bons, com os quais não tive problemas. Eles são, no entanto, relativamente mais expansivos na Amazon ou no ebay do que no Aliexpress.

Usei cabos Ethernet para transferir dados entre o Teensy e os aparelhos e entre os aparelhos um com o outro. Isso foi feito pelas seguintes razões 1) montar / desmontar todo o sistema torna-se muito mais fácil 2) A perda de dados através da diminuição de longas distâncias. Com cabos ethernet, você pode conectar o último ponto do LED a cerca de 50m de distância do microcontrolador 3) compatível com o adaptador OctoWS2811 conforme mostrado na imagemRj45 Cat6 Keystone jack foi usado para tornar esta conexão possível. Depois de planejar tudo e obter seus materiais, certifique-se de ter um espaço de trabalho limpo e agradável para tornar a soldagem e a construção mais fáceis e suaves.

Etapa 3: O cérebro do sistema - Adaptador Teensy 3.2 e OctoWS2811

"carregando =" preguiçoso"

Aí vem a parte mais interessante. Depois de enviar o código para o adolescente, conecte-o ao seu laptop e abra o MadMapper. Depois de executar o MadMapper e inserir seu número de série, siga estas etapas:

1. Abra um novo projeto
2. Vá para ferramentas -> preferências
3. Selecione DMXout -> ArtNet
4. Configurar dispositivos LED -> então o Teensy deve aparecer, selecione-o
5. Adicione uma nova luz a partir do canto inferior esquerdo "+"
6. Altere as configurações de acordo com a forma como você está configurando seu sistema. Eu escolhi dar a cada linha de LED um universo para que todos eles pudessem ter o canal inicial 1 e a contagem do canal é basicamente quantos bytes você tem para cada linha (360 no meu caso; 120LEDs em uma linha X 3 cores "RGB" = 360). Para cada linha, havia uma saída diferente. Portanto, a linha de saída está em ordem crescente (de 0 a X). O canal de saída soma quantos bytes você tem em um canal + todos os outros bytes que você definiu. Todos eles se somam para que o ArtNet possa atribuir esses bytes ao LED correto. Se você estiver usando um controlador USB DMX extra, certifique-se de não esquecer os canais que ele estaria usando. Tente atribuí-lo a um universo diferente dos usados.
7. Vá para a placa de sinalização, crie um novo acessório clicando na figura abaixo de DMX + e renomeie-o
8. Vá para editar e escrever a quantidade de LED que deve ser atribuída a este canal e a ordem de cores (RGB OU GRB etc)
9. Salve as configurações do aparelho e atribua-o a uma luz do menu à esquerda
10. Adicione todos os LEDs que você vai usar. Certifique-se de que está mudando os universos de acordo
11. Agrupe todos os acessórios
12. Redimensione-os e ajuste-os de acordo com a forma como os posicionará na vida real
13. JOGUE COM O SOFTWARE

O software é muito divertido e versátil, jogue com a entrada de som, adicione vídeos etc. Aí vem sua parte criativa;)

Etapa 13: Monte tudo e execute seu primeiro teste

Depois de jogar com o MadMapper por um tempo, é hora de pegar as luminárias de LED e o controlador e o laptop com o MadMapper e fazer um teste no local. Infelizmente não tive tempo de tirar Muitas fotos para este último pedaço, pois estávamos atrasados no cronograma. Comecei colocando as luminárias de LED no chão, como no desenho, conectei-as com um cabo CAT6 de 1m entre as luminárias zig zag e um cabo CAT6 de 5m entre as duas luminárias laterais. As luminárias laterais recebiam o sinal do mircrocontrolador através de um cabo CAT6 de 15m conectado diretamente ao adaptador OctoWS2811 e também ao zig zag. Os cabos de alimentação também foram conectados à fonte de alimentação e aos aparelhos por meio dos conectores XT60. Não importa de que lado você está fornecendo energia para o seu aparelho (esquerdo ou direito), a eletricidade fluirá através da faixa de LED, desde que seja menor que 2,5m. Conecte sua fonte de alimentação primeiro, em seguida, o cabo micro usb do Teensy para o seu laptop e abra o Madmapper. Teste as luzes e mapeie-as de acordo. Depois que tudo estiver funcionando, monte as luminárias no teto e na fonte de alimentação como no desenho. passe todos os cabos acima das luminárias para evitar que os cabos e as mãos onduladas sejam pendurados pelos dançarinos que os tocam. VOCÊ FEITO! Parabéns! agora configure alguns ques e você estará pronto para dar uma festa com o novo sistema de iluminação!

Etapa 14: cena musical underground da Palestina

Este sistema de iluminação foi feito para a festa de ano novo UNION 2020. Union é um órgão coletivo que reúne os esforços de artistas que estão construindo o cenário da música eletrônica na Palestina. Criar uma base sólida e uma rede próspera para mentes criativas que participam da construção da cena musical eletrônica palestina. Empurrando para eventos maiores, colaborações internacionais de todo o mundo e criando festivais anuais de música na Palestina.

Há alguns anos, a cena musical underground na Palestina tem crescido exponencialmente, no entanto, encontrar um local sempre foi um grande negócio. Porque simplesmente não havia nenhum. As festas eram sempre pequenas e costumavam ser feitas em Casas ou Hotéis. Você vê por que isso não faz sentido, não é uma festa Techno em um Hotel 5 estrelas com gente toda de preto indo para uma festa de techno e outros de terno indo para uma reunião. Então, dois anos atrás, decidimos que um local real é necessário com o sistema de som, sistema de iluminação e público adequados. Usei parte do meu conhecimento básico de Arduino e eletrônica que adquiri ao longo dos anos em um acampamento de verão que eu estava dando aulas particulares na universidade para construir o sistema de iluminação. Na época, eu ainda estava no primeiro semestre do meu bacharelado em engenharia elétrica em Berlim, alguns professores foram gentis o suficiente para me ajudar quando eu precisava. Após semanas de design, pesquisa de prototipagem e programação, fiz um sistema de iluminação básico usando 10m dos famosos LEDs endereçáveis WS2812b e um mega Arduino. Eu programei o Arduino com um "Dumb" Loop que continua em loop sem sincronizar com a música ou o BPM. Não tinha nem brilho nem controle de cor, só tinha um botão para mudar o efeito. e esta era a versão 2.0 do sistema de iluminação. Observe que ainda sou um estudante de engenharia elétrica, portanto, qualquer informação errada ou ausente pode estar lá por engano. Por favor, deixe-me saber se você ver algo assim, ou simplesmente tiver uma dúvida, melhoria, deseja compartilhar seu design ou criticar alguma coisa. Estes Instructables serão listados no Concurso Make it Glow.

Assista a este Documentário da Boiler Room ou a este set da SAMA 'para saber mais sobre a próspera cena techno da Palestina.