Árvore de Natal LED com projetor de vídeo (Rasp Pi): 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Olhando para o que algumas pessoas criaram para shows de LED de Natal "over the top" ao ar livre, eu queria ver o que era possível reunir esse mesmo nível de sistema para uma árvore de Natal dentro de casa. Em Instructables anteriores, criei SW homebrew e configurações para direcionar pixels RGB LED, mas neste ano eu queria mudar para qual tecnologia a comunidade de Natal ao ar livre estava usando e aplicá-la no interior da casa. Isso também é bom porque é uma configuração muito mais barata do que uma configuração externa igualmente impressionante para uma casa inteira.

Sou fã do site Instructables e postei alguns outros projetos de LED aqui, então gostaria de compartilhar uma visão geral das etapas executadas para produzir a árvore que você vê no vídeo. Este Instructable cobre muitas disciplinas e tecnologias em que cada uma pode ser instruída. Os links estão incluídos abaixo para acessar os recursos que usei para aprender sobre essas tecnologias. Também não perca o vídeo anexado da árvore em ação no YouTube.

Além disso, inscrevi este Instructable em alguns dos concursos atuais, então, se você gostar do que vir, agradecemos um voto!

Etapa 1: Materiais

Materiais

Incluí links, quando aplicável, aos componentes específicos que usei em minha configuração

• Fonte de alimentação - 5v ou 12v, dependendo do tipo de tensão exigida pelos LEDs WS2811. Além disso, certifique-se de que a classificação de corrente (Amps) esteja dimensionada corretamente para o número de LEDs que você planeja acionar.
• Raspberry Pi - Para executar o software controlador do show (Falcon Pi Player) Drive USB - Usado pelo Falcon Pi Player para armazenar vídeos, músicas, sequências.
• Roteador sem fio - Para conectar-se para acessar o Pi e carregar novos arquivos, bem como o controlador de pixel. Esta será uma rede independente para a árvore, portanto, qualquer roteador barato deve funcionar.
• Controlador de Pixel (SanDevices e682 ou outro) - Este será o que recebe os comandos do Pi (usando o padrão E1.31) e controla diretamente seus fios WS2811
• Luzes LED WS2811 RGB - usei 400 das lâmpadas tipo bullet WS2811 de 5v.
• Fio de LED e fio de 2 fios - Para conectar os LEDs, bem como a injeção de energia
• Conexões JST - conectores de 2 e 3 pinos para conectar as luzes e injeção de energia
• Projetor - acredito que qualquer coisa em torno de US $ 100 na Amazon servirá aqui, já que você não está assistindo a filmes.
• Caixas de papelão
• Papel de presente
• Editor de vídeo com zoom e máscara - Sony Vegas

Etapa 2: Configuração de computação e energia

Você precisará de alguma configuração física para abrigar os principais componentes de sua configuração e, de preferência, fora da vista atrás da árvore da melhor forma possível. Os componentes da configuração são um roteador, Pi, controlador de pixel e fonte de alimentação.

Fonte de energia

• Conecta-se ao Pixel Controller para fornecer energia
• Fornece injeção de energia em linha para as tiras WS2811 (que você precisará para qualquer execução de pixel> 50 pixels do controlador de pixel)
• Certifique-se de que a fonte de alimentação esteja bem fechada para evitar qualquer chance de alguém fazer contato com a fonte.

Roteador ·

• Conecta-se a um filtro de linha ·
• Não se preocupou em colocá-lo em um gabinete
• Tem uma conexão Ethernet com fio para o Pi e outra conexão Ethernet com fio para o Pixel Controller ·

• Lembre-se de que o Roteador, Pi e o Controlador de Pixel devem estar todos em endereços IP capazes de se comunicarem entre si. No meu caso, eles estavam todos em 192.168.1.xxx.

  • Roteador 192.168.1.1
  • Pi 192.168.1.197
  • Pixel Controller 192.168.1.206

Raspberry Pi

Executa o Falcon Pi Player, que é o padrão para reproduzir sequências em um Pi. Minha experiência foi uma configuração muito fácil seguindo as instruções do site

Controlador de pixel

No meu caso escolhi um SanDevices e682 (mas provavelmente poderia ter usado o mais barato e6804). A configuração e o uso do SanDevices foram fáceis de entender seguindo as instruções fornecidas no site da SanDevices (bem como os recursos no site da Xlights)

Etapa 3: LEDs WS2811

Para o meu tamanho de árvore, 400 lâmpadas estão empurrando o máximo que a árvore pode suportar e ainda ter uma boa aparência (e não um monte de fios e lâmpadas ao redor). Além disso, cerca de 400 luzes é onde você pode começar a exibir imagens básicas na árvore por meio dos LEDs.

Eu recomendaria, se possível, comprar seu WS2811 com fio de conexão verde ou preto em vez das conexões padrão Branco / Vermelho / Azul que se destacariam. Além disso, peguei fita isolante e enrolei a parte de plástico transparente de cada LED para fazer as luzes não se destacarem tanto, semelhante à iluminação incandescente ou LED padrão, onde a caixa é verde escuro.

A injeção de energia será necessária, portanto, considere isso também na quantidade de luzes que você planeja usar e também na quantidade de luzes em cada fita de seu controlador de pixel. No meu caso, usei 2 fios de 150 LEDs e um fio de 50 LEDs para chegar a 400.

A posição na árvore não importa, pois isso será personalizado na próxima etapa, no entanto, você deve tentar obter uma cobertura uniforme ao redor da árvore.

Para injeção de energia, soldei as conexões JST de 2 pinos em seus fios WS2811. Na extremidade da fonte de alimentação, criei um cabo de 2,1 metros que se conecta da fonte de alimentação a um conector JST de 2 pinos.

Também fiz cordões de 7 pés (3 fios para WS2811) do Pixel Controller para os fios WS2811. No meu caso, 3 deles para conectar ao fio de LED de 150 ct, ao fio de LED de 150 ct e ao fio de LED de 50 ct

Etapa 4: traçando a posição em Xlights

Xlights é o software usado por grande parte da comunidade DIY Christmas Lights para montar sequências / shows. No Xlights, há um recurso de modelo personalizado onde o usuário fornece uma planilha com números para cada uma das posições de pixel. Google “xlights custom model” para muitos recursos sobre isso.

Com 400 pixels, porém, pode ser um desafio criar um modelo personalizado. O que fiz foi criar uma sequência xlights onde joguei ·

• As primeiras 25 luzes vermelhas ·
• As próximas 25 luzes verdes ·
• As próximas 25 luzes azuis ·
• As próximas 25 luzes roxas ·
• As próximas 25 luzes vermelhas ·
• Etc

Então, com meu celular fixado em uma mesa, fiz um vídeo com o celular da sequência em execução, cada pixel aceso por aprox. 1-2 segundos. Usei o Sony Vegas para sobrepor uma grade no vídeo para que pudesse obter facilmente uma localização para cada pixel. Com 400 luzes, no entanto, haverá sobreposição com vários LEDs ocupando a mesma coordenada da grade, o que não é algo que o Xlights pode lidar. No meu caso, construí um programa em C para ler a lista de coordenadas e desconfigurá-las, mas também se poderia ter feito isso manualmente no Excel ou no Google Docs.

Etapa 5: Pacotes (Telas do Mini Projetor)

Além de projetar o vídeo do projetor na própria árvore, eu também queria uma tela de visualização normal que pudesse mostrar vídeo de boa qualidade. Portanto, os 3 pacotes de presentes abaixo da árvore fazem um bom trabalho na captura da maior parte de um vídeo widescreen. Uma observação interessante foi que tive dificuldade em encontrar papel de embrulho fosco ou plano. A maior parte do que está disponível é brilhante. Então, depois de embrulhar cada presente, eu os borrifei em 5 - 6 camadas de tinta lisa esbranquiçada

Etapa 6: configuração do projetor

No meu caso, a configuração da minha sala, felizmente, tem uma luminária em um local perfeito e a uma distância da árvore para permitir que eu monte o projetor de lado e cubra da parte inferior dos pacotes até o topo da árvore. Para instalar o projetor em uma configuração nominal ou horizontal, seria necessário empurrar o projetor muito para trás. Cuidados e testes também tiveram que ser feitos para colocar o projetor no ângulo correto (não perfeitamente vertical como você pode ver pelas fotos) para cobrir a cena.

O HDMI do Raspberry Pi, que o Falcon Pi Player usa para vídeo, é encaminhado para o projetor.

A partir de pesquisas em vários fóruns AV, a montagem de projetores em uma configuração não horizontal afetará a dissipação de calor de alguma maneira, pois os projetores são otimizados para dissipação de calor em uma configuração horizontal. No entanto, como eu reproduzo o loop de vídeo como um show que só tem o projetor ligado por 15 minutos, não fiquei muito preocupado. Muitas das preocupações nos fóruns AV eram com usuários que queriam ter o projetor ligado por muito tempo (> 2 horas).

Levantei meu celular para ficar mais ou menos próximo às lentes do projetor e apontei-o no mesmo ângulo em que o projetor produziria o vídeo. Em seguida, usei um editor de imagens para criar uma máscara da área que poderia usar com a edição de vídeo SW, Sony Vegas. Isso era geralmente direto, embora lembrar no Editor de Vídeo que Cima = Certo na Árvore, Direita = Baixo na Árvore às vezes era desorientador.

Etapa 7: Conclusão

A construção deste nível de show foi ao longo de uma evolução de 4 anos de shows de árvores de Natal, mas eu queria aplicar o mesmo nível de fator WOW que outros mostram em seus shows de luz de Natal externos à árvore de dentro.

Se você gostou deste instrutível, dê um voto nos concursos em que me inscrevi. Obrigado!