Clubverlichtingssysteem met MadMapper & Teensy 3.2 - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

In 2018 maakte ik met mijn collectief The UNION de eerste versie van dit low budget clubverlichtingssysteem voor een New Years Eve Party in Ramallah Palestina, meer over het verhaal en het collectief aan het eind van dit artikel. Het systeem was gebaseerd op WS2812B adresseerbare LED's die in een lus liepen en aangedreven werden door een Arduino Mega, het effect kon worden gewijzigd door op een knop op de bedieningsconsole te drukken. Deze opstelling had een paar problemen:

1. Niet flexibel zijn; er was een vast aantal effecten voorgeprogrammeerd en deze konden handmatig worden gewijzigd door een lus te onderbreken
2. Het systeem was fysiek moeilijk te veranderen en moeilijk te transporteren omdat alle kabels voor de gemeten lengtes waren gesoldeerd
3. Het systeem is niet gesynchroniseerd met de beat
4. Het systeem was kwetsbaar
5. Geen helderheidsregeling
6. Moeilijk op te lossen/problemen op te lossen
7. Max afstand zonder data-interferentie of merkbare spanningsval was 10 m van de Mikrocontroller en 4 m van de voeding
8. Max # LED's was 700 LED's

Om die redenen hebben we besloten om versie 2.0 van dit systeem te bouwen. Ik zorgde ervoor dat die problemen opgelost moesten worden door de volgende punten in gedachten te houden:

1. Eenvoudig te monteren en te demonteren
2. Makkelijk te bedienen door iedereen. Ik woon niet in Palestina waar dit systeem wordt gebruikt. Het wordt dus meestal beheerd door het UNION-team als ik er niet ben. Deze tutorial is ook voor hen bedoeld om problemen op te lossen en elk onderdeel van het systeem te begrijpen wanneer dat nodig is.

3. Eenvoudig te repareren (indien nodig) door derden

4. Laag energieverbruik
5. Gebruikt adresseerbare LED's
6. Maximaal budget 500€
7. Werkt over lange afstanden met minimale interferentie
8. Gebruikt een Projection Mapping-software om het te synchroniseren met de muziek/BPM, er effecten mee te doen en het gelijktijdig te gebruiken met een projector voor de beelden
9. Kan worden geconfigureerd voor 1200+ LED's

Na lang zoeken vond ik een document van een projectiemapping-software genaamd MadMapper waarin wordt uitgelegd hoe je een Teensy 3.2 Microcontroller met de software verbindt via Art-Net. Het bestand is bijgevoegd in deze link van de MadMapper-website. Dit project is bedoeld voor mensen met voldoende kennis van microcontrollers (Teensy 3.2), adresseerbare LED's, ingebedde systemen en basiskennis van het gebruik van Ethernet om gegevens over te dragen. De bijgevoegde links kunnen nuttig zijn.

Ik vond niet veel projecten of documenten voor een verlichtingssysteem dat voor dat doel werd gebruikt. Een club aansteken. Daarom heb ik besloten om mijn eigen tutorial te maken en deze te delen met clubbezoekers, makers of technici. Gratis en open source voor iedereen. Ik hoop dat ik mensen kan zien die dit project overdoen en opnieuw gebruiken voor hun eigen gebruik in hun eigen ruimtes. Neem contact met me op via [email protected] Als je vragen hebt, eventuele verbeteringen of verkeerde informatie ziet of gewoon meer wilt weten over het project, het collectief, de clubscene in Palestina.

Benodigdheden

Materialen die online zijn gekocht (uit Duitsland - Amazon en China - Banggood)

• 15m X WS2812b Adresseerbare LED's5m = 23,4€15m = 70,2€
• 1 X Teensy 3.2 ontwikkelbord1 = 27,9 €
• 1 X OctoWS2811 Adapter voor Teensy 3.21 = 20.0€
• 1 X 5V 70A voeding1 = 53,9 €
• 15 X Cat6/RJ45 Keystone-aansluiting5 = 7,0 €15 = 21,0 €
• 20 X XT60 Connector Man Vrouw Paren10 = 10,6€20 = 21,2€
• 1 X Extensie Pin Header connectoren50 = 7.0€

TOTAAL: 228,2€

Materialen die lokaal zijn gekocht (uit Palestina - prijzen kunnen hoger zijn dan in Europa)

• 10m X CAT 6-kabel 1m = 0,5€10m = 5,0€
• 2 x 15m mannelijk naar mannelijk CAT 6-kabel 15m = 9,0 €30m = 18,0€
• 3 x 1 m mannelijk naar mannelijk CAT 6-kabel 1 m = 1,2 € 3 m = 3,6 €
• 1 x 5 m mannelijk naar mannelijk CAT 6-kabel 5 m = 6,0 €

• 30m X Geïsoleerde dubbele 16AWG vaste elektriciteitskabel (LowVoltage-Hoge Ampère) 1m = 0,7€30m = 21,0€

• 300 X Ziptie 300 = 15€
• 5 X aluminium LED-profiel met melkachtig scherm (2m lengte x 10 mm binnenhoogte x 10 mm binnenbreedte) 1 = 9.5€5 = 47.5€
• 5 X Metalen Ophangkabel (Kit) voor het ophangen van het Aluminium Profiel aan de kelder 1 = 4,25€ 5 = 21,25€
• 15m X dubbelzijdige schuimtape5m = 3,0€15m = 9,0€
• 1 X Gorilla Clear Epoxy Lijm1 = 3.7€
• 5 X Hot Lijmpistool Sticks5 = 2.0€

TOTAAL: 152,05€Gereedschap:

• 70W soldeerbout
• 50g Soldeertin
• Soldeer Weck
• Soldeer ventilator
• Helpende hand
• Draadknipper
• Draadstripper pistool
• Hulpmiddel voor het doorprikken van netwerkkabels
• Digital Dot Starter Cap SK6812 Controller
• Roterend gereedschap
• Hamer boor
• Aangedreven schroevendraaier
• Heet lijmpistool
• Multimeter
• Een laptop met een goede grafische weergave

Ik had de meeste gereedschappen, moest een paar gereedschappen kopen die me bijna 40 € hebben gekost. Als je alles moet kopen, kost het misschien 120-150 €. Ik moest ook de projectiemapping-software MadMapper voor een maand huren voor 45 € inclusief Duitse belastingen. U kunt het voor 3 maanden of een jaar huren voor een betere deal. Als je het geld ervoor hebt, koop dan de software en steun de ontwikkelaars! Totaal budget = 465,25 €.

Stap 1: Begrijp uw ruimte en schets een ontwerp

Als je van plan bent om dit project om te bouwen voor een club, een bar of zelfs je eigen kamer, moet je de dynamiek ervan begrijpen en een ontwerp schetsen voordat je een van de materialen koopt.

Aandachtspunten bij het ontwerpen van uw systeem:

1. Hoe groot is de ruimte en hoeveel licht wil je in deze ruimte hebben. Het hangt ervan af waarvoor de ruimte wordt gebruikt.
2. De vorm van de ruimte. Is het een vierkante kamer? Heeft het een hoge celdeling? Hoeveel ramen zijn er eventueel…. enzovoort
3. In het geval van een club of een bar, wat voor soort muziek zal daar draaien? Dit geeft je ideeën voor het algemene ontwerp
4. Laat geen grote afstand tussen de LED's tot elkaar en/of de LED's tot de voeding. Omdat we werken aan hoogfrequente gegevensoverdracht, kan het signaal over lange afstanden worden gedistribueerd. Evenzo, bij gebruik van lage spanning (5V in dit geval) neemt de spanningsval over de afstand van de kabel drastisch toe wanneer de afstand groter wordt. Deze tool hielp me de spanningsval te berekenen en hielp me beslissen welke kabels ik moest gebruiken om mijn LED-armaturen van stroom te voorzien. Ik kreeg een spanningsdaling van 7,5% bij gebruik van 12AWG-kabels bij 5V met 7,2A. Dit kan worden gehackt door de spanning van de voeding zelf te verhogen en een hogere spanningsval en een grotere afstand te krijgen. (Indien verhoogd tot 7,5V, zou een 14AWG tot 5,11V kunnen leveren op een afstand van 20m). Zoek wat bij je past en gebruik het.

In ons geval vonden we een keuken onder een zwembad (literaire ondergrond) dat in de winter niet werkte. We hebben er alles uit gehaald en de apparaten achtergelaten die iets aan de esthetiek zouden toevoegen. Het was 9 m lang x 3 m breed, zoals weergegeven in de schets. Het idee van het oorspronkelijke ontwerp was om iets te maken dat je in de richting van de DJ brengt en je in de lus brengt. De uitgerekte rechthoekige kamer, de witte keukentegels op de muren en de vloer hielpen bij het ontwerp. Het uiteindelijke resultaat was een combinatie van lange rechte LED-strips en zigzagvormige LED's werd gekozen voor het uiteindelijke ontwerp. Er zijn 5 lampen gebruikt. Elk was 2 meter lang. Totaal aantal gebruikte LED's-> 10m @60 psc per meter het totaal aantal LED's was 600 LED's.

De voeding (PWR) werd in het midden van de ruimte op de cel geschroefd om de spanningsval over de 5 LED-armaturen te verminderen.

Stap 2: Verzamel uw onderdelen en bereid uw werkruimte voor

Nadat je een schets hebt getekend en weet hoeveel materialen je nodig hebt, pak je alle materialen (met extra's) en begin je met de voorbereiding van je build. Deze stap is belangrijk omdat het u veel geld kan besparen als u uw onderzoek goed doet en ongebruikte materialen tot een minimum beperkt. Koop uw microcontroller altijd bij de fabrikant en alle bijbehorende onderdelen. Het is de enige betrouwbare bron. Ik koos de Teensy 3.2 voor dit project als het brein van het hele systeem vanwege het relatief grote flashgeheugen van 256 Kb, 64 Kb RAM, 72 MHz kloksnelheid (Belangrijk voor de werking van ART-NET). Teensy 3.6, 4 of LC kan voor dit project worden gebruikt, maar ik raad aan om bij 3.2 of 3.1 te blijven. Zeker als je OctoWS2811 Adapter gaat gebruiken.

Als het gaat om de adresseerbare LED's, kies ik voor de WS2812B omdat ze de goedkoopste optie waren voor wat ze bieden. U kunt elke LED-kleur (RGB) afzonderlijk aansturen. Slechts 1 datakabel gebruiken voor de hele lijn en 5V gebruiken. Het is moeilijk om 5V-voedingen te vinden, vooral die met 40+ Ampère. Controleer de beschikbaarheid ter plaatse voordat u doorgaat. Als u een ander aantal LED's gebruikt, kunt u berekenen hoe groot uw voeding moet zijn. Werkt op 5V, één WS2182B LED trekt 60mA (20mA groen, 20mA rood, 20mA blauw) bij volledige helderheid. Rekenen doen; 100LED's trekken maximaal 6A. In ons geval gebruikten we 600LED, uitbreidbaar tot 1200LED's, wat betekent dat een 70A-voeding nodig was (60mA X 1200LED's =72A). Het kopen van de LED's is een beetje lastig. Ze zijn nu behoorlijk populair en veel grote winkels bieden de LED's voor een goedkope prijs. Ik ontdekte dat AliExpress een betrouwbare bron was als het gaat om hoeveel het kostte. BTF Lighting levert echt mooie LED, waar ik geen problemen mee had. Ze zijn echter relatief uitgebreider van amazon of ebay dan Aliexpress.

Ik gebruikte Ethernet-kabels om gegevens over te dragen tussen de Teensy en de armaturen en tussen de armaturen met elkaar. Dit werd gedaan om de volgende redenen 1) het monteren/demonteren van het hele systeem wordt veel eenvoudiger 2) Gegevensverlies over lange afstanden neemt af. Met ethernetkabels kunt u de laatste LED-punt aansluiten op ongeveer 50 meter afstand van de microcontroller 3) compatibel met OctoWS2811 Adapter zoals weergegeven in de afbeelding Rj45 Cat6 Keystone-aansluiting werd gebruikt om deze verbinding mogelijk te maken. Nadat je alles hebt gepland en je materialen hebt verzameld, moet je ervoor zorgen dat je een mooie schone werkruimte hebt om al het solderen en bouwen gemakkelijker en soepeler te maken.

Stap 3: Het brein van het systeem - Teensy 3.2 en OctoWS2811-adapter

"laden = "lui"

Hier komt het meest interessante deel. Nadat je de code naar de tiener hebt geüpload, sluit je deze aan op je laptop en open je MadMapper. Nadat u MadMapper hebt uitgevoerd en uw serienummer hebt ingevoerd, volgt u deze stappen:

1. Een nieuw project openen
2. Ga naar tools -> voorkeuren
3. Selecteer DMXout -> ArtNet
4. Stel LED-apparaten in -> dan zou de Teensy moeten verschijnen, selecteer het
5. Voeg nieuw licht toe vanuit de linker benedenhoek "+"
6. Wijzig de instellingen op basis van hoe u uw systeem configureert. Ik kies ervoor om elke LED-lijn een universum te geven, zodat ze allemaal het startkanaal 1 kunnen hebben en het aantal kanalen is eigenlijk hoeveel bytes heb je voor elke lijn (360 in mijn geval; 120LED's in een lijn X 3 kleuren "RGB" =360). Voor elke regel was er een andere output. Dus de uitlijn is in oplopende volgorde (van 0 tot X). Het uit-kanaal telt op hoeveel bytes je in een kanaal hebt + alle andere bytes die je hebt gedefinieerd. Ze tellen allemaal op zodat ArtNet die bytes aan de juiste LED kan toewijzen. Als u een extra DMX USB-controller gebruikt, vergeet dan niet de kanalen die deze zou gebruiken. Probeer het toe te wijzen aan een ander universum dan de gebruikte.
7. Ga naar Bulb sign, maak een nieuw armatuur aan door op het figuur onder DMX+ te klikken en hernoem het
8. Ga naar bewerken en noteer de hoeveelheid LED die moet worden toegewezen voor dit kanaal en de kleurvolgorde (RGB OF GRB enz.)
9. Sla de armatuurinstellingen op en wijs deze toe aan een lamp uit het menu aan de linkerkant
10. Voeg alle LED's toe die je gaat gebruiken. Zorg ervoor dat u de universums dienovereenkomstig wijzigt
11. Groepeer alle armaturen
12. Verklein ze en repareer ze naar hoe je ze in het echte leven gaat positioneren
13. SPEEL MET DE SOFTWARE

De software is zo leuk en veelzijdig om te spelen met de geluidsinvoer, video's toevoegen enz. Hier komt je creatieve deel;)

Stap 13: Monteer alles en voer je eerste test uit

Na een tijdje met MadMapper te hebben gespeeld, is het tijd om de LED-armaturen en de controller en de laptop met MadMapper te pakken en een testrun te doen in de zaal. Ik had helaas niet genoeg tijd om veel foto's te maken voor dit laatste stukje omdat we te laat waren op het schema. Ik begon met het neerleggen van de LED-armaturen op de vloer, zoals ze in de schets zijn verbonden met een CAT6-kabel van 1 m tussen de zigzag-armaturen en een CAT6-kabel van 5 m tussen de twee zijarmaturen. De zijarmaturen namen hun signaal van de mircrocontroller op via een CAT6-kabel van 15 m die rechtstreeks was aangesloten op de OctoWS2811-adapter en ook de zigzag. De stroomkabels werden ook aangesloten op de voeding en op de armaturen via de XT60-connectoren. Het maakt niet uit aan welke kant je je armatuur van stroom voorziet (links of rechts), de stroom zal door de ledstrip stromen zolang deze korter is dan 2,5m. Sluit eerst je voeding aan en vervolgens de micro usb kabel van de Teensy naar je laptop en open Madmapper. Test de lichten en breng ze dienovereenkomstig in kaart. Zodra alles werkt, monteer je de armaturen op de cel en de voeding zoals in de schets. leid alle kabels boven de verlichtingsarmaturen om te voorkomen dat kabels hangen en golvende handen van dansers die ze aanraken. Je bent klaar! Gefeliciteerd! stel nu wat vragen in en je bent klaar om een feestje te bouwen met het nieuwe verlichtingssysteem!

Stap 14: Palestijnse ondergrondse muziekscène

Dit verlichtingssysteem is gemaakt voor het nieuwjaarsfeest van UNION 2020. Union is een collectief orgaan dat de inspanningen van artiesten samenbrengt die de elektronische muziekscene in Palestina opbouwen. Het creëren van een solide basis en een bloeiend netwerk voor creatieve geesten die deelnemen aan de opbouw van de Palestijnse elektronische muziekscene. Streven naar grotere evenementen, internationale samenwerkingen van over de hele wereld en het creëren van jaarlijkse muziekfestivals in Palestina.

Sinds een paar jaar is de underground muziekscene in Palestina exponentieel gegroeid, maar het vinden van een locatie was altijd een groot probleem. Want die waren er gewoon niet. Feestjes waren altijd klein en werden vroeger in Huizen of Hotels gegeven. Je begrijpt waarom dat niet logisch is, het is geen Techno-feest in een 5-sterrenhotel met mensen die helemaal in het zwart gekleed gaan naar een technofeest en anderen in pakken die naar een vergadering gaan. Dus twee jaar geleden besloten we dat er een echte locatie nodig was met de juiste geluidsinstallatie, verlichting en publiek. Ik gebruikte een deel van mijn basiskennis van Arduino en elektronica die ik door de jaren heen heb opgedaan tijdens een zomerkamp dat ik bijles gaf aan en van de universiteit om het verlichtingssysteem te bouwen. Toen ik nog in mijn eerste semester van mijn bachelor elektrotechniek in Berlijn zat, waren enkele professoren zo vriendelijk om me te helpen wanneer ik dat nodig had. Na weken van ontwerpen, onderzoek naar prototyping en programmeren, heb ik een basisverlichtingssysteem gemaakt met 10 m van de beroemde WS2812b adresseerbare LED's en een Arduino-mega. Ik heb de Arduino geprogrammeerd met een "domme" lus die gewoon doorgaat zonder te synchroniseren met de muziek of de BPM. Het had niet eens helderheid of kleurregeling, er was maar één knop om het effect te veranderen. en dit was versie 2.0 van het verlichtingssysteem. Houd er rekening mee dat ik nog steeds een student elektrotechniek ben, dus verkeerde informatie of ontbrekende informatie kan per ongeluk aanwezig zijn. Laat het me weten als je iets van dat ziet, of gewoon een vraag, verbetering hebt, je ontwerp wilt delen of iets wilt bekritiseren. Dit Instructables zal worden vermeld onder de Make it Glow-wedstrijd.

Bekijk deze Documentaire van Boiler Room of deze set van SAMA' om meer te weten te komen over de bloeiende technoscene in Palestina.