Как сделать световое шоу в домашних условиях

Игра огоньками — световое шоу своими руками

Возможно, Вам доводилось присутствовать на каком-либо празднике, где бесстрашные юноши и девушки ловко играли с огненными шарами на длинных гибких шнурах, заставляя их описывать причудливые огненные узоры. Эта игра огоньками завораживает, возникает даже желание попробовать самому. Здравый смысл охлаждает: игра с огнем – это небезопасно.

Световое шоу своими руками

Но вот в Сети сообщается, что в Штатах придумали устройство для безопасного светового шоу. Наше желание поиграть огоньками еще сохранилось, поэтому давайте соберем это устройство, в котором огоньками будут светодиоды.

Необходимые материалы:

Сборка

Обрезаем проводки светодиодов до половин. Каждый светодиод соединяем с батарейкой и закрепляем соединение скотчем.

Каждую пару светодиод – батарейка проверяем на «качество сборки» — сильно бросаем об пол или в стену. Если лампочка замигает, то конструкцию разбираем и заклеиваем более качественно.

Придумываем форму для шнура. Можем скрутить шнур в виде лассо, а можем сделать как предлагает автор изобретения – в виде гибкого трезубца.

Длину ручки и длину ответвлений берем по своему усмотрению. Отрезаем от шнура кусок с двойной длиной ответвлений и соединяем этот кусок серединой к оставшемуся куску.

У нас будет три узла по три лампочки в каждом – белая, зеленая и синяя.

Объединяем светодиоды в узлы, дважды крепко обвязываем каждый узел шнуром и ещё крепко заклеиваем скотчем – чтобы лампочки не разлетелись по сторонам.

Теперь нам осталось научиться красиво махать трезубцем, чтобы наша игра огоньками могла бы создать настоящее световое шоу и тем самым завораживала бы ваших будущих зрителей.

Лазерное шоу своими руками. Часть 1

Немножко истории.

Всё началось с того, что некий немец Фердинанд Браун попытался применить на практике так называемые катодные лучи (cathode rays) — пучок ускоренных в электрическом поле электронов, и изобрёл самую первую электронно-лучевую трубку (CRT, ЭЛТ) в 1897 году. Это была трубка с холодным катодом, электромагнитной отклоняющей системой по одной из осей (по второй оси это было вращающееся зеркало) и экраном, покрытым люминофором. В ходе дальнейших усовершенствований другими учёными (Борис Розинг, Джон Б. Джонсон, Гарри Вайнер, и изобретатель телевидения Владимир Зворыкин) в неё были добавлены катод с подогревом, отклоняющая система по второй оси и модулятор интенсивности пучка для управления яркостью свечения точки на экране. Так родилась современная электронно-лучевая трубка.

Электронный луч в ней изменяет свою траекторию в электрическом поле пластин вертикального и горизонтального отклонения (на рисунке показаны жёлтым) и попадает на люминофор экрана, вызывая его свечение. Координаты точки свечения в такой системе задаются напряжением на отклоняющих пластинах. Приблизительно такие ЭЛТ устанавливались в аналоговые осциллоскопы. Кроме электростатической, существует магнитная система отклонения луча — пучок электронов пролетает через магнитное поле, образованное катушками, и меняет свою траекторию в зависимости от силы тока в катушках.

Используя инерционность человеческого зрения и послесвечение люминофора, стало возможно создавать на экране рисунки и появился новый способ отображения информации, которым воспользовались инженеры из Массачусетского технологического института (MIT), создав первую ЭВМ Whirlwind-I (1950 год) с новейшим по тем временам устройством вывода — векторным сканирующим дисплеем. Так было положено начало развитию дисплеев с векторной развёрткой (с произвольным сканированием луча).

До недавнего времени такие дисплеи активно применялись (кое-где до сих пор применяются) в тестовом оборудовании:

как устройства отображения на радиолокационных станциях и в авиадиспетчерских:

и, конечно же, в осциллоскопах:

Многие как старые, так и современные осциллоскопы имеют возможность работы в режиме аналогового векторного дисплея. Для этого необходимо переключить осциллоскоп в режим развёртки X/Y и использовать X-вход для управления положением луча по горизонтали (у некоторых моделей также есть Z-вход, управляющий яркостью луча). Однако на современных цифровых осциллоскопах без функции «цифровой фосфор» векторная картинка теряет всю свою привлекательность и выглядит лишь простым набором образующих векторы точек.

Настоящее

На смену лампам пришли лазеры, а с удешевлением памяти и развитием устройств с растровой развёрткой векторная развёртка применяется только в определённых нишах (и в основном в авионике и с недавнего времени в автомобилестроении — HUD-системы вывода изображения на фоне внешней среды, а также в лазерной гравировке и лазерных шоу).

Поскольку последующие статьи будут о лазерном проекторе — рассмотрим, каким образом он отклоняет рисующий луч.

В настоящее время популярностью пользуются два способа управления лазерным лучом, и у каждого есть свои недостатки и преимущества:

1. Акустооптический дефлектор (АОД)

АОД работает следующим образом. В оптически-активном кристалле(например ТеО₂) возбуждается акустическая волна с частотами в десятки-сотни мегагерц; при прохождении лазерного луча через такой кристалл, за счёт явлений дифракции или рефракции, меняется направление луча. В дифракционном АОД угол отклонения дифрагированного луча управляется изменением частоты акустической волны. В рефракционном АОД отклонение происходит вследствие искривления пути луча при прохождении через среду кристалла с неоднородной деформацией, которая возникает под воздействием бегущей акустической волны.

2. Механическая система развёртки на гальванометрах

Будущее

Изобретение зелёного лазерного диода даёт новый толчок в развитии коммерчески доступных технологий HUD и HMD (Head mounted display), а также мобильных пикопроекторов.

Одним из самых перспективных решений в области HUD являются лазерные сканирующие МЭМС технологии, которые могут обеспечить всегда сфокусированное, высокочёткое виртуальное изображение высокой яркости, а также низкое потребление, размер, вес и цену устройства.

Лазерная сканирующая технология в чём-то похожа на систему развёртки на гальванометрах и основана на применении(для формирования полного набора цветов) комбинаций трёх базовых цветов — красного, зелёного и синего — от лазерных диодов соответствующего цвета. Скомбинированный лазерный луч, попадая на выполненное по МЭМС технологии микроминиатюрное зеркало, отклоняется на угол, задаваемый электронной системой развёртки. За счёт миниатюрности зеркала скорость сканирования позволяет таким системам работать как в векторном, так и в растровом режиме. Разрешение сканирования может в несколько раз превышать современное Full HD.

Первый в мире коммерческий лазерный сканирующий МЭМС-блок HUD, проецирущий на ветровое стекло автомобиля информацию дополненной реальности посредством непосредственно излучающих лазеров (в том числе и нового зелёного), в недавнем времени появился в Японии. Копорация Pioneer выпустила первую в мире автомобильнуюнавигационную систему GPS на основе технологии MicroVision с дополненной реальностью — Poineer CyberNavi.

Проекторный модуль AR-HUD системы устанавливается в положение противосолнечного козырька сбоку от сиденья водителя, HUD дисплей представляет собой лист прозрачного пластика, который крепится в поле зрения водителя напротив лобового стекла, а 37-дюймовый виртуальный дисплей находится на расстоянии порядка 3 м от глаз водителя. Виртуальные элементы HUD формируются посредством сканирующих МЭМС-зеркал проектора, проецирующих лазерные лучи трёх базовых цветов пространства RGB, дающие полноцветное изображение с высоким уровнем контрастности.

Лазерные сканирующие технологии в скором времени будут повсеместно использоваться в очках дополненной реальности (например в Google Glass), для отображения информации на лобовом стекле автомобилей, в мотоциклетных шлемах и как мобильные проекторы в сотовых телефонах.

В следующей части я подробнее расскажу вам о том, как устроен лазерный проектор для световых шоу, и выдам готовую схему высокоскоростного ЦАП. А в качестве бонуса — расскажу как вывести видео на осциллограф при помощи трёх проводков и разъёмчика.

Светодиодная цветомузыка

Порой так хочется создать у себя дома яркое световое шоу, позвать друзей, включить громче музыку и окунуться в атмосферу дискотеки. С музыкой и друзьями проблем обычно не возникает, а вот организовать цветомузыку бывает достаточно проблематично. Даже самые простые световые эффекты стоят, порой, приличных денег, к тому же продаются далеко не во всех магазинах. Как же быть, если желание насладиться мигающими в такт музыке огоньками не угасает? Выход есть – собрать цветомузыку самому.

Схема цветомузыки

Схема проста как валенок, содержит всего три транзистора и горстку резисторов с конденсаторами. Она содержит в себе три фильтра для низких, средних и высоких частот, поэтому такую цветомузыку можно назвать трёхканальной. Красный светодиод загорается, когда в звуковом сигнале преобладают низкие частоты, синий светодиод реагирует на средние частоты, а зелёный – на высокие. Подстроечные резисторы R4 — R6 регулируют чувствительность каждого из каналов, с их помощью задаётся необходимая яркость свечения. Транзисторы VT1 – VT3 коммутируют светодиоды, здесь можно применить любые n-p-n транзисторы малой мощности, например, BC547, BC337, КТ3102. Вместо отдельных светодиодов для увеличения яркости можно использовать отрезки светодиодной ленты, в этом случае транзисторы стоит поставить большей мощности, например, BD139, 2N4923, КТ961. На вход схемы можно подавать звуковой сигнал, например, с плеера, телефона или компьютера. Однако, может оказаться так, что уровня звукового сигнала не хватит для открывания транзисторов этой схемы и светодиоды будут светится тускло. Чтобы этого не произошло, сигнал нужно усилить, например, с помощью простенького усилителя на одном транзисторе, схема которого показана ниже.

Схема усилителя

Транзистор можно использовать любой маломощный, хорошо себя зарекомендовал в этой схеме отечественный КТ3102. С помощью подстроечного резистора R1 можно регулировать уровень сигнала, подаваемого на схему цветомузыки. Питается усилитель от тех же 9 – 12 вольт. На его вход можно подавать даже слабый сигнал с телефона, ведь он будет усилен до нужного уровня.

Как сделать свое первое музыкальное световое шоу с QLC +

Изучите новый навык в эти выходные: как сделать так, чтобы праздничные огни вспыхивали под музыку. Это как быть диджеем, но намного круче. Прежде чем продолжить, возможно, будет хорошей идеей прочитать мою статью об интеллектуальном освещении и DMX .

QLC + — это кроссплатформенная вилка оригинального контроллера Q Light с дополнительными функциями и активной разработкой — прелесть открытого исходного кода! Он работает с различными открытыми и стандартными устройствами DMX, хотя более дешевые контроллеры на основе FTDI должны придерживаться Windows из-за изощренной поддержки драйверов в OS X.

Требования

• Интерфейс USB to DMX — от 30 долларов США за простое устройство OpenDMX (в основном чип FTDI)
• По крайней мере, одно устройство под управлением DMX — я буду использовать светодиодный контроллер DMX RGB, как этот (около $ 20-30)
• Полоска дешевых светодиодных RGB светодиодов.
• Скачать QLC +

Вступление

Базовый интерфейс QLC + довольно устрашающий, но большую часть времени мы будем проводить на вкладке « Показать ». Однако прежде чем начать, обратите пристальное внимание на значок остановки и перехода в правом верхнем углу — только один из них отображается как один раз. Используйте это для переключения между режимом воспроизведения для предварительного просмотра шоу и режимом дизайна. Если вы попытаетесь воспроизвести последовательность в режиме конструктора, текущие настройки фейдера будут применены по умолчанию и могут переопределить секвенсор. Вы хотите быть в режиме разработки во время редактирования, потому что изменения фейдера будут отражаться в реальном времени на вашем освещении и устройствах.

арматура

Светильники являются отраслевым языком для устройств, управляемых DMX — светильники, дымовые аппараты, лазеры и т. Д. Один прибор состоит из адреса DMX от 1 до 512 и будет использовать 1 или более каналов в зависимости от функций устройства. Дымовая машина может использовать только один канал для включения или выключения; у движущегося головного света может быть 20, контролирующих интенсивность, цвет, форму луча, гобо, стробоскоп … вы поняли.

Адреса DMX задаются в двоичном виде с помощью DIP-переключателей. Начиная слева, числа, которые представляют переключатели, являются степенями 2, поэтому: 1,2,4,8,16,32,64,128,256 . Если у вас есть 10-й DIP-переключатель, скорее всего, это для выбора режима. Чтобы дать устройству адрес 25, вы должны переключить 1-й, 4-й и 5-й переключатели в положение «включено», что дает нам 1 + 8 + 16 = 25. Если у вас возникли проблемы с этим, есть полезный инструмент для расчета DIP. в QLC + — просто нажмите синий значок в верхнем ряду — но убедитесь, что он соответствует вашему устройству, которое может быть выключено или записано наоборот.

Кабели и разъемы

В настоящее время используются 3 типа разъемов и кабелей: 5-контактный XLR, 3-контактный XLR (он же «микрофонный кабель») и Ethernet-кабель RJ-45. Вообще говоря, профессиональные устройства используют 5-контактный, но ориентированные на потребителя устройства будут использовать либо 3-контактный XLR или RJ-45. В моем случае, адаптер USB DMX имеет только 3 терминала для вывода; в то время как у контроллера RGB LED есть разъемы Ethernet, так что я буду разбирать старый кабель для использования. Важно отметить, что производители приняли стандарт RJ-45 только потому, что это дешево и легко получить подходящие кабели — вы абсолютно не можете подключить устройства DMX к домашней сети . Тот же кабель, другой тип сети.

Все устройства DMX будут иметь как вход, так и выход; они должны образовывать цепочку, но адреса каждого прибора в цепочке не обязательно должны быть последовательными. Каждый кадр данных DMX содержит управляющую информацию для каждого устройства в цепочке, поэтому каждое устройство просто считывает соответствующий ему бит, а затем передает все следующему устройству в цепочке.

Настройка устройства USB DMX

Загрузите соответствующие драйверы для вашего адаптера — я получил мой от BitBang , но драйверы FTDI для OS X ужасны, поэтому я вынужден был использовать Windows.

Нажмите на вкладку ввода / вывода в нижней части QLC +. На этом экране мы установим наше устройство USB DMX в качестве выхода для юниверса 1. «Юниверсы» — это просто способ расширения общего количества уникальных устройств, которые мы можем использовать, но для домашнего использования и небольших мероприятий вам когда-либо понадобится только одна вселенная.

Найдите «DMX USB» в списке слева — надеюсь, он показывает серийный номер, и, нажав на него, вы увидите сообщение о том, что устройство работает правильно. Установите флажок Выход, чтобы назначить его как выход для юниверса 1.

Добавление приспособления

Теперь давайте настроим несколько источников света. На панели « Светильники» (первая вкладка) нажмите зеленую кнопку «+» .

Диалог представляет собой каталог приборов от разных производителей, так как каждому устройству нужен свой профиль, чтобы точно знать, что это за возможности и как управлять этими функциями. В нашем тестовом примере вам понадобится «Generic RGB». Введите адрес, который вы выбрали, и добавьте прибор. Обратите внимание, что контроллер использует 3 канала; поэтому, если вы хотите другой контроллер, он должен начинаться с 28, чтобы не перекрываться (единственное исключение — если вы хотите, чтобы два идентичных устройства выполняли одно и то же) .

Чтобы проверить прибор, перейдите на вкладку Simple Desk — вы увидите красный, синий и зеленый слайдер. Сдвиньте их вверх, и светодиоды RGB должны сработать.

Делать шоу

Создание шоу очень похоже на последовательность музыки, если вы когда-либо использовали Garageband. Каждый трек содержит либо музыкальный трек, либо последовательность шагов для ваших приборов DMX. Создайте первый трек, щелкнув по маленькому разноцветному квадратному значку , а затем — значок музыки, чтобы загрузить его в файл WAV . Хотя вы также можете загружать файлы MP3 в исходном формате, я бы посоветовал преобразовать их в файл .wav, поскольку у меня возникли небольшие проблемы с синхронизацией при выполнении последовательности из MP3.

Теперь создайте другую дорожку, щелкните, чтобы выбрать ее, затем щелкните значок красного, синего и зеленого кругов, чтобы создать последовательность. Внизу нам нужно добавить приборы, используемые для этой последовательности — просто нажмите зеленую кнопку «плюс» и выберите свой контроллер RGB. Вы заметите, что появилась новая вкладка RGB — щелкните по ней (на фото справа) , и вы получите несколько ползунков. Нажмите на флажки, чтобы включить их.

Последовательность начинается коротко, но она будет расширяться по мере добавления дополнительных шагов. Каждый шаг в последовательности имеет свои собственные постепенное появление, постепенное исчезновение и время удержания. Обратите внимание, что время появления учитывается в общей продолжительности, а затухание — нет. Создать последовательность очень просто: отрегулируйте ползунки до нужного значения, затем добавьте шаг. Отрегулируйте и добавьте. Нажмите на любой из предыдущих шагов, и ползунки изменится на то, что было установлено для этого шага — вы можете настроить его, и новое значение будет сохранено для этого шага.

Нажмите значок часов в редакторе последовательностей, чтобы открыть отдельный диалог для ввода времени исчезновения и удержания. Обратите внимание, что если вы хотите иметь разные значения для каждого шага, измените скорость постепенного изменения и другие настройки на «За шаг». Если вы хотите, чтобы на всех этапах было одинаковое время появления и исчезновения, выберите «Общие». Не используйте «По умолчанию».

Вы можете создать столько последовательностей, сколько вам нужно в каждой сцене, поэтому вам не нужно делать все это за один длинный цикл шагов. Чтобы повторить ту же последовательность, выберите ее и используйте значки копирования / вставки — вы все равно можете редактировать фейдеры или тайминги, не затрагивая другие дублированные элементы.

Подсказка. Под значком «Клаппер» в левом верхнем углу находится слайдер — отрегулируйте его, чтобы изменить уровень масштабирования последовательности, чтобы упростить задачу.

Вот 30-секундный клип, который я обнаружил, изучая, как использовать QLC +. Песня «Империи» от VNV Nation .

Конечно, волнение приходит, когда у вас есть множество устройств DMX — точно так же, как песня с одним лишь ударным ударом довольно скучна. На следующей неделе я познакомлюсь с Vixen, альтернативным легким секвенсором DMX; и затем мы перейдем к некоторым проектам Arduino DMX для использования DMX со ВСЕМИ ВЕЩАМИ. До тех пор!