RGB sur Stéroïdes

selon l’endroit où vous vivez, vous avez probablement vu une maison avec des lumières de Noël clignotantes folles qui changent de couleur et dansent en musique. Presque tous les quartiers ou villes ont « cette maison » qui sort tous les jours pour les vacances chaque année. Dans mon quartier, cette maison est à moi. Si vous vous êtes déjà demandé comment ces écrans fonctionnent et ce dont vous avez besoin pour créer le vôtre, ce sera un bref aperçu de tous les composants et comment tout fonctionne ensemble.,

Il y a trois choses clés qui composent un spectacle de lumière de Noël: les lumières, les circuits de commande et le séquençage.

Les lumières sont disposées ensemble pour former différents accessoires comme des arcs bondissants, des flocons de neige, des étoiles, des mégatrees, etc. Vous couplez ces lumières avec des contrôleurs et des alimentations pour les faire fonctionner comme prévu. Il existe un logiciel informatique spécialisé qui indique aux contrôleurs quand allumer et éteindre les lumières en fonction de la musique jouée. Ces composants sont au cœur de chaque spectacle de lumière et je vais entrer dans les détails sur chacun., Alors que vous ne serez pas en mesure d’aller à Walmart et ramasser ce genre de choses, il y a beaucoup d’entreprises et une grande communauté utile désireux d’aider.

environ 5000 pixels individuels séquencés en XLights avec le spectacle en cours d’exécution par Falcon Pi Player sur un Raspberry Pi.

Les Lumières

le type Le plus commun de lumières que vous voyez à Noël sont les ampoules à incandescence traditionnelles ou plus récemment, des LEDs. Ces cordes s’allument avec 120V (aux États-Unis) lorsque vous les branchez au mur et restez allumés jusqu’à ce que vous les débranchez. Ce sont des lumières de Noël régulières., Il y a environ 10-15 ans cependant, les gens ont commencé à les connecter à des commutateurs électroniques appelés relais qui permettent d’allumer et d’éteindre les lumières avec un simple microcontrôleur. C’est essentiellement la même technologie que l’on trouve dans les prises murales intelligentes d’aujourd’hui, mais avec une approche plus festive.

un affichage de lumière de vacances typique utilisant cette technologie aurait pu avoir quelques dizaines de tels relais contrôlant un nombre égal de brins de lumière. Cette technologie était bien pendant quelques années, mais finalement les choses ont commencé à devenir plus élaborées.,

le prochain grand saut technologique est survenu il y a environ 5 ans et a transformé l’éclairage de vacances depuis.

allumer et éteindre un seul brin de lumières était ennuyeux et les gens voulaient plus de couleurs, plus de luminosité et des effets plus fantaisistes. Les LED étaient devenues très populaires et un nouveau type de technologie lumineuse a commencé à frapper le marché appelé « Pixels ». Ces pixels sont essentiellement un brin entier d’ampoules RVB « intelligentes » modernes. Chaque pixel a une petite puce qui indique à la LED quand allumer et éteindre et quelle couleur allumer., Ils sont connectés en un brin et peuvent chacun s’allumer individuellement pour former des motifs et des effets complexes.

Il existe de nombreux types de pixels et de nombreux protocoles différents pour communiquer avec eux. Le type de pixels le plus courant utilise un protocole appelé WS2811. Essentiellement, les pixels d’un brin reçoivent des données séquentiellement, décodent les données qui leur sont destinées et traversent les données pour tous les pixels suivants sur la ligne. Les données réelles transmises consistent en une valeur d’intensité rouge, verte et bleue pour chaque ampoule.,

ces types de lumières et leurs protocoles ont été conçus à l’origine pour l’affichage dynamique et pour les productions théâtrales. Le même protocole WS2811 est utilisé dans les bandes D’éclairage RVB PC adressables individuellement modernes que vous pourriez avoir dans votre plate-forme de jeu. La seule différence est que les lumières de vacances ont un revêtement imperméable, sont disponibles dans des cordes d’environ 10-15ft, et coûtent beaucoup moins cher.

Ces lumières sont ensuite disposées en accessoires qui est l’endroit où l’art entre en place., Différentes formes peuvent être créées en utilisant du plastique ondulé, des tuyaux et des structures personnalisées pour créer presque toutes les conceptions imaginables. Alors que les lumières sont standardisées, les accessoires sont uniques et impliquent un effort de conception considérable pour savoir où placer les pixels. Ils doivent également être capables de résister à toute une saison hivernale à l’extérieur sans s’effondrer.

la Conception du Show

la Conception d’un spectacle est un peu comme composer pour un orchestre. Les lumières sont disposées en accessoires comme des arbres, des arches, des étoiles, des flocons de neige, et plus encore., Différents accessoires peuvent être regroupés comme des instruments dans un orchestre car ils s’allument avec la musique. Chorégraphier les différents éléments en musique nécessite un logiciel spécial qui sait comment s’interfacer avec le protocole d’éclairage.

le programme le plus courant est xLights qui est gratuit et open-source. Les spectacles sont conçus séquentiellement le long d’une Chronologie où chaque élément spectacle a une piste différente. Il existe de nombreux effets différents qui peuvent être appliqués à des éléments individuels ou à des groupes. Chaque spectacle est unique et les différents effets peuvent être personnalisés à l’infini.,

le logiciel crée une grille de l’emplacement des lumières à l’aide d’une photo de référence du lieu. De là, des motifs complexes peuvent être appliqués à la grille pour créer les effets. Certains effets ne peuvent éclairer qu’un seul brin tandis que d’autres peuvent se déplacer dans toute la maison.

Une fois la conception d’exposition terminée, le fichier est exporté dans un format qui inclut les données de couleur pour chacune des lumières. Un spectacle typique aura également un taux de rafraîchissement entre 20Hz et 40Hz, ce qui signifie que le fichier de sortie contient l’état de chaque ampoule pour chaque image pendant le spectacle.,

contrôleurs et alimentation

toutes ces lumières sont géniales, mais elles ont besoin de contrôleurs et d’alimentations. Un spectacle typique que vous pouvez voir aura deux types de contrôleurs: le premier est un ordinateur show qui stocke le fichier à partir du logiciel de séquençage et le transmet à tous les éléments. Le deuxième type de matériel utilisé pour exécuter le spectacle sont les contrôleurs qui s’interfacer directement avec les lumières. Ces contrôleurs viennent dans de nombreuses formes et tailles différentes, mais tous font essentiellement la même chose., Ils convertissent les données de l’ordinateur d’exposition dans le protocole WS2811 qui conduit directement les lumières.

Les contrôleurs reçoivent des données de l’ordinateur d’exposition utilisant un protocole appelé E1.31. Ce protocole est un moyen de diffuser des données d’éclairage sur un réseau IP traditionnel. Les pixels sont regroupés en « univers » de 170 lumières qui sont tous routés vers le même contrôleur. Chaque lumière doit avoir une valeur d’intensité rouge, verte et bleue pour déterminer de quelle couleur elle doit être. Si vous êtes familier avec DMX pour les productions théâtrales, c’est la même idée.,

chaque contrôleur a une adresse IP et sait quelle configuration de lumières sont connectées à sa sortie. Quand il reçoit un paquet de données de l’ordinateur d’exposition, il s’assure qu’il est adressé à l’univers droit, décode les données WS2811 qui est dans le paquet, et sort le flux de données aux pixels.

en termes de contrôleurs, il y a deux styles principaux que les gens utiliseront dans un spectacle de lumière. Le premier est un contrôleur centralisé, très puissant avec beaucoup de sorties. Le second est de nombreux contrôleurs plus petits positionnés plus près des éléments., Les deux ont leurs avantages et alors que les contrôleurs centralisés sont le style le plus populaire maintenant, le style de contrôleur décentralisé plus petit gagne en popularité.

Le contrôleur que j’ai ici est une carte de qualité professionnelle fabriquée par Advatek Lighting. Cet appareil peut contrôler jusqu’à 32 sorties de chaînes de pixels individuelles pour un total d’un peu plus de 16 000 pixels. Grâce à ses connecteurs d’alimentation costauds, il peut également fournir des centaines de Watts pour garder les pixels lumineux. Plutôt que D’utiliser le Wi-Fi, qui peut être encombré si vous avez beaucoup d’appareils, ce contrôleur dispose d’une connexion Ethernet dédiée., Si vous êtes sérieux au sujet de l’éclairage de vacances, c’est le type de contrôleur que vous souhaitez. Il est également assez puissant pour être utilisé dans des affichages commerciaux comme dans un parc à thème.

en faisant un tour autour de cette carte (photo ci-dessus), nous commençons par les connecteurs d’alimentation principaux sur le côté gauche qui alimentent les lumières. Les Pixels utilisent soit 5 V ou 12 V, de sorte qu’une alimentation d’ordinateur standard à haute puissance peut être utilisée ou des alimentations spécialement conçues pour les lumières LED. Cette carte peut gérer les deux tensions en même temps. Autour du haut et du bas, nous avons 16 prises amovibles pour les connecteurs pixel à brancher.,

la plupart des types de pixels courants, comme WS2811, utilisent trois fils: alimentation, masse et données. Cependant, certains autres types de pixels ont également une broche d’horloge. Au centre de tout cela se trouve un microprocesseur qui gère la connectivité et le signal requis pour s’interfacer avec les pixels. Il existe également quatre circuits intégrés de pilote qui augmentent la sortie au niveau du signal du processeur à un adapté pour piloter des pixels à longue distance du contrôleur. Enfin, sur le côté droit, nous avons connectivité externe. Cela inclut les sorties DMX héritées ainsi que Etherne., Il existe de nombreux autres contrôleurs de sociétés comme Falcon et HolidayCoro, mais ils ont tous un format similaire.

exécuter le Show

Une fois que vous avez tous les composants requis et que tout est assemblé, exécuter le show est assez simple. Du côté du contrôleur, il vous suffit de lui dire quelle configuration de pixels sont attachés à quel port de sortie. Vous pouvez également ajuster des choses comme la luminosité et l’ordre des pixels. Chaque contrôleur aura sa propre configuration soit via une interface web, soit via un programme dédié.,

la dernière chose dont vous aurez besoin est un ordinateur pour stocker les séquences et les données audio pour le spectacle. Vous pouvez utiliser un ordinateur portable, mais l’un des types d’ordinateurs les plus courants en raison de son coût et de son accessibilité est un Raspberry Pi avec le logiciel Falcon Pi Player.

Tous les soirs pendant le spectacle, il charge les séquences que nous avons programmées précédemment, lit l’audio qui lui est associé et envoie les données d’éclairage aux contrôleurs de l’écran. Cet ordinateur doit également connaître la configuration spécifique du contrôleur, afin qu’il puisse envoyer des données à la bonne adresse., La sortie audio est généralement introduite dans un émetteur radio FM portable, afin que les gens dans leurs voitures puissent entendre le spectacle.

pour résumer, les effets d’éclairage sont d’abord créés dans un logiciel, puis ce logiciel est exporté dans un fichier show qui contient les données de couleur pour chaque pixel à chaque instant du show. Le fichier show est lu à partir d’un ordinateur show qui délivre les données de lumière à l’aide du protocole E1.31 aux contrôleurs. Les contrôleurs reçoivent des paquets qui leur sont adressés et produisent finalement les données WS2811 résultantes aux pixels.,

Il y a beaucoup de technologie dans les coulisses pour créer ces écrans, et il a encore beaucoup de place à l’amélioration. Les Pixels sont de plus en plus accessibles et faciles à configurer. Les contrôleurs deviennent plus puissants mais en même temps plus conviviaux.

vous souhaitez configurer votre propre affichage?

Il est certainement trop tard cette année pour en mettre un, mais il y a beaucoup de ressources pour vous apprendre tout ce que vous devez savoir. Il y a une grande série YouTube qui peut vous apprendre les bases pour vous aider à démarrer., Selon l’effort que vous souhaitez mettre dans l’écran et à quel point vous êtes bon avec un fer à souder, vous pouvez soit créer vos propres éléments d’exposition, soit acheter des éléments prêts à l’emploi.

Les écrans peuvent être un peu coûteux au démarrage, mais le prix baisse année après année. Par exemple, un brin ou une bande de 50 pixels coûtera environ 10 from en provenance de Chine et un bon contrôleur coûtera environ 200$. En outre, les outils de base comme le tuyau en PVC, le conduit métallique, les attaches zippées et le fil de raccordement ne sont pas très chers.,

je fais des spectacles de lumière depuis quelques années maintenant, la vidéo en haut de l’article est mon spectacle 2018 si vous souhaitez voir à quoi ressemble le produit final. Joyeuses fêtes à tous!