RGB em esteróides

dependendo de onde você vive, você provavelmente já viu uma casa com luzes de Natal louco piscando que mudam de cor e dança para a música. Quase todos os bairros ou cidades têm “aquela casa” que sai todas as férias todos os anos. No meu bairro, aquela casa é minha. Se você já se perguntou como essas exibições funcionam e o que você precisa para fazer o seu próprio, esta será uma breve visão geral de todos os componentes e como tudo funciona em conjunto.,

Há três coisas-chave que compõem um show de luz de Natal: As luzes, o circuito de controle, e a sequenciação.

As luzes são dispostas juntas para formar diferentes adereços, como arcos saltadores, flocos de neve, estrelas, megatrees, e muito mais. Você junta essas luzes com controladores e fontes de energia para fazê-los funcionar como esperado. Há um software de computador especializado que diz aos controladores quando ligar e desligar as luzes de acordo com a música que está sendo tocada. Estes componentes estão no centro de todos os espectáculos de luz e vou entrar em detalhes sobre cada um deles., Enquanto você não será capaz de ir ao Walmart e pegar essas coisas, há muitas empresas e uma grande comunidade, que está ansiosa para ajudar.

Cerca de 5000 pixels individuais sequenciados em XLights com o show correndo através Falcon Pi Player em um Raspberry Pi.

As luzes

o tipo mais comum de luzes que você vê no Natal são lâmpadas incandescentes tradicionais ou, mais recentemente, LEDs. Estas cordas ligam-se com 120V (nos EUA) quando os ligamos à parede e ficamos acesas até os desligarmos. São luzes de Natal normais., Cerca de 10-15 anos atrás, no entanto, as pessoas começaram a conectá-los a interruptores eletrônicos chamados relés que permitem que as luzes sejam acesas e desligadas com um simples Microcontrolador. Esta é essencialmente a mesma tecnologia encontrada nos tampões de parede inteligentes de hoje, mas com uma abordagem mais festiva.

um visor de luz de férias típico usando esta tecnologia pode ter tido algumas dezenas desses relés controlando um número igual de fios de luz. Esta tecnologia foi boa por alguns anos, mas eventualmente as coisas começaram a ficar mais elaboradas.,

O próximo grande salto na tecnologia veio em torno de 5 anos atrás e tem transformado a iluminação de férias desde então.ligar e desligar um único fio de luzes era aborrecido e as pessoas queriam mais cores, mais brilho e efeitos mais extravagantes. LEDs tinha se tornado muito popular e um novo tipo de tecnologia de luz começou a atingir o mercado chamado “Pixels”. Estes pixels são essencialmente uma cadeia inteira de lâmpadas RGB “inteligentes” modernas. Cada pixel tem um microchip minúsculo que diz ao LED quando ligar e desligar e que cor iluminar., Eles são conectados em uma cadeia e podem Cada luz individualmente para formar padrões e efeitos complexos.

Existem muitos tipos de pixels e muitos protocolos diferentes para se comunicar com eles. O tipo mais comum de pixels usa um protocolo chamado WS2811. Essencialmente, os pixels de uma cadeia recebem dados sequencialmente, descodificam os dados que lhes são destinados e passam através dos dados para todos os pixels subsequentes ao longo da linha. Os dados reais que são transmitidos consistem em um valor de intensidade vermelho, verde e azul para cada lâmpada.,

Este tipo de luzes e seus protocolos foram originalmente projetados para sinalização digital e para produções teatrais. O mesmo protocolo WS2811 é usado em modernos PC RGB lighting strips endereçáveis individualmente que você pode ter em sua plataforma de jogos. A única diferença é que as luzes de férias têm um revestimento à prova de água, estão disponíveis em cordas de cerca de 10-15 pés, e custo consideravelmente menor.

estas luzes são então dispostas em adereços que é onde a arte entra em vigor., Diferentes formas podem ser criadas usando plástico ondulado, tubulações e estruturas personalizadas para criar quase qualquer projeto imaginável. Enquanto as luzes são padronizadas, os adereços são únicos e envolvem um esforço considerável de design para descobrir onde colocar os pixels. Eles também devem ser capazes de suportar uma temporada inteira de Inverno Ao ar livre, sem cair aos pedaços.

projetar o Show

projetar um show é muito parecido com compor para uma orquestra. As luzes estão dispostas em adereços como árvores, arcos, estrelas, flocos de neve, e muito mais., Diferentes adereços podem ser agrupados como instrumentos em uma orquestra como eles acendem com a música. Coreografar os diferentes elementos da música requer um software especial que sabe como interagir com o protocolo de iluminação.

o programa mais comum é o xLights, que é livre e de código aberto. Os Shows são projetados sequencialmente ao longo de uma linha do tempo onde cada elemento mostra tem uma faixa diferente. Existem muitos efeitos diferentes que podem ser aplicados a elementos individuais ou a grupos. Cada show é único e os diferentes efeitos podem ser infinitamente personalizados.,

O software cria uma grade de onde as luzes estão localizadas usando uma foto de referência do local. A partir daqui, padrões complexos podem ser aplicados à grade para criar os efeitos. Alguns efeitos podem apenas acender um fio, enquanto outros podem mover-se por toda a casa.

Uma vez terminado o desenho do show, O arquivo é exportado para um formato que inclui os dados de cor para cada uma das luzes. Um show típico também terá uma taxa de atualização entre 20Hz e 40Hz, o que significa que o arquivo de saída contém o estado de cada bulbo para cada quadro durante o show.,

controladores e potência

todas essas luzes são grandes, mas eles precisam de controladores e fontes de alimentação. Um show típico que você pode ver terá dois tipos de controladores: o primeiro é um computador show que armazena o arquivo do software sequenciador e transmite-o para todos os elementos. O segundo tipo de hardware usado para executar o show são os controladores que interface diretamente com as luzes. Estes controladores vêm em muitas formas e tamanhos diferentes, mas todos fazem essencialmente a mesma coisa., Eles convertem os dados do computador show para o protocolo WS2811 que dirige diretamente as luzes.

os controladores recebem dados do computador show usando um protocolo chamado E1. 31. Este protocolo é uma forma de transmitir dados de iluminação sobre uma rede tradicional baseada em IP. Os pixels são agrupados em” universos ” de 170 luzes que todos são encaminhados para o mesmo controlador. Cada luz precisa ter um valor de intensidade vermelho, verde e azul para determinar a cor que deve ser. Se você está familiarizado com DMX para produções teatrais, é a mesma idéia.,

cada controlador tem um endereço IP e sabe que Configuração das luzes estão conectadas à sua saída. Quando recebe um pacote de dados do computador show, ele se certifica de que ele é endereçado ao universo direito, descodifica os dados WS2811 que está no pacote, e retorna o fluxo de dados para os pixels.

em termos de controladores, existem dois estilos principais que as pessoas vão usar em um show de luz. O primeiro é um controlador centralizado, muito poderoso, com muitas saídas. O segundo é numerosos controladores menores posicionados mais perto dos elementos., Ambos têm seus benefícios e enquanto controladores centralizados são o estilo mais popular agora, o estilo de controle descentralizado menor está ganhando popularidade.o controlador que tenho aqui é um quadro de qualidade profissional feito pela Advatek Lighting. Este dispositivo pode controlar até 32 cadeias de pixels individuais para um total de pouco mais de 16.000 pixels. Graças aos seus conectores beefy power, ele também pode fornecer centenas de Watts para manter os pixels brilhantes. Ao invés de usar Wi-Fi, que pode ficar lotado se você tiver muitos dispositivos, Este controlador tem uma conexão Ethernet dedicada., Se você está sério sobre iluminação de férias, este é o tipo de controlador que você quer. Também é poderoso o suficiente para ser usado em exibições comerciais como em um parque temático.fazendo uma excursão em torno deste tabuleiro (foto acima), começamos com os conectores de energia principais do lado esquerdo que dão energia às luzes. Pixels usam 5V ou 12V, de modo que uma fonte de alimentação padrão de alta potência pode ser usada ou fontes de alimentação especificamente projetadas para luzes LED. Esta placa pode lidar com ambas as tensões ao mesmo tempo. Em torno do topo e do fundo temos 16 plugs removíveis para os conectores de pixel para conectar.,

a maioria dos tipos de pixels comuns, como WS2811, usam três fios: potência, terra e dados. No entanto, alguns outros tipos de pixels também têm um PIN de relógio. No centro de tudo isso está um microprocessador que lida com a conectividade e o sinal necessários para a interface com os pixels. Existem também quatro drivers ICs que aumentam a saída do nível de sinal do processador para um adequado para a condução de pixels a uma longa distância do controlador. Finalmente, do lado direito, temos conectividade externa. Isto inclui as saídas legacy DMX, bem como Etherne., Há muitos outros controladores de empresas como Falcon e HolidayCoro, mas todos eles têm um formato semelhante.

rodando o Show

Uma vez que você tem todos os componentes necessários e tudo é montado, executar o show é bastante simples. Do lado do controlador, você só precisa dizer-lhe que Configuração de pixels estão ligados a que Porta de saída. Você também pode ajustar coisas como brilho e encomenda de pixels. Cada controlador terá sua própria configuração através de uma interface web ou através de um programa dedicado.,

A última coisa que você vai precisar é de um computador para armazenar as sequências e dados de áudio para o show. Você pode usar um laptop, mas um dos tipos mais comuns de mostrar computadores devido ao seu custo e acessibilidade é um Raspberry Pi com o software Falcon Pi Player.

Todas as noites durante o show, ele carrega as sequências que programamos anteriormente, reproduz o áudio associado com ele, e envia os dados de iluminação para os controladores na tela. Este computador também precisa saber sobre a configuração específica do controlador, para que ele possa enviar dados para o endereço certo., A saída de áudio é normalmente alimentada em um transmissor de rádio FM portátil, para que as pessoas em seus carros possam ouvir o show.

para recapitular, os efeitos de iluminação são criados primeiro em software, então esse software é exportado para um arquivo show que contém os dados de cor para cada pixel em cada momento do show. O arquivo show é jogado a partir de um computador show que produz os dados de luz usando o protocolo E1.31 para os controladores. Os controladores recebem pacotes endereçados a eles e finalmente enviam os dados WS2811 resultantes para os pixels.,

Há muita tecnologia nos bastidores para criar essas exibições e ainda tem muito espaço para melhorar. Pixels estão se tornando mais acessíveis e fáceis de configurar. Os controladores estão ficando mais poderosos, mas ao mesmo tempo, mais user-friendly.interessado em montar uma exibição própria?é certamente demasiado tarde este ano para colocar um, mas há muitos recursos para te ensinar tudo o que precisas de saber. Há uma grande série no YouTube que pode ensinar-lhe o básico para começar., Dependendo de quanto esforço você quer colocar na tela e quão bom você é com um ferro de soldar, você pode fazer seus próprios elementos de show ou comprar algum pronto para correr.

os displays podem ser um pouco caros começar, mas o preço está caindo ano após ano. Por exemplo, uma fita ou tira de 50 pixels custará cerca de US $10 da China e um bom controlador custará cerca de US $200. Além disso, ferramentas básicas como tubos de PVC, conduíte de metal, zip ties, e Fio de ligação não são muito caras.,

eu tenho feito shows de luz por alguns anos agora, o vídeo no topo do artigo é o meu show de 2018 Se você gostaria de ver como o produto final se parece. Boas Festas a todos!