Световые и звуковые приборы своими руками

Световые и звуковые приборы своими руками

СВЕТОВОЙ ПРИБОР ДЛЯ ДИСКОТЕК СВОИМИ РУКАМИ

Данный прибор предназначен для светового оформления концертных программ, шоу и дискотек. Схема “светового ежа” показана на рисунке. Основа узла управления шаговым двигателем М2, вращающим рефлектор, — микроконтроллер PIC12C508A, в память программ которого с помощью программатора следует записать коды из таблицы. Все прошивки для МК вы можете скачать на форуме.

Сформированные контроллером сигналы поступают на обмотки шагового двигателя М2 через транзисторные ключи микросхемы ULN2004. Каждый ее выход снабжен защитным диодом, причем общий катод диодов соединен с выводом 9. Таким образом, обмотки двигателя зашунтированы диодами, подавляющими коммутационные выбросы напряжения. Программой предусмотрено пять различных скоростей и два направления вращения рефлектора. Различные сочетания этих параметров и создают световые эффекты. Если контакты выключателя SA1 замкнуты, смена сочетаний скорость/направление происходит периодически по программе. В противном случае (выключатель разомкнут) смена синхронизирована импульсами, поступающими на вывод 4 микросхемы DD1.

Формирователь импульсов в такт с ритмом музыкального произведения собран на микросхеме DA1. Каскад на ОУ DA1.1 усиливает принятый микрофоном BM1 звуковой сигнал музыкального сопровождения. Резистор R3 — регулятор усиления. Далее через фильтр R7C6R8C7 сигнал поступает на вход усилителя на ОУ DA1.2, охваченного АРУ (автоматической регулировкой усиления), поддерживающей амплитуду сигнала на выходе DA1.2 постоянной независимо от громкости музыки. Детектор АРУ собран на диоде VD5, фильтр — R12C8, исполнительный элемент — транзистор VT1. Амплитудным детектор на диоде VD6 с фильтром R16R17C14 и повторителем DA1.3 выделяют огибающую музыкального сигнала. Пороговое устройство на ОУ DA1.4 с узлом задержки повторного срабатывания превращает огибающую в прямоугольные импульсы, поступающие на вход GP3 микроконтроллера DD1.

Мощность трансформатора Т1 должна быть больше мощности лампы ЕL1 не менее чем на 20 Вт. Напряжение на вторичной обмотке этого трансформатора при подключенной лампе должно составлять 10-12 B. В качестве основной лампы EL1 пригодна любая осветительная мощностью до 100 Вт. Кроме мощности, лампы классифицируют по цветовой температуре, чем она ниже, тем “краснее” свет. Обычные лампы накаливания характеризуются сравнительно низкой цветовой температурой, поэтому лучи цветов, лежащих в синей области спектра, покажутся тусклыми. У галогенных ламп этот показатель выше, но срок службы меньше. Рекомендуется использовать галогенную лампу КГМ12-100-2 мощностью 100 Вт. Возможные замены – лампы КГМ12-100 или FSR12-100. В крайнем случае можно взять автомобильные лампы для противотуманных фар. Устанавливая лампу, следует учитывать, что ее спираль должна быть обращена к рефлектору светящейся поверхностью наибольшей площади, а центр этой поверхности — находиться на оптической оси прибора, обозначенной на рис. 1 штрих пунктирной линией. Ширина защитного экрана на 5 мм больше диаметра колбы лампы. Так как рабочая температура колбы галогенной лампы EL1 превышает 250 °С, без принудительной вентиляции в замкнутом внутреннем пространстве “ежа” лампа может перегреться вплоть до размягчения и деформации колбы. Под воздействием высокой температуры нередко разрушается панель лампы, отказывают электронные компоненты блока управления двигателем. Для охлаждения прибора применен вентилятор от блока питания компьютера.

Приводом рефлектора служит шаговый двигатель ДШР-39. Возможная замена — ПБМГ-200, применявшийся в приводах пятидюймовых гибких магнитных дисков для компьютеров. Линза-объектив прибора — двукратная лупа с фокусным расстоянием 192 мм. Подойдет и другая диаметром не менее 100 мм и с фокусным расстоянием 150. 300 мм. Приблизительно определить последнее можно, сфокусировав на какой-либо негорючей поверхности изображение солнечного диска. Расстояние от линзы до поверхности и есть фокусное. На фото ниже вы видите используемую мной для светового прибора лупу.

Корпус “светового ежа” делают из любого листового металла. Пластмассу, фанеру и другие материалы с плохой теплопроводностью и термостойкостью применять не рекомендуется. Диаметр отверстия под линзу на 5 мм меньше ее диаметра. Линзу крепят по периметру несколькими зажимами.

Налаживание узла управления начинают с проверки напряжения на выходах интегральных стабилизаторов DA2 (9 В) и DA3 (5 В). Замкнув выключатель SA1, с помощью осциллографа проверяют наличие прямоугольных импульсов периодически изменяющейся частоты на выводах 2, 3, 5 и 6 микроконтроллера DD1. Если их нет, микроконтроллер неисправен или неправильно запрограммирован. Аналогичные импульсы, но амплитудой приблизительно 12 В, должны быть на выводах 14,13,11,10 микросхемы DD2. Если на одном из них импульсов нет, а напряжение равно нулю, причиной может быть обрыв обмотки двигателя М2. Затем включают музыку с басами – барабанами. На экране осциллографа, подключенного к выходу ОУ DD1.1 (вывод 6), должна быть видна осциллограмма музыкального сигнала, амплитуду которого регулируют с помощью подстроечного резистора R3. При ее десятикратном изменении амплитуда сигнала на выходе DD1.2 (вывод 14) должна оставаться приблизительно равной 3 В. В противном случае необходимо проверить исправность транзистора VT1 и связанных с ним элементов. Постоянный уровень пару вольт на выходе DA1.3 во время звучания музыки должен сопровождаться всплесками в такт сильной доле произведения. Напряжение на выводе 6 DA1.4 — приблизительно 4 В — немного изменяется в зависимости от характера музыки.

Читать еще:  Какое давление в шинах автомобиля должно быть летом и зимой: что нужно знать

Остается проверить наличие прямоугольных положительных импульсов на выходе DA1.4 (вывод 7). Их длительность зависит от параметров цепи C16 R23 и должна составлять 100 мс. Устранить пропуски или несвоевременную выдачу импульсов удается подборкой номинала резистора R19. Не буду точно утверждать, что использовал контроллер PIC12C508, не вспомню уже, но что использовал PIC12C508A и PIC12C509A – это 100%. Использовал программатор EXTRA PIC – схема на форуме. Прошивал в ICProg. Никаких изменений в исходник не вносил. Указывал в программе именно тот контроллер, который стоит в постельке. Приборы работают в обоих режимах. Видеоролик работы самодельного дискотечного прибора смотрите тут:

От встроенной программы – отрабатывают прошитую программу. А от музыки – просто без музыки останавливается, а при музыке запускается та-же встроенная программа. Конструкцию собрал и испытал: Romick_Калуга

Динамика света и управление

Для получения динамики в световом оформлении помимо источника питания необходим управляющий сигнал, под воздействием которого будет происходить изменение световой картины.

Существует два основных способа управления динамикой света: независимое и зависимое управление от звукового сигнала. Управление динамикой света можно осуществить с помощью следующих устройств:

  1. Цветомузыкальные устройства (цветомузыка)
  2. Приборы с функцией звуковой активации
  3. Музыкально-управляемые автоматы световых эффектов

Цветомузыкальные устройства (цветомузыка). Управление от звукового сигнала в них осуществляется следующим образом. С помощью электрических фильтров общий звуковой сигнал разделяется на несколько частотных диапазонов, уровень сигнала в каждом из которых в конечном счете управляет яркостью свечения соответствующих этим каналам источников света – ламп или светодиодов. Чем выше уровень сигнала в канале, тем ярче горят источники света, соответствующие этому каналу. Таким образом, световые картины изменяются в зависимости от характера музыкальных композиций. С помощью цветомузыки можно реализовать один из самых впечатляющих эффектов – синхронизация по ритму, если один канал цветомузыки настроить на частоту звучания бас-бочки, а вторую – на ведущий.

Приборы с функцией звуковой активации. Функцию звуковой активации могут иметь как сами световые приборы (дискотечные приборы эффектов, проекторы, лазеры и др.), так и пульты управления световым оборудованием и приборами. Первое подразумевается чаще. Работа световых приборов в режиме звуковой активации заключается в том, что из поступающего звука с помощью фильтра производится выделение сигнала управления, который затем управляет режимом работы прибора. Реализаций схем управления может быть много, например, из низкочастотного спектра (например, от бас-бочки) формируются импульсы. Эти импульсы поступают на счетчик. После поступления n-го импульса счетчик формирует управляющий сигнал, который изменяет режим работы светового прибора – происходит изменение движения луча, изменяется программа работы, изменяется направления вращения прибора и др. То есть, звуковой сигнал управляет режимом работы светового прибора. Поэтому цветомузыка и прибор с функцией звуковой активации это принципиально разные устройства, с принципиально разным управлением динамикой света и принципиально разным световым эффектом. В цветомузыке световые картины зависят от характера музыки (темп, спектр частот сигнала, динамика композиции), в то время как работа многих световых приборов от звуковой активации будет выглядеть как беспорядочное включение и движение лучей, никак не синхронизированных с музыкой.

Музыкально-управляемые автоматы световых эффектов. Идея работы данного типа приборов аналогична тому, как это реализовано в приборах с функцией звуковой активации – из звукового сигнала выделяются импульсы, которые управляют режимом работы автомата световых эффектов или скоростью эффекта. Последнее как раз и позволяет получить синхронизацию между ритмом музыкальной композиции и скоростью работы эффекта. Достоинства данного типа приборов – невысокая стоимость стоимость и простота в обслуживании. Если в таком приборе хорошо отстроена синхронизация по ритму, то можно получить весьма динамичный эффект, когда группы ламп переключаются точно в доли ритма. В конце прошлого века подобное управление являлось основой для светового оформления выступлений многих известных музыкальных групп.

Устройства с независимым управлением от звукового сигнала. Это могут быть всё те же автоматы световых эффектов, в которых управление производится не от звукового сигнала, а от задающего генератора. Другим примером подобного рода устройств являются проекторы световых эффектов, например, пламени, воды, звездного неба, большая часть моторизированных приборов – шары, полусферы, грибы и др. Вращающийся зеркальный шар и стробоскоп – это также устройства с независимым от звукового сигнала управлением.

Характер управления будет зависеть не только от того, какой вариант Вы выберите, но и от того, какой эффект Вы хотите получить. Преимущество цветомузыки перед всеми остальными устройствами заключается в возможности автономного управления от музыки, при котором нет необходимости постоянно ей управлять. А вот корректировать цветомузыку придется, поскольку, если частоты ритм-секции композиций отличаются друг от друга. Если автомат световых эффектов с независимым управлением от звука используется для получения динамичного света, то он потребует управления со стороны человека, поскольку для быстрых музыкальных композиций нужно увеличивать скорость эффекта, а для медленных – уменьшить. Если же автомат световых эффектов используется в качестве декоративного эффекта, то данную коррекцию можно не проводить – автомат будет циклически воспроизводить запрограммированный набор эффектов. Если же требуется синхронизировать музыкальный материал с работой световых приборов, то потребуется либо оперативное управление ими, либо предварительное программирование. В противном случае работа световых приборов, как Вы увидите дальше, будет весьма отдаленно соответствовать музыкальным композициям.

Читать еще:  Замена лобового стекла на хендай старекс или н-1

ЦВЕТОМУЗЫКА НА ARDUINO

22.05.2019 colorMusic_v2.10:
• Исправлен глюк с большим количеством светодиодов на МЕГЕ

СТАРЫЕ ВЕРСИИ

  • Добавлена плавность режиму цветомузыки по частотам! Настройка SMOOTH_STEP
  • Добавлен режим стробоскопа с целой кучей настроек!
  • Добавлено управление с ИК пульта! Купить пульт можно по этой ссылке , цена вопроса 50р
  • 7 режим – Режим подсветки
  • 8 режим – Режим бегущих частот
  • 9 режим – Анализатор спектра (Версия 2.1)
  • У некоторых режимов появились подрежимы
  • Возможна работа БЕЗ потенциометра. Читайте ниже в инструкции по эксплуатации
  • Настройки сохраняются в память (энергонезависимую)
  • Улучшена производительность, почищен мусор
  • в 7 режиме радугу можно остановить и пустить вспять
  • Добавлена настройка RESET_SETTINGS для сброса настроек в случае некорректной работы. Читайте ниже в FAQ

11.05.2018 ночь colorMusic_v2.5:

  • Код оптимизирован, библиотеки FastLED и IRremote заменены на более оптимальные Adafruit_NeoPixel и IRLremote (для работы версии 2.5 и выше необходимо установить новые библиотеки из общей папки с библиотеками!)
  • ИК пульт теперь срабатывает почти в 100% случаев вместо прежних 30%
  • Поддержка максимум 410 светодиодов

11.05.2018 день colorMusic_v2.6:

  • Возвращена библиотека FastLED (как оказалось, функции FastLED работают гораздо быстрее, чем NeoPixel, а также поддерживает такое же количество светодиодов!)
  • ИК пульт всё ещё срабатывает почти в 100%, по сравнению с 30% в версиях 2.0-2.4
  • Поддержка максимум 410 светодиодов (работа может быть нестабильной)
  • Исправлен небольшой баг
  • Добавлено сохранение состояния “включено/выключено” в энергонезависимую память. Штука опциональная, в настройках можно выключить (настройка KEEP_STATE)

28.09.2018 colorMusic_v2.7 (by Евгений Зятьков):

  • Настройка пульта внесена в скетч, тип пульта настраивается в IR_RCT
  • Добавлена поддержка Arduino Mega и Pro Micro
  • Исправлены мелкие баги

22.11.2018 colorMusic_v2.8:

• Добавлено ограничение тока для всей системы, настройка CURRENT_LIMIT
• Слегка оптимизированы настройки

22.05.2019 colorMusic_v2.10:
• Исправлен глюк с большим количеством светодиодов на МЕГЕ

Крутейшая свето- цветомузыка на Arduino и адресной светодиодной ленте WS2812b. Работает с лентой любой длины (до 450 светодиодов (версия 1.1), до 350 светодиодов (версия 2.0)), и может быть размещена в любом месте в квартире или автомобиле.

Режимы работы (переключаются кнопкой или с ИК пульта (версия 2.0)):

  • VU meter (столбик громкости): от зелёного к красному
  • VU meter (столбик громкости): плавно бегущая радуга
  • Светомузыка по частотам: 5 полос симметрично
  • Светомузыка по частотам: 3 полосы
  • Светомузыка по частотам: 1 полоса
  • Стробоскоп (Версия 2.0)
  • Подсветка (Версия 2.0)
    • Постоянный цвет
    • Плавная смена цвета
    • Бегущая радуга
  • Бегущие частоты (Версия 2.0)
  • Анализатор спектра (Версия 2.1)
  • Плавная анимация (можно настроить)
  • Автонастройка по громкости (можно настроить)
  • Фильтр нижнего шума (можно настроить)
  • Автокалибровка шума при запуске (можно настроить)
  • Поддержка стерео и моно звука (можно настроить)
  • Лента не гаснет полностью (Версия 2.0)
  • (Версия 2.1) все настройки сохраняются в памяти и не сбрасываются при перезагрузке
    • Сохранение настроек происходит при выключении кнопкой звёздочка (*)
    • А также через 30 секунд после последнего нажатия на любую кнопку ИК пульта

ПОДРОБНОЕ ВИДЕО ПО ПРОЕКТУ


Понятные схемы, прошивки с комментариями и подробные инструкции это очень большая работа. Буду рад, если вы поддержите такой подход к созданию Ардуино проектов.

ИНСТРУКЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

НАСТРОЙКА ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ. Потенциометр настройки опорного напряжения настраивается “методом тыка” пока не заработает (у меня стоит в середине). Подстройка нужна при смене источника аудио или изменении его потенциальной громкости.

  • Если во время работы в режиме VU метра (первые два режима) шкала всё время горит – слишком низкое опорное напряжение, Ардуино получает слишком высокий сигнал
  • Если не горит – опорное слишком высокое, системе не удаётся распознать изменение громкости с достаточной для работы точностью

МОЖНО СОБРАТЬ СХЕМУ БЕЗ ПОТЕНЦИОМЕТРА! Для этого параметру POTENT (в скетче в блоке настроек в настройках сигнала) присваиваем 0. Будет задействован внутренний опорный источник опорного напряжения 1.1 Вольт. Но он будет работать не с любой громкостью! Для корректной работы системы нужно будет подобрать громкость входящего аудио сигнала так, чтобы всё было красиво, используя предыдущие два пункта по настройке.

НАСТРОЙКА НИЖНЕГО ПОРОГА ШУМОВ является очень важной, в идеале выполняется 1 раз для любого нового источника звука или смены громкости старого. Есть 3 варианта настройки:

  • Ручная: выключаем AUTO_LOW_PASS и EEPROM_LOW_PASS (ставим около них 0), настраиваем значения LOW_PASS и SPEKTR_LOW_PASS вручную, методом тыка
  • Автонастройка при каждом запуске: включаем AUTO_LOW_PASS, выключаем EEPROM_LOW_PASS . При подаче питания музыка должна стоять на паузе! Калибровка происходит буквально за 1 секунду.
  • По кнопке: при удерживании кнопки 1 секунду настраивается нижний порог шума (музыку на паузу!)
  • Из памяти ( ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ): выключаем AUTO_LOW_PASS и включаем EEPROM_LOW_PASS
    • Включаем систему, источник звука подключен проводом
    • Ставим музыку на паузу
    • Удерживаем кнопку 1 секунду (либо кликаем кнопку 0 (ноль) на ИК пульте
    • Загорится светодиод на плате Arduino, погаснет через

    1.5 секунды

  • Значения шумов будут записаны в память и будут САМИ загружаться при последующем запуске!

Подключение световых приборов для “Чайников”

Скачать эту статью в PDF
dmx-manual.pdf

Нам часто задают вопросы относительно монтажа и подключения световых приборов, управляемых по протоколу DMX 512. Как правильно все смонтировать и подключить, чтобы все работало, а так же, как в дальнейшем работать с данным оборудованием. Эта статья ставит целью рассказать простым языком, что же такое DMX управление вообще и как быстро научиться монтировать, настраивать, а в последствии и управлять световым оборудованием.

Что нужно знать в первую очередь о протоколе DMX 512? Нужно знать, что есть такой протокол управления как вид и что приборы, которые Вы планируете покупать и эксплуатировать, его поддерживают. ВСЕ!

Если у читателя есть желание прочитать более подробно о тонкостях данного вида передачи данных, то это возможно сделать, прочитав ВОТ ЭТУ статью .

И так, у нас есть некоторое количество световых приборов, которые имеют возможность управления по DMX, а так же световой пульт, который и будет управлять всей этой световой красотой. Как же настроить эту, на первый взгляд очень сложную систему?

На самом деле, все намного проще, чем кажется на первый взгляд. Мы имеем световой пульт DMX, к которому необходимо подключить все приборы. Работает это так: К пульту подключается кабель управления, а другим концом этот кабель подключается к ближайшему прибору. На каждом приборе, поддерживающим управление DMX 512, имеются два разъема (3 или 5 штырьковых) с обозначениями «DMX IN» и «DMX OUT». Соответственно это «ВХОД» и «ВЫХОД» для управляющего кабеля. Кабель от пульта ДМХ подключается к «ВХОДУ» первого прибора, а дальше, подключение идет последовательно от прибора к прибору по принципу вход – выход.

В конце всей линии, на выходе последнего прибора, в некоторых случаях устанавливают так называемый «ТЕРМИНАТОР»

Терминатором называется нагрузочный резистор, который располагается между двумя проводами с данными (штырьки 2 и 3 разъема типа XLR) на конце кабеля максимально удаленного от передающего устройства.

В качестве терминатора обычно используется резистор с характеристиками 90-120 Ом мощностью 1/4 Ватта. Если строго придерживаться стандарта EIA485, то следует монтировать резисторы-терминаторы с параметром 120 Ом на обоих концах линии.

В принципе, если оборудование устанавливается в небольшом помещении и длинна всей линии ДМХ не превышает 50м, установка «ТЕРМИНАТОРА» не является обязательной.

И так, с подключением разобрались, осталось настроить всю систему.

Принцип настройки тоже не должен вызвать затруднений, главное понять общий принцип:

  • Каждый прибор должен иметь свой уникальный адрес.
  • Каждый прибор имеет некоторое количество каналов управления.

Принцип тут вот какой. Подключаем первый прибор. Выставляем ему адрес 001 (это делается на световом приборе в его меню). Далее, смотрим инструкцию к этому прибору, тот ее раздел, где указанно количество каналов управления и то, за что отвечает каждый канал. Допустим, что наш прибор имеет 5 каналов управления. Это означает, что адрес следующего прибора, должен быть 006. То есть формула следующая: Адрес прибора + количество его каналов управления = адрес следующего прибора.

Абсолютно не важно, одинаковые у вас световые приборы или нет, общий принцип подключения остается одинаковый для приборов любого типа, главное, чтобы все они имели возможность управления по протоколу DMX 512!

Пара слов насчет управляющих кабелей

В идеале, вся система должна соединяться специальным кабелем, предназначенным для передачи сигнала ДМХ и имеющим соответствующую маркировку. Нельзя сказать, что кабель DMX сильно дороже, или его сложно купить, но очень часто данный вид кабеля продается в бухтах по 100 метров, а такая длинна не всем и не всегда нужна. С одной стороны это очень удобно, так как можно спаять кабель нужной длины. А с другой стороны, не всем нужны такие длинные провода, да и с паяльным процессом знаком не каждый.

Если у Вас не большое помещение и Ваша линия ДМХ не будет превышать длину в 40 метров, для соединения световых приборов можно воспользоваться готовыми микрофонными кабелями. Купить их гораздо проще, кроме того не придется заморачиваться с процессом пайки разъемов.

Как работать со световым пультом?

Существует множество моделей световых пультов DMX 512. И работа с каждой конкретной моделью, требует определенных знаний последовательности действий непосредственно для данной модели.

В большинстве случаев, для небольших проектов, используются пульты начального уровня. Они могут называться совершенно по разному, быть разных производителей, но принцип работы у них один и тот же.

Внешний вид световых пультов такого типа может слегка различаться, однако схема работы с данным типом световых контроллеров одинаковая.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector