Afhankelijk van waar je woont, heb je waarschijnlijk een huis gezien met gekke knipperende kerstlichtjes die van kleur veranderen en dansen op de muziek. Bijna elke buurt of stad heeft "een huis erin" dat elk jaar op vakantie gaat. In mijn buurt dat huis is van mij. Als je je ooit hebt afgevraagd hoe deze schermen werken en wat je nodig hebt om er zelf een te maken, dan is dit een kort overzicht van alle componenten en hoe alles samenwerkt.

Er zijn drie belangrijke dingen waaruit een kerstlichtshow bestaat: lichten, besturingsschakelingen en volgorde.

Lampen zijn bij elkaar gerangschikt om verschillende rekwisieten te creëren, zoals stuiterende bogen, sneeuwvlokken, sterren, megatrappen en meer. Je combineert deze lampen met controllers en voedingen om te werken zoals je verwacht. Er is speciale computersoftware die de controllers vertelt wanneer ze de lichten moeten in- en uitschakelen op basis van de muziek die wordt afgespeeld. Deze componenten vormen de kern van elke lichtshow en ik zal op elke lichtshow in detail treden. Hoewel je misschien niet naar Walmart kunt gaan om deze dingen te krijgen, zijn er veel bedrijven die willen helpen en een grote, behulpzame gemeenschap.

Lichten

Het meest voorkomende type licht dat u met Kerstmis ziet, zijn traditionele gloeilampen of, meer recentelijk, LED's. Deze draden worden ingeschakeld op 120V (in de VS) wanneer u ze in het stopcontact steekt en blijven branden totdat u de stekker eruit trekt. Dit zijn gewone kerstverlichting. Ongeveer 10-15 jaar geleden begonnen mensen ze aan te sluiten op deze elektronische schakelaars: relais hierdoor kunnen de lampen met een simpele microcontroller aan- en uitgeschakeld worden. Dit is dezelfde technologie die wordt aangetroffen in de slimme stopcontacten van vandaag, maar dan met een meer feestelijke insteek.




Een typisch vakantielichtscherm dat deze technologie gebruikt, kan enkele tientallen relais hebben die een gelijk aantal lichtstralen regelen. Deze technologie werkte een paar jaar goed, maar uiteindelijk werden de dingen uitgebreider.




De volgende grote technologische sprong voorwaarts kwam ongeveer 5 jaar geleden en heeft sindsdien de vakantieverlichting veranderd.




Het in- en uitschakelen van een enkele lichtstraal was saai en mensen wilden meer kleur, meer helderheid en meer merkwaardige effecten. LED's zijn erg populair geworden en er is een nieuw type lichttechnologie op de markt gekomen genaamd "Pixels". Deze pixels zijn eigenlijk een reeks moderne "slimme" RGB-lampen. Elke pixel heeft een kleine microchip die de LED vertelt wanneer deze moet worden in- en uitgeschakeld en welke kleur hij zal oplichten. Ze zijn in één streng gebonden en elk kan afzonderlijk worden verlicht om ingewikkelde patronen en effecten te creëren.




Er zijn veel soorten pixels en veel verschillende protocollen om ermee te communiceren. Het meest voorkomende type pixel, WS2811. In wezen ontvangen pixels in één streng gegevens opeenvolgend, decoderen de gegevens die ernaar zijn gericht en verzenden de gegevens van alle volgende pixels van de lijn naar de bodem. De daadwerkelijke verzonden gegevens bestaan ​​uit rode, groene en blauwe intensiteitswaarden voor elke lamp.




Dergelijke lampen en protocollen zijn oorspronkelijk ontworpen voor narrowcasting en theaterproducties. Hetzelfde WS2811-protocol wordt gebruikt in moderne, individueel adresseerbare PC RGB-verlichtingsstrips die zich mogelijk in uw game-opstelling bevinden. Het enige verschil is dat de vakantielampen een waterdichte coating hebben, verkrijgbaar zijn in snaren van ongeveer 10-15ft en vrij goedkoop zijn.

Deze lichten worden dan ingericht als het podium waar kunst in het spel komt. Verschillende vormen kunnen worden gemaakt met behulp van gegolfd plastic, buizen en speciale structuren om bijna elk denkbaar ontwerp te creëren. Hoewel de lichten gestandaardiseerd zijn, zijn de accessoires uniek en vereisen ze een aanzienlijke ontwerpinspanning om te begrijpen waar de pixels moeten worden geplaatst. Bovendien moeten ze het hele winterseizoen buiten kunnen doorstaan ​​zonder te verspreiden.

Ontwerp tonen

Een show ontwerpen is als componeren voor een orkest. De lichten zijn gerangschikt in de vorm van bomen, bogen, sterren, sneeuwvlokken en nog veel meer scènes. Omdat het wordt verlicht met muziek, kan het worden gegroepeerd als instrumenten in een ander orkest. Er is speciale software nodig die weet hoe te communiceren met het verlichtingsprotocol om verschillende elementen op muziek te choreograferen.




Het meest voorkomende programma is xLights, gratis en open source. De shows zijn opeenvolgend ontworpen langs een tijdlijn waarbij elk showitem een ​​andere track heeft. Er zijn veel verschillende effecten die kunnen worden toegepast op individuele items of groepen. Elke show is uniek en verschillende effecten kunnen eindeloos worden aangepast.

De software maakt een raster met lichtjes aan de hand van de referentiefoto van de ruimte. Van daaruit kunnen complexe patronen op het raster worden toegepast om effecten te creëren. Sommige effecten kunnen slechts een enkele draad verlichten, terwijl andere door het hele huis kunnen bewegen.

Als het ontwerp van de show compleet is, wordt het bestand geëxporteerd naar een formaat met kleurgegevens voor elk licht. Een typische show heeft ook een vernieuwingsfrequentie tussen 20Hz en 40Hz, wat betekent dat het uitvoerbestand de status van elke lamp voor elk frame tijdens de show bevat.

Controllers en vermogen

Al deze lampen zijn geweldig, maar ze hebben controllers en voedingen nodig. Een typische show die u kunt zien, heeft twee soorten controllers: de eerste is een showcomputer die het bestand van de sequencing-software opslaat en naar alle items verzendt. Het tweede type hardware dat wordt gebruikt om de show uit te voeren, zijn controllers die rechtstreeks met de lichten communiceren. Deze controllers zijn er in veel verschillende soorten en maten, maar ze doen allemaal in wezen hetzelfde. Ze zetten gegevens van de showcomputer rechtstreeks om in het WS2811-protocol dat de lichten aanstuurt.

Controllers ontvangen gegevens van de showcomputer met behulp van het volgende protocol: E1.31. Dit protocol is een manier om verlichtingsgegevens te streamen via een traditioneel IP-netwerk. De pixels zijn gegroepeerd in "universums" van 170 lichten, allemaal gericht op dezelfde controller. Elk licht moet de intensiteitswaarde rood, groen en blauw hebben om te bepalen welke kleur het moet hebben. Het is hetzelfde idee als je kennis hebt van DMX voor theatrale producties.

Elke controller heeft een IP-adres en weet welke lichtconfiguratie op zijn uitgang is aangesloten. Wanneer het een datapakket van de showcomputer ontvangt, zorgt het ervoor dat het naar de juiste universe wordt gerouteerd, decodeert het de WS2811-data in het pakket en voert het de datastroom uit naar pixels.

In termen van controllers zijn er twee hoofdstijlen die mensen zullen gebruiken in een lichtshow. De eerste is een gecentraliseerde, zeer krachtige controller met meerdere uitgangen. De tweede is een groot aantal kleine controllers die dichter bij de elementen zijn geplaatst. Beide hebben hun voordelen, en hoewel gecentraliseerde controllers momenteel de meest populaire stijl zijn, wint de kleinere gedecentraliseerde controllerstijl aan populariteit.

De controller die ik hier heb, is een professioneel bord. Advatek-verlichting. Dit apparaat kan de output van 32 afzonderlijke pixelreeksen in totaal iets meer dan 16.000 pixels besturen. Dankzij de krachtige stroomaansluitingen kan hij ook honderden watt leveren om de pixels helder te houden. In plaats van Wi-Fi te gebruiken, wat erg druk kan zijn als je een groot aantal apparaten hebt, heeft deze controller een speciale Ethernet-verbinding. Als je vakantieverlichting serieus neemt, is dit het soort controller dat je wilt. Het is ook krachtig genoeg om te worden gebruikt op commerciële displays, zoals in een pretpark.

We beginnen met een draai om dit bord (foto hierboven), met de belangrijkste stroomaansluitingen die de lichten aan de linkerkant voeden. De pixels gebruiken 5V of 12V, dus een standaard computervoeding met hoog voltage of voedingen die speciaal zijn ontworpen voor LED-verlichting, kunnen worden gebruikt. Deze kaart kan beide spanningen tegelijk aan. Bovenaan en onderaan hebben we 16 verwijderbare pluggen voor het plaatsen van pixelconnectoren.

De meest voorkomende pixeltypes zoals de WS2811 gebruiken drie draden: voeding, aarde en data. Sommige andere soorten pixels hebben echter ook een klokpen. In het midden van dit alles is een microprocessor die de verbinding en het signaal verwerkt die nodig zijn om met de pixels te communiceren. Er zijn ook vier driver-IC's die het signaalniveau van de processor versterken tot geschikt voor het aansturen van pixels over een lange afstand van de controller. Ten slotte hebben we de externe link aan de rechterkant. Dit omvat zowel Etherne als oudere DMX-uitgangen. Er zijn veel andere controllers van bedrijven Havik ve HolidayCoro maar ze zijn allemaal vergelijkbaar in vorm.

De show runnen

Als je eenmaal alle benodigde componenten hebt en alles in elkaar is gezet, is het runnen van de show vrij eenvoudig. Vertel aan de controllerzijde eenvoudig welke pixelconfiguratie is aangesloten op welke uitvoerpoort. U kunt ook zaken als helderheid en pixelvolgorde aanpassen. Elke controller heeft zijn eigen configuratie via een webinterface of een speciaal programma.

Het laatste dat u nodig heeft, is een computer om de strings en audiogegevens van de array op te slaan. U kunt een laptop gebruiken, maar een van de meest voorkomende demonstratiecomputers vanwege de kosten en toegankelijkheid is een Raspberry Pi. Falcon Pi-speler software.

Elke avond tijdens de show laadt het sequenties die we eerder hebben geprogrammeerd, speelt het bijbehorende geluid af en stuurt het verlichtingsgegevens naar de controllers op het scherm. Deze computer moet kennis hebben van de specifieke controlleropstelling om gegevens naar het juiste adres te sturen. De audio-uitvoer wordt meestal naar een draagbare FM-radiozender gestuurd, zodat mensen in hun auto de show kunnen horen.

Samenvattend: de lichteffecten worden eerst in de software gemaakt en vervolgens wordt deze software op elk moment van de show overgebracht naar een demonstratiebestand met kleurgegevens voor elke pixel. Het showbestand wordt afgespeeld vanaf een showcomputer die lichtgegevens naar controllers stuurt met behulp van het E1.31-protocol. Controllers ontvangen de pakketten die aan hen zijn geadresseerd en leveren de uiteindelijke WS2811-gegevens aan de pixels.

Er zit veel technologie achter de schermen om deze schermen te maken en er valt nog veel te verbeteren. Pixels worden toegankelijker en gemakkelijker te installeren. De controllers worden steeds krachtiger maar ook gebruiksvriendelijker.

Zelf een scherm maken?

Het is zeker te laat om er dit jaar een op te zetten, maar er zijn genoeg bronnen om je alles te leren wat je moet weten. is er een geweldige YouTube-serie Het kan je de basis leren om aan de slag te gaan. Afhankelijk van hoeveel moeite u in de display wilt steken en hoe goed u bent met een soldeerbout, kunt u uw eigen showartikelen maken of kant-en-klaar kopen.

De displays kunnen in het begin wat duur zijn, maar de prijs daalt van jaar tot jaar. Een lint of lint van 50 pixels kost bijvoorbeeld ongeveer $ 10 uit China en een goede controller ongeveer $ 200. Bovendien zijn basisgereedschappen zoals PVC-buis, metalen buis, ritssluitingen en verbindingsdraad niet erg duur.

ik ben dood doet al jaren lichtshowsAls je wilt zien hoe het eindproduct eruitziet, vind je hier mijn video 2018-show bovenaan het artikel. Fijne feestdagen voor iedereen!