Arduino + Vixen + โรงเรียน = การแสดงไฟคริสต์มาสสุดอลังการ!
บทนำ
ผมรักคริสต์มาส แต่มีบางอย่างที่กวนใจผมเสมอคือไฟคริสต์มาสที่ดูน่าเบื่อ ผมจึงตัดสินใจสร้างชุดไฟของตัวเองและทำให้มันเต้นตามจังหวะเพลง! เดิมทีผมวางแผนจะทำสิ่งนี้สำหรับอพาร์ตเมนต์ของผม แต่ปรากฏว่ามันเล็กเกินไป ผมจึงขออนุญาตทำโปรเจกต์สุดบ้าคลั่งนี้ที่โรงเรียนของผม และเดาอะไรสิ? พวกเขากระตือรือร้นมาก! ผมจึงเริ่มสร้างลำดับไฟ บัดกรี LED strips เป็นพันล้านเส้น และสร้างคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ Arduino (จริงๆ แล้วมี 3 ตัว) ที่ดูเจ๋งๆ เหมือนตัวอย่างที่เห็นนี่:
วิธีการสร้าง
มันมีพอร์ตเชื่อมต่อ Ethernet ในตัว, พอร์ตเอาต์พุตที่เข้ากันได้กับ WS2811 1 พอร์ตที่สามารถขับเคลื่อน Pixels ได้สูงสุด 4096 ตัว และพอร์ตเอาต์พุตปกติ 2 พอร์ตสำหรับควบคุม 5050 RGB LED strips ทั่วไป
ซอฟต์แวร์ที่ผมใช้ในการกระพริบไฟเรียกว่า Vixen Lights และสามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่ฟรี ซอฟต์แวร์นี้เข้ากันได้กับ WS2811 pixels และ ArtNet protocol โดยไม่ต้องตั้งค่าใดๆ ซึ่งทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานนี้
ผลลัพธ์สุดท้าย
และในที่สุด หลังจากสองเดือนของการปรับแต่งและใช้เงินไปจำนวนมาก ผลลัพธ์สุดท้ายก็คือสิ่งนี้:
การแสดงนี้จัดขึ้นเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์เต็ม และในแต่ละวันก็มีผู้คนกลุ่มต่างๆ มาชม ซึ่งทำให้มันเป็นโปรเจกต์ที่ดีที่สุดของผมโดยใช้เพียงแค่ Arduino และ LEDs บางส่วน
รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม
การแสดงแสงสีตามจังหวะเพลงที่ซิงโครไนซ์
โปรเจกต์นี้เป็นการนำระบบอัตโนมัติสำหรับการจัดแสงไฟในบ้านแบบมืออาชีพมาสู่สภาพแวดล้อมของโรงเรียน โดยใช้ Arduino และซอฟต์แวร์จัดลำดับไฟ Vixen Lights
- Vixen Generic Serial Protocol: Vixen จะส่งสตรีมข้อมูล channel (ค่าความสว่างของไฟแต่ละดวง) ด้วยความเร็วสูงผ่านการเชื่อมต่อ USB-Serial โดย Arduino จะประมวลผลแพ็กเก็ตเหล่านี้และอัปเดตเอาต์พุตแบบ real-time
- AC Load Management: Arduino จะสั่งการ Relay หรือ SSR (Solid State Relay) bank แบบ 8-channel สิ่งนี้ช่วยให้บอร์ด low-voltage สามารถสลับการเปิดปิด high-voltage 120V/240V Christmas light strings ได้อย่างปลอดภัยและซิงโครไนซ์กับเพลงอย่างสมบูรณ์แบบ
ผลกระทบด้านการศึกษา
- Programming Patterns: นักเรียนสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับ data structures, serial communication และ rhythmic timing โดยการออกแบบลำดับไฟของตนเองให้เข้ากับเพลงโปรดของพวกเขา