Segons el lloc on visquis, probablement hagis vist una casa amb llums de Nadal intermitents que canvien de color i ballen a la música. Gairebé tots els barris o ciutats tenen "una casa" que surt de vacances cada any. Al meu barri aquesta casa és meva. Si alguna vegada us heu preguntat com funcionen aquestes pantalles i què necessiteu per fer-les vostres, aquesta seria una breu visió general de tots els components i de com funciona tot junt.

Hi ha tres coses clau que componen un espectacle de llums de Nadal: llums, circuits de control i seqüència.

Les llums s’organitzen juntes per crear diferents accessoris, com ara arcs rebotants, flocs de neu, estrelles, mega escales i molt més. Combineu aquests llums amb controladors i fonts d’alimentació per funcionar com espereu. Hi ha un programari especial que indica als controladors quan han d’encendre i apagar els llums en funció de la música que es reprodueixi. Aquests components són el centre de cada espectacle de llum i entraré en detalls sobre cadascun d’ells. Tot i que és possible que no pugueu anar a Walmart i obtenir aquestes coses, hi ha moltes empreses disposades a ajudar i una comunitat gran i útil.

Llums

El tipus de llum més comú que es veu per Nadal són les bombetes incandescents tradicionals o, més recentment, els LED. Aquests cables s’encenen a 120 V (als EUA) quan els connecteu a la paret i es mantenen il·luminats fins que estireu l’endoll. Es tracta de llums de Nadal habituals. Fa uns 10-15 anys, la gent va començar a connectar-los a aquests commutadors electrònics: relés això permet encendre i apagar els llums amb un simple microcontrolador. Aquesta és la mateixa tecnologia que es troba als punts de venda intel·ligents actuals, però amb un enfocament més festiu.




Una pantalla de llum de vacances típica que utilitza aquesta tecnologia pot tenir diverses desenes de relés que controlen un nombre igual de feixos de llum. Aquesta tecnologia va estar bé durant uns quants anys, però finalment les coses van començar a ser més elaborades.




El següent gran salt tecnològic es va produir fa uns 5 anys i des de llavors ha transformat la il·luminació de vacances.




Activar i apagar un sol feix de llum era avorrit i la gent volia més color, més brillantor i efectes més curiosos. Els LEDs han esdevingut molt populars i ha començat a entrar al mercat un nou tipus de tecnologia de llum anomenada "Pixels". Aquests píxels són en realitat un conjunt de bombetes RGB "intel·ligents" modernes. Cada píxel té un petit microxip que indica al LED quan l’ha d’engegar i apagar i de quin color s’encendrà. Estan lligats en una cadena i es poden il·luminar cadascun per crear patrons i efectes intricats.




Hi ha molts tipus de píxels i molts protocols diferents per comunicar-se amb ells. El tipus de píxel més comú, WS2811. Essencialment, els píxels d’una cadena reben dades de manera seqüencial, descodifiquen les dades dirigides a ells i transmeten les dades de tots els píxels posteriors des de la línia fins a la part inferior. Les dades reals transmeses consisteixen en valors d’intensitat en vermell, verd i blau per a cada bombeta.




Aquests llums i protocols es van dissenyar originalment per a la retolació digital i les produccions teatrals. El mateix protocol WS2811 s’utilitza en les modernes tires d’il·luminació RGB de PC adreçables individualment que poden estar a la vostra plataforma de jocs. L’única diferència és que els llums de vacances tenen un revestiment impermeable, estan disponibles en cordes d’uns 10-15 peus i tenen un cost bastant baix.

Aquestes llums es disposen a continuació com a escenari on l’art entra en joc. Es poden crear diferents formes utilitzant plàstic ondulat, tubs i estructures especials per crear gairebé qualsevol disseny imaginable. Tot i que els llums estan estandarditzats, els accessoris són únics i impliquen un esforç de disseny important per entendre on col·locar els píxels. A més, han de ser capaços de suportar tota la temporada d’hivern a l’aire lliure sense dispersar-se.

Disseny d’espectacles

Dissenyar un espectacle és com composar per a una orquestra. Les llums es disposen en forma d’arbres, arcs, estrelles, flocs de neu i moltes més escenes. Com que s’il·lumina amb la música, es pot agrupar com a instruments en una orquestra diferent. Per coreografiar diferents elements musicals, cal un programari especial que sàpiga relacionar-se amb el protocol d’il·luminació.




El programa més comú és xLights, que és lliure i de codi obert. Els espectacles es dissenyen seqüencialment al llarg d’una línia de temps en què cada element del programa té una pista diferent. Hi ha molts efectes diferents que es poden aplicar a elements o grups individuals. Cada espectacle és únic i es poden personalitzar infinits efectes.

El programari crea una quadrícula amb llums mitjançant la foto de referència de l'espai. A partir d’aquí, es poden aplicar patrons complexos a la quadrícula per crear efectes. Alguns efectes només poden il·luminar un sol fil, mentre que d'altres poden moure's per tota la casa.

Quan es completa el disseny de l'espectacle, el fitxer s'exporta a un format que conté dades de color per a cada llum. Un programa típic també tindrà una freqüència d’actualització entre 20Hz i 40Hz, cosa que significa que el fitxer de sortida conté l’estat de cada bombeta per a cada fotograma durant el programa.

Controladors i alimentació

Totes aquestes llums són fantàstiques, però necessiten controladors i fonts d’alimentació. Un programa típic que podeu veure tindrà dos tipus de controladors: el primer és un ordinador de programa que emmagatzema el fitxer des del programari de seqüenciació i el transmet a tots els elements. El segon tipus de maquinari que s’utilitza per executar el programa són els controladors que interactuen directament amb els llums. Aquests controladors tenen moltes formes i mides diferents, però tots fan essencialment el mateix. Converteixen les dades de l’ordinador del programa directament al protocol WS2811 que executa els llums.

Els controladors reben dades des de l’ordinador del programa mitjançant el protocol següent: E1.31. Aquest protocol és una manera de transmetre dades d’il·luminació a través d’una xarxa tradicional basada en IP. Els píxels s'agrupen en "universos" de 170 llums, tots dirigits al mateix controlador. Cada llum ha de tenir un valor d’intensitat de vermell, verd i blau per determinar quin color ha de tenir. És la mateixa idea si coneixeu DMX per a produccions teatrals.

Cada controlador té una adreça IP i sap quina configuració de llum està connectada a la seva sortida. Quan rep un paquet de dades des de l’ordinador de la mostra, s’assegura que s’envia a l’univers correcte, descodifica les dades WS2811 del paquet i emet el flux de dades a píxels.

Pel que fa als controladors, hi ha dos estils principals que la gent utilitzarà en un espectacle de llum. El primer és un controlador centralitzat i molt potent amb múltiples sortides. El segon és un gran nombre de controladors petits situats més a prop dels elements. Tots dos tenen els seus avantatges i, tot i que actualment els controladors centralitzats són l’estil més popular, l’estil de controladors descentralitzats més petits guanya popularitat.

El controlador que tinc aquí és un consell professional. Advatek Lighting. Aquest dispositiu pot controlar la sortida de 32 cadenes de píxels individuals de poc més de 16.000 píxels en total. Gràcies als potents connectors d’alimentació, també pot proporcionar centenars de watts per mantenir els píxels brillants. En lloc d’utilitzar Wi-Fi, que es pot aglomerar si teniu un gran nombre de dispositius, aquest controlador té una connexió Ethernet dedicada. Si teniu en compte la il·luminació de vacances, aquest és el tipus de controlador que voleu. També és prou potent per utilitzar-lo en pantalles comercials, com ara en un parc temàtic.

Comencem donant una volta al voltant d’aquest tauler (foto superior), amb els connectors d’alimentació principals que alimenten els llums de l’esquerra. Els píxels utilitzen 5V o 12V, de manera que es pot utilitzar una font d’alimentació d’ordinador d’alta tensió estàndard o fonts d’alimentació dissenyades específicament per a llums LED. Aquesta targeta pot gestionar ambdues tensions simultàniament. A la part superior i inferior, tenim 16 endolls extraïbles per inserir connectors de píxels.

La majoria de tipus de píxels comuns com el WS2811 utilitzen tres cables: alimentació, terra i dades. No obstant això, alguns altres tipus de píxels també tenen un pin de rellotge. Al centre de tot això hi ha un microprocessador que processa la connexió i el senyal necessaris per relacionar-se amb els píxels. També hi ha quatre circuits integrats de controladors que augmenten el nivell de senyal que surt del processador fins a adequats per conduir píxels a una llarga distància del controlador. Finalment, tenim l’enllaç extern a la dreta. Això inclou les sortides DMX heretades, així com Etherne. Hi ha molts altres controladors de companyies Falcó ve HolidayCoro tanmateix, tots tenen una forma similar.

Execució del programa

Un cop tingueu tots els components necessaris i tot estigui unit, executar l'espectacle és força senzill. Al costat del controlador, simplement indiqueu quina configuració de píxels està connectada a quin port de sortida. També podeu ajustar coses com la brillantor i l’ordre dels píxels. Cada controlador tindrà la seva pròpia configuració mitjançant una interfície web o un programa especial.

L'últim que necessiteu és un ordinador per emmagatzemar les cadenes i les dades d'àudio de la matriu. Podeu utilitzar un ordinador portàtil, però un dels ordinadors de demostració més habituals pel seu cost i accessibilitat és un Raspberry Pi. Falcon Pi Player programari.

Cada nit durant l’espectacle, carrega seqüències que hem programat prèviament, reprodueix el so que s’hi associa i envia dades d’il·luminació als controladors de la pantalla. Aquest ordinador ha de tenir coneixement de la configuració específica del controlador per tal d’enviar dades a l’adreça correcta. La sortida d'àudio sol alimentar-se a un transmissor de ràdio FM portàtil perquè la gent dels seus cotxes pugui escoltar l'espectacle.

Per resumir, els efectes de llum es creen primer al programari, i després es transfereixen a un fitxer de demostració que conté dades de color per a cada píxel en cada moment de l'espectacle. El fitxer show es reprodueix des d’un ordinador show que emet dades de llum als controladors mitjançant el protocol E1.31. Els controladors reben els paquets adreçats a ells i lliuren les dades finals del WS2811 als píxels.

Hi ha molta tecnologia entre bastidors per crear aquestes pantalles i hi ha moltes coses a millorar. Els píxels són cada vegada més accessibles i fàcils d’instal·lar. Els controladors són cada vegada més potents però també més fàcils d’utilitzar.

Voleu crear una pantalla pròpia?

Definitivament, és massa tard per presentar-ne un aquest any, però hi ha molts recursos per ensenyar-vos tot el que heu de saber. Hi ha un impressionant sèrie de YouTube Us pot ensenyar els conceptes bàsics per començar. Depenent de l'esforç que vulgueu dedicar a la pantalla i del grau de qualitat que tingueu amb la planxa de soldar, podeu fer els vostres propis articles per a espectacles o comprar-los a punt per treballar.

Les pantalles poden ser una mica cares per començar, però el preu baixa cada any. Per exemple, una cinta o una cinta de 50 píxels costarà uns 10 dòlars de la Xina i un bon controlador uns 200 dòlars. A més, les eines bàsiques com ara tubs de PVC, canonades metàl·liques, tirants amb cremallera i filferro de connexió no són molt cars.

Estic mort fa diversos anys que fa espectacles de llumSi voleu veure l’aspecte del producte final, el vídeo de la part superior de l’article és el meu programa del 2018. Bones festes a tots!