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开始写一个项目的教学后，我意识到这将是包括他们所有的人想建立灯泡显示出发点更有用的，或者我喜欢称之为LBDs！

因为有很多不同的设计指导教学如何用木头或不同类型的照明结构建造的结构，我认为它会更有用，这里注重电子。你可以复制到任何的机械设计，或者做一些完全不同的，但基本的电子产品和软件将是相同的工作与白炽灯泡使用的交流电压为电源时。

因此，下面的目的是引导你通过一些陷阱我自己和帮助你获得最大的技术有控制灯泡的交流电压运行，最重要的是，如何控制从一个单一的个体microctonroller强度灯泡。如果你想连接上一个商店买灯家庭照明结构，本教程将是不必要的。然而，如果你想你的家变成一个自动化的马戏团帐篷一样的我，然后继续阅读…

上图是一个单一的32球显示从一个集线器连接到音频源接收强度设置的系统级设计。然而，多个显示器可以连接到同一个中心。无论是有线以太网或无线WiFi或XBee，音频集线器允许一次多设备同时连接，音频和视觉效果之间的低延迟应用的平台。我将在下面的章节中建立这样的灯泡显示的基本原理：

1。电子产品

2。软件

三.控制装置

如果你不在那么多的细节感兴趣，跳过前面的设计部分为几个不同的项目开始与发光二极管灯。

所有这些表现背后的基本概念是一个集线器连接到你的立体声音响或音频源。音频转换成一个矩阵的强度，取决于显示这将是不同的视觉效果不同。然后这些强度值传送到本地网络通过UDP消息。最后，接收显示硬件设置灯泡的强度根据UDP数据包。

这里最重要的概念是，显示自己是比较笨。一种我称之为显示器，虽然这可能似乎不是他们中的一些最好的名字。但每个“显示”本质上有一些黑色和白色像素，在显示单片机只更新那些像素和等待来自远程源新框架。

这种优势，是任何重处理的音频创建复杂的可视化，可以通过音频源更强大的处理器（集线器），然后更新显示相对较低的数据量。基本上，每个像素的一个字节是足够多的数据。今天的网络和连接选项，以每秒30帧的发送1KB的数据（这将是1000个灯泡在显示足够的数据）是在硬件的能力。

在进入软件和电子，有灯泡硬件要处理一些重要的事情。当你与一千个灯泡谈建筑的时候，你应该停下来想一想，成本。我花了很多时间研究是做这些不用花费数千美元的方式显示。这里的关键，是使用廉价的灯泡，和廉价的插座。在1美元和1美元每灯泡插座，事情可以很快很贵。所以我找到了一些替代品，效果非常好。

我使用的这些项目大部分的插座来从以前的项目中，你可以读到他们在这里：

http：/ / www.instructables。COM /身份证/ MIDI钢琴照明/ # STEP1

我用的是标准的7瓦灯泡的灯泡，在圣诞灯串或室内照明通常看到你。灯泡的大小是G40，比通常的室内链大所以略（通常G30），这些都是直径约1.5英寸。这里是一个链接到一个卖他们的地方：

http：/ / www.1000bulbs。COM /产品/ 64261 / siv-g407e1…

那不是我买的，但这是一个很正常的价格。要注意的是如果你把，在类似的灯泡一看是一个LED的格式或低电压（12V），价格大约是10-20倍。事实上，如果你大量购买这些灯泡，差异可以接近便宜50倍。

因为我对建筑有很多计划，也许有一天仍会，成本较低的灯泡是必要的，但它也确定了很多在电子设计决策。

这取决于你想做的，有灯泡和插座吨选项。这背后的驱动因素的灯泡我用来自每个插座的价格，价格每个灯泡。它找到更便宜的插座是非常困难的（相信我，我已经看了）至于灯泡，没有任何事情比他们使用室内照明或圣诞灯灯泡便宜。驱动因素真的是有供给和需求，人们不由的75瓦灯泡或灯泡上爱迪生一次，但他们做圣诞灯购买低瓦数的灯泡上。

之前的电子一点。与标准的白炽灯泡时，你可能会看到120vac插座推荐的线路为12号线。这是从电源插座家用电器，也经常用于灯泡插座。这是必要的时候，你不知道什么样的灯泡或家电用户将插件，所以12计范围内的家庭10或15安培断路器。

在这种情况下，虽然，我高度推荐计算多少电流你将为你的应用需要。如果你使用的是7瓦的灯泡，数学是：

功率/电压电流

7 / 120vrms ~ = 59毫安

59马是一个很小的电流负荷为12号线，你可以从字面上250功率7瓦灯泡通过一个单一的12号线，仍然是调节电流容量（15安培）内的导线。不得不说，小心，检查你的数学，不要过火。对于这些项目，我已经使用低至28号线，使路由所有的电线简单。但你要小心，不小心短路28号线从壁电压可以设置保温材料起火。<strong>始终保持一个熔断器符合你的建筑。</strong>

使用这些廉价的灯泡的问题，是他们的控制比标准的LED电子更难。一个原因，那就是他们需要120VAC至打开，而不是一个低电压5V或12V LED或低瓦数的白炽灯泡功率。如果你不打算买那么多，就去与那些！更简单，更安全，并要求更复杂的软件。

驱动120vac灯泡，最重要的部分，你将需要一个继电器电路。更特别的是，固态继电器。固态继电器，有时被称为光耦合器（不光耦合器，那些是不同的！！！）允许你打开和关闭的交流电流的电隔离通过简单地打开和关闭LED。因此，你会成为一个显示控制矩阵LED相同的方式，你可以用相同的逻辑来控制灯泡，用固态继电器LED。这里唯一需要注意的是当它涉及到控制灯泡的强度。有一个LED，这是非常简单的使用脉冲宽度调制。当交流电压，你必须是一个更为具体的PWM信号的周期和时间，但它仍然可以做。

在下面的部分指的是电路图，效果很好的定时信号到你的微控制器同时驱动电路。

的输入交流信号分为两部分的示意图：

<strong>上</strong>：这边是用于驱动电路使用PCB安装AC-DC变换器得到3.3伏的输入的交流电压。有两所示，你可以在这部分对板或底板。（此板是用于其他项目以及通用性需要）但是，你只需要（只能）在一次。

<strong>下</strong>：下半部分是更有趣一点，本电路还提供电气隔离的电源、数字的一面，但其目的是为了确定零交叉点的交流波形。更多关于为什么这是重要的下面，但基本上它是什么做的是将交流电压，步进了从120VAC至约4vac使用电阻<strong>R4</strong>和<strong>R5</strong>。在整流二极管在<strong>B1</strong>，你所留下的一个全波整流波形。波形然后打开内部LED在<strong>ok2</strong>，这是一个标准的光电耦合器。光耦合器提供电源的交流电压和驱动电路之间的隔离。

<strong>PWM调光</strong>：这是很常见的今天看到了很多项目，包括照明，控制由单片机或LED驱动器，具有脉宽调制输出。这些工作非常好，在许多应用中，通过控制一个LED产生低强度的影响占空比。事实上，LED是打开和关闭超过我们的眼睛可以区分的很快，所以我们看到的是一个给定的时间平均的光线。平均光，取决于占空比（时间的LED数量是与非），是我们区分光明与暗淡的。不幸的是，这些集成电路驱动LED不需要考虑太多时间。只要开关总的时间比你的眼睛能看到的更快，它确实没有太多的问题，他们是在什么频率，因此，通常没有设置来调整这个参数。

不能控制时间的问题根本不是一个问题如果你用LED。不幸的是，当控制白炽灯泡需要120伏特的交流电，你必须同步PWM信号与交流信号驱动的灯泡。究其原因，与已无关的灯泡，但在灯泡上开启/关闭。控制从低电压控制器的高压灯泡，最简单和廉价的解决方案是固态继电器。这些继电器很小包装的低电流应用但依靠组件称为<strong>双向可控硅</strong>开关开/关电流通过灯泡。双向可控硅的行为就像在LED驱动电路的晶体管，有一个很大的问题。当你关掉驱动电流/电压的晶体管，在晶体管的负载是立即关闭为好。对于双向可控硅，这是不完全的情况下，使电流流过可控硅发生只要施加控制电压，然而，可控硅不关闭直到负载电流过零和。#p#分页标题#e#换句话说，你只能控制在可控硅接通，但不。

虽然这可能看起来像一个大的局限性，这真的不是。它意味着你必须同步你的PWM信号，其波形的周期与你的交流信号的周期，那么你可以使用标准的硬件PWM控制交流信号！！

上面的视频显示，波形看起来与来自微控制器的控制信号。

对于发光二极管灯项目，我最后使用一个atxmega16a4芯片。这些都是在Arduinos使用的非常相似，但有更多的功能，运行32MHz无外部晶体，并在3美元左右的芯片同样的价格。

决定去这片来自PWM调光，前面的讨论。我想要一个芯片，这是足够小，适合在我的盒子里，但有许多PWM控制引脚尽可能。此外，使用一个外部驱动器是不是真的有可能不添加一大堆的逆变电路，如果我能找到一个可控的PWM芯片。钛做芯片，允许你设置占空比和PWM信号，期间，然而，你只能从触发器指定占空比，它总是处于打开状态，然后关闭取决于占空比登记。对于这种应用，因为我开关LED内部的固态继电器，我需要的PWM信号是关。我可以添加的电路，这样做，但这会增加成本，吃上更多的空间板。更简单的方法是使用一个芯片，有足够的PWM输出，完全可配置的工作周期，周期，和引脚状态。这个解决方案真的只存在于单片机世界。

所以我去了16芯片的硬件PWM引脚，而我能做的其他16个软件我需要。这样我就只剩两针左，我需要过零检测和远程串口命令接口。（我有一个坏习惯，尝试使用每一个销微控制器在使用它的时候的一个项目，所以这次也不例外，但是没有必要这样做，我可能已经用了一个稍大的芯片，还是会有合适的，并给了我更多的灵活性的道路。）

无线控制

该项目采用XBee无线模块的无线控制（XBee X6B）。这些模块是很容易使用，真的不是我说太多。他们可以被配置为您的本地网络使用他们的自由xctu软件，然后简单的工作作为一个UART桥接的网络。在我的例子中，我使用UDP消息从发射机（在音频部分讨论），这表明作为一个流在atxmega16a4芯片UART端口数据。

这个项目的音频控制来自高功率的音频平台的通用性。有大量的文档在那，我会鼓励任何人谁是与微控制器和音频来好好看一下它的工作，但在这里，我将只讨论我用元素。

我用的主要成分是小3.2，以太网的盾牌，和音频适配器。使用音频适配器，我能养活的声音从我的接收器在一个标准的RCA线连接。当我使发光二极管，音频从小小的音频盾转换为数据流上的傅里叶变换在进行。这个小小的音频库照顾这一切，所以在这一点上，我还没有写几行代码。

接收音频信号频谱后，我看看基本频率和应用一种时间算法使灯流波形的强度。有很多不同的方式来显示的光谱，这只是一个我选择了。

决定有音频可以远程触发来自几个不同的地方。首先，这不是唯一的音频驱动显示我有，所以这是一个枢纽集中控制多台显示器有用。其次，把一个麦克风在主接线盒是有可能的，但显示的复杂性将被限制在AtXmega下的处理能力与小3.2

说到音频处理上的单片机，真的在功耗、体积、性能和成本方面没有竞争。所有那些伟大的工具上面提到的链接：

小小的声音对小小的音频库和工具的能力/功能概述

小小的音频适配器用于连接的音频立体声系统的硬件

小小的音频设计工具用于音频工程设计图形工具，自动生成Arduino兼容的代码！

小小的以太网适配器-与wiznet820io以太网模块接口的以太网适配器

至于转换音频实际灯泡的强度，这是真的你自己的创造力！

这取决于你想实现音频算法会看起来有点不同。然而，最简单的方法来保持潜伏下来，简化处理是触发对FFT算法在音频库available()功能。

大多数的显示器将FFT数据在频率带，点亮了灯泡或柱的强度取决于。这是非常直接的，并取决于你要做的会有点不同，但都包括转换峰值或强度或柱高度值。在LBD吊灯我最后只能用低音频率的一个更复杂的效果，或第一仓的傅里叶变换为一个峰值触发。我想要的是大低音信号产生一个脉冲像所有灯泡波。这意味着我将需要保存的数据在时间顺序创建一个衰减脉冲的错觉。

我来完成这个算法做了以下：

1。把低音频率的新峰值。

2。队列的峰值。

三.显示队列从灯泡的距离的函数。

这造成了你在视频中看到的波动效应。

在小小的3.2软件运行更复杂一点比我要在这里分享，主要是因为它的控制多个照明设备，你可以看到一些在最后一步。然而，他们都遵循相同的基本结构：

每一个发光二极管的对象有一个ethernetudp端口，它可以发送和接收数据。在这种情况下，我们只发送数据到吊灯，不需要得到什么。在该对象的内部，有一个灯泡的数据发送协议，这在某种程度上，遵循MIDI协议。从本质上讲，7位长度的信息保证没有失去同步，您可以指定球的位置和强度如下。

消息1 =灯泡数= 0B 1 nnn nnnn

消息2 =强度= 0B 0ⅢⅢ

这个非常简单的协议选择的观点是，如果最高位为1，那么下面的字节集灯泡的强度在位置nnn nnnn。这样，如果你开始听的消息在传输过程中，你将永远得不到的同步数据在哪里！

使用这种方法，一段时间后，它变得有点繁琐，需要发送64个字节32个字节的数据。所以，这是更简单的方法：

消息1 =同步= 0xff或0b1111 1111

消息216 =数据= 0x00 -> 0x7f（7位分辨率）

再次使用该协议，我们只有等到第七点要高，那么以下所有用接下来的32个字节数据的字节数。这样，我们从64字节/帧降到了33，好多了；）

可能有很多选项，在自定义远程控制选项了，但我一直在使用touchosc将近10年了。

看看这里，可在iOS和Android：

https://hexler.net/software/touchosc

从本质上讲，允许你创建自定义用户界面，发送/接收OSC和MIDI信息通过WIFI连接，而不用写一行代码。非常光滑。值得几块钱他们要求的软件。

我的用户界面已经以不同的方式在过去的几年中，但当前迭代的作品从主屏幕设置一个全局设置，使一个或所有的发光二极管上，设置。“男士”设置，例如将所有显示在“环境”的模式，在那里他们不回应的声音，而是有一种发光的蜡烛般的效果。

32灯泡的吊灯与个别灯泡亮度控制

本灯具最初被设计为一个更大的安装的一部分。不幸的是，更大的安装被放弃，这片剩下的。植物实际上是一种事后的想法，但它变成了我最喜欢的一件。

原来的概念实际上并没有包括在设计的植物，但要在天花板网格灯泡模块系统。决定使用铜管的原项目位置的美学的影响，但它非常适合在许多地方。

的概念是很简单的，32个灯泡连接在一个4X8网格，两延伸到每一个插座回到主控制盒的中心线。夹具可以挂在高高的天花板或钻孔直接进入天花板使用括号。#p#分页标题#e#

对于铜管，我只是用标准水管油管从五金商店。这是非常灵活的（几乎太灵活）太多了，在最后的设计所有的弯曲关节都由手工完成。把我用一个标准的切管机油管。在较大的管孔钻，只是略大于小油管，然后小油管是美联储通过焊接使用的火炬在的地方。

*火炬焊接是什么水管工使用的这类工作，当你有一点做的，这是极为容易的，但这并不意味着它不是仍然很危险。有很多指导焊接铜管有，我不是很有经验，所以我会把那些教程的专家。但请听从他们的建议，可以节省你去医院或你把房子烧了！

这个项目是在大约两周作为一个小地方的晚餐”活动的一部分。此次活动的策展人好心邀请我做一些自定义设置如上表。我不负责桌子周围的其他装饰，但结果是，我是一个非常快乐的一个美丽的事件的一部分。该项目的预算很小，像是准备一块设计的时间。我以上包括图纸显示可以在短时间内完成的，从概念到完成很多长夜之间。

由于这片只是一个单一的事件，在这之后我能够保持。在几个不同的想法是什么做的表设置，我想到一个晚上去看看他们是否适合我的墙。果然，六人几乎是我最长的墙的长度。我能把这些智慧的长度，与其他六种颠倒，和他们配合得非常完美。老实说，这不是为了这个目的，但他们可能看起来一样好，如果不是更好，那么他们的表结构。

8 x 32的均衡器显示个别球控制

这是我建立的第一个展示，真正作为一个概念证明。显示可用的就像一个LED网格，在那里你可以做滚动的文字，或任何其他点阵相关。大部分时间我只是把它作为一个EQ，它已在我看来最好看的。

这一个电子依靠一个Arduino以太网，这真的只是一个Arduino和结合在一块Arduino以太网屏蔽。然后我做了一个自定义加上从奥什公园连接了我所有的继电器板。

继电器板有标准74HC595移位寄存器，控制固态继电器LED。所有的定时同步是Arduino做。由于同步只有在120 Hz时发生，在那里看书的UDP消息从以太网端口来和256个灯泡，没有任何打嗝做强度控制足够的时间。

这是我做的一个圣诞派对，去年使用相同的硬件从发光二极管的吊灯了。我从商店买了一个标准的圣诞灯串，把线从每个球在同一侧。仍然有很多的连线要求，但你至少可以减少一半的布线通过允许每个灯泡相同的中性线。在一边，你可以从链相互割电线，并运行一个单独的线回到控制器。这意味着至少26根电线来控制所有的信，但是真的没有办法在这个方法。好处是由于你只在最后用很低瓦数的灯泡，你可以使用一个更高规格（厚度）线，所以你不必这么厚的电缆回到开始。

利用内置于硬件的WiFi模块，可以控制文本的远程使用OSC字符串显示信息。

电源电压是危险的

觉得需要说一次，如果你不知道你在做什么，这类项目不适合你。有一些简单的事情你可以做，以避免与电源电压工作，但还是喜欢这个工作的一个项目。首先，你可以使用较低的电压12V的灯，那么你不会甚至要处理所有的PWM调光的问题。有一个很简单的原因，我没有使用这些，他们更昂贵。

原来，这个项目将是一个原型，在最终的设计需要数以百计的灯泡。为了减少这样的项目成本、成本较低的白炽灯泡是唯一的选择，他们几乎100倍低于对应的直流。原因很简单，大多数人购买大量的这些灯泡是在像圣诞节显示或使用长链的室内照明使用。12V直流品种通常用于低电压灯，在房车或其他的应用中，通常需要一个或两个灯泡。

所以每个灯泡的成本是由事实比有12Vdc更多的120vac品种需求。所以，如果你正在做一个这样的项目，你认为你需要约32个灯泡，这是什么？只使用低电压灯泡，更安全，更容易使用，节约成本是不值得的安全性和复杂性。