Воскресенье, 11.12.2016, 13:02
Приветствую Вас Гость

Портал светоэффектов

Меню сайта
Категории раздела
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 580
Статистика

Онлайн всего: 4
Гостей: 4
Пользователей: 0
Форма входа
Главная » Статьи » Видеоэкраны (2D)

СВЕТОВАЯ МАТРИЦА, УПРАВЛЯЕМАЯ IBM PC.
В последнее время на страницах популярных радиотехнических журналов и в сети Интернет стали появляться разнообразные светоэффекты, созданные на базе персонального компьютера. В основном подобные устройства отличает небольшое количество каналов – обычно восемь. Очень редко встречаются исключения на 32, 64, или 128 каналов. Разработать световой эффект на 384 канала подтолкнуло автора желание использовать его в новом амплуа – световой матрице 16 на 24 для вывода на экран простейшей мультипликации или любой другой компьютерной графики.
 
 
Эта разработка является логическим продолжением авторской «Мультипликационной светодиодной установки» [«Мультипликационная светодиодная установка» – «Радиохобби» №6/1999/51-52; В. Рубашка.]. Отличительная черта световой матрицы – относительно небольшое количество широко распространенных однотипных деталей, блочно-модульная конструкция, способность работать практически с любым персональным компьютером и практически неограниченные программные возможности вывода на экран указанного формата световых картин. Ниже приведены основные характеристики световой матрицы:

   Количество каналов - 384
   Организация матрицы - 16х24
   Используемые лампы - 2,5В х 0,15А
   Максимальная потребляемая мощность с указанными лампами - 180 Вт
   Применяемый компьютер для управления матрицей  - IBM386 – Р4
   Количество использованных микросхем - 18
   Количество выводимых спрайтов - неограничено (теоретически)
   Сложность изготовления - средняя
   Возможность модернизации - есть.

Для управления световой матрицей использован стандартный параллельный (принтерный) порт LPT1. Управляющие сигналы с адресом 890d (37Ah) и данные с адресом 888d (378h) поступают на блок оптронов OPTO. Это необходимо для гальванической развязки и надёжной защиты компьютера. Восьмибитные данные D0-D7 поступают на все 16 процессоров ввода – вывода PIO1 - PIO16 (КР580ВВ55).

Выбор этих микросхем обусловлен их низкой себестоимостью и широким распространением благодаря популярным самодельным ПК типа «Спектрум», «Радио – 86РК», «Орион – 128» и др., а также большому количеству программируемых выходов – 24 в одном корпусе, что и повлияло на определение разрядности матрицы. Если вместо них применить обычные 8-ми разрядные регистры, то последних понадобится 48 штук! С помощью счётчика и дешифратора происходит поочерёдный перебор БИС, в которые с большой скоростью производится запись выводимой на экран матрицы информации.

Принципиальная схема условно разделена на блоки 1-19.
Блок 1 – блок оптронов, 2 – блок питания, 3 – блок счётчика-дешифратора, 4 -19 – одинаковые выходные блоки. Восемь сигналов данных и четыре управления поступают на 6 идентичных сдвоенных каскадов, собранных на DA1-DA6. Паспортное напряжение оптоизоляции этих оптронов 1500В. Далее сигналы усиливаются транзисторами VT1-VT12 и подаются на следующие узлы. Блок питания разделён на стандартный пятивольтовый для питания микросхем, собранный на микросхемном стабилизаторе DA7, и мощный двухполупериодный для питания лампочек матрицы экрана. При использовании лампочек на 2,5Вх0,15А их суммарная мощность составит: 2,5Вх0,15Ах384шт.=144 Вт, плюс питание на м/с с небольшим запасом, итого около 180 Вт, что позволило применить трансформатор ТС-180 от старого лампового телевизора в качестве силового.
 
 
Все обмотки с него, кроме первичной и экрана смотаны, а вместо них намотаны новые. При использовании лампочек, отличных от указанных, придётся подобрать другой трансформатор и пересчитать обмотки. Так как общий ток двухполупериодного выпрямителя должен быть очень большой (0,15Ах384шт = 60А), было принято решение устанавливать отдельные более слаботочные диоды (VD5-VD36) на каждый выходной блок для равномерного распределения нагрузки. Диоды взяты с запасом для возможности использования с лампочками на больший ток (0,22А; 0,3А). Питание от трансформатора к экрану-матрице и выходным блокам подведено несколькими парами многожильного изолированного провода, суммарно выдерживающего максимальный ток . Блок счётчика-дешифратора собран по классической схеме.
 
 
Следует отметить, что все микросхемы блоков, включая оптроны, установлены на панельках, что на порядок повышает технологичность их замены при браке м/с , их случайном выходе из строя во время монтажа или наладки.
 
 
Шестнадцать идентичных блоков выхода, кроме самих БИС и выпрямительных диодов, включают транзисторные ключи, управляющие лампочками экрана. Транзисторы КТ815 можно заменить на КТ817, а с лампочками 2,5Вх0,15А будут работать даже КТ315 ! При желании вместо транзисторных ключей можно поставить тиристорные/симисторные для управления мощной высоковольтной нагрузкой 220Вх15-1000Вт. Сам компьютер уже защищен гальванически, а вот блок световой матрицы в таком варианте следует развязать оптронами.
 
 
Здесь можно порекомендовать использовать оптотриаки MOC3061 – MOC3063, которые переключают симистор в момент перехода сетевого напряжения через «0» и имеют напряжение изоляции 7500В. Крайне важно выполнить синхронизацию с сетевым напряжением при совместном использовании мощного выходного блока световой матрицы с звукоусилительной аппаратурой, например на дискотеках, во избежании появления существенных помех. В авторском варианте экран матрицы имеет размеры 75х50 см. Он изготовлен из фанеры и ДВП и обклеен самоклеящейся плёнкой. Расстояние между лампочками равно 3 см. Все блоки выполнены на печатных платах и соединяются в единую конструкцию с помощью разъёмов типа МРН. Два металлических уголка 15х15 мм служат основанием для крепления "мам” разъёмов всех блоков, и одновременно являются токоведущими проводниками к выпрямительным диодам.
 
 
Питание на выходные блоки поступает по этим уголкам через направляющие разъёмов – контакты 0 и 15 (обозначение условное, т.к. сам разъём МРН-14 имеет всего 14 контактов). Мамы разъёмов распаяны тонкими лужеными проводниками и многожильным МГТФ (CS1-CS16). Папы соответственно впаяны во все платы. Общее питание экрана матрицы (+U) разведено медным луженым проводом диаметром 1,5 мм, а соединение лампочек с выходными блоками выполнено более тонкими с фторопластовой изоляцией. Все блоки съёмные, снабжены панельками, поэтому высокотехнологичны в ремонте (хотя за полтора года интенсивной эксплуатации пришлось сменить только несколько перегоревших лампочек).
 
 
Программное обеспечение написано на QBASIC. При этом становится возможным использовние устаревшего парка компьютеров даже без винчестера, т. к. на стартовой дискете удаётся свободно разместить и сам QBASIC, и программу, и файлы эффектов. Программа работает в ОС DOS или WINDOWS 95,98.
Как известно, процессор ввода-вывода КР580ВВ55 может работать в трёх режимах.
В данной схеме используется режим «0», в котором все три канала A, B, C запрограммированы на простой вывод информации. Рассмотрим более подробно логику работы световой матрицы, опираясь на схему и программу TEST EKRAN (листинг 1).

      ЛИСТИНГ 1. 

   REM TEST EKRAN
   REM QBASIC 4.5 for IBM PC
   1 CLS
   2 TIMER ON: ON TIMER(1) GOSUB 4
   3 WHILE 1: j = j + 1: WEND
   4 np = INT(j / 100): vp = INT(j / 2): dp = INT((vp - np) / 50)
   t1 = j * .0001: t2 = j * .0002
   REM reset
   5 OUT 890, 8
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t:
   OUT 890, 0
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t:
   7 X = 0: Y = 0: z = 0
   tempo = vp / 2
   REM slovo
   10 OUT 890, 7
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t:
   OUT 888, 127
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t:
   OUT 890, 3
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t
   OUT 890, 0
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t:
   X = X + 1
   IF X = 16 THEN GOTO 20 ELSE GOTO 10
   20 REM stop-ESC
   k$ = INKEY$
   IF k$ = CHR$(27) THEN STOP
   REM < FREQWENSY >
   IF k$ = CHR$(46) THEN tempo = tempo - dp: SOUND 3000, .2:
   IF tempo <= np THEN tempo = np:
   IF k$ = CHR$(44) THEN tempo = tempo + dp: SOUND 1500, .2:
   IF tempo >= vp THEN tempo = vp:
   REM effekt
   OUT 890, 4
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t
   OUT 888, 255 - 2 ^ (7 - z)
   FOR t = 0 TO t2: NEXT t
   OUT 890, 0
   FOR t = 0 TO t2: NEXT t
   OUT 890, 5
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t
   OUT 888, 255 - 2 ^ (7 - z)
   FOR t = 0 TO t2: NEXT t
   OUT 890, 1
   FOR t = 0 TO t2: NEXT t
   OUT 890, 6
   FOR t = 0 TO t1: NEXT t
   OUT 888, 255 - 2 ^ (7 - z)
   FOR t = 0 TO t2: NEXT t
   OUT 890, 2
   FOR t = 0 TO t2: NEXT t
   Y = Y + 1
   IF Y = 16 THEN GOTO 50 ELSE GOTO 60
   50 Y = 0: z = z + 1: FOR t = 0 TO tempo: NEXT t:
   IF z = 8 THEN z = 0:
   60 GOTO 20

При запуске программы и включенном питании матрицы происходит сброс счётчика DD1 подачей на его вход RES положительного импульса (REM reset по программе). Начальные значения счётчика делают активным первый выход дешифратора, который выбирает микросхему PIO1. Затем по адресу A0, A1 = 1, 1 происходит обращение к управляющему слову этой БИС и по перепаду сигнала WR производится запись значения 128d, предварительно выставленного на регистре данных LPT, тем самым программируется вывод по всем трём каналам. Импульс, посланный на А1, переключает счётчик в единичное значение. У дешифратора станет активным следующий выход, который выбирает вторую м/с PIO2 (REM slovo). Процесс записи управляющего слова повторяется для всех БИС КР580ВВ55. После данной процедуры уже можно выводить данные (REM effekt), причём канал A выбирается адресом A0, A1 = 0, 0; канал B - A0, A1 = 1, 0; канал C - A0, A1 = 0, 1. Запись в регистры выхода происходит аналогично записи управляющего слова. Программа TEST ECRAN формирует на экране матрицы три вертикальные бегущие полосы, что позволяет не только оперативно контролировать работу устройства в целом, но и на начальном этапе монтажа проверять целостность лампочек, которые, к сожалению, оказались самым слабым звеном. REM изменяет с помощью клавиш «<» и «>» клавиатуры частоту переключения эффектов, REM stop завершает работу программы. Строки 2-4 определяют быстродействие компьютера и устанавливают соответствующие временные задержки t1, t2, необходимые для нормальной работы железа.
 
 
Разобравшись с процессом программирования световой матрицы, необходимо остановится на создании мультипликации. Это не такое уж сложное дело, если есть желание и терпение, а если нет, то можно воспользоватся готовыми примерами. Уже сейчас есть "пантера”, "бегущий человек”, "танцы”, "сердечки”, "спираль”, и много других. Всё очень просто: лампочка включена – в соответствующий разряд (бит) ставим «0», выключена – «1». Восемь бит составляют один байт. Подсчитываем в соответствии с весом битов сумму байта, потом следующего и т.д. В итоге один спрайт будет состоять из 48 байтов, именно столько восьмиразрядных каналов есть в наших БИС. Сначала выводим один спрайт, делаем временную задержку, затем следующий спрайт, опять задержка и вот уже человечек ожил, сделал первый шаг, второй и …побежал! Программа «AVTOMAT» позволяет загружать эффекты (отдельные файлы данных с расширением .rom, описывающие состояние спрайтов) и воспроизводить их в режиме мультипликации. Чтобы не считать байты вручную, была создана программа ввода спрайтов «ZAPIS». Достаточно их нарисовать, запустить программу и, начиная с верхнего левого угла (CS1/1, CS1/2, CS1/3, CS2/1 и т.д.), используя клавиши "0 и 1”, осуществить последовательный ввод картинок.
 
 
Вначале программа попросит указать название эффекта и количество программируемых спрайтов, а после ввода создаст файл данных с новым эффектом. Экспериментально отмечено, что наиболее красочно и динамично выглядят эффекты, заполнение матрицы которых составляет примерно 20-30 % и между спрайтами нет резких яркостных переходов.
 
 
Программа, зажигающая лампочки в случайной порядке (CHAOS), оказалась очень удачной, несмотря на то, что построение эффектов ведёт его величество Хаос.
Модифицировав программу, можно выводить на экран часы, бегущую строку, синхронизировать эффекты с музыкой, путём широтно-импульсной модуляции управлять яркостью лампочек, написать графический интерфейс, эмулирующий на мониторе экран – матрицу. Используя математические расчёты и привязку к координатам можно строить любые динамически изменяющиеся формы наподобие упрощенного визуализатора WINAMP или Windows Media Player. Для творчества открываются неограниченные горизонты и возможности. Достаточно раз изготовить световую матрицу, а затем только совершенствовать её программно. Доступность деталей и блочная конструкция позволяет рекомендовать её для повторения широкому кругу радиолюбителей и для применения как в световой рекламе по заранее записанной программе, так и на дискотеке с участием оператора.

 
 

 

Скан авторской статьи из журнала "Радио" №№2,3/2005г.
 
По заказу одного человека разработал программы - визуальный конструктор светоэффектов и проигрыватель светоэффектов.
За первую часть оплата была произведена, за вторую - нет... Связь с заказчиком прервана по его инициативе.
Поэтому оставляю за собой право распоряжаться программой по своему усмотрению.
Нуждающиеся - пишите!
 
 
В проигрывателе светоэффектов добавлена фишка - часы.
По желанию можно будет дополнить воспроизведение эффектов синхронизацией с музыкой.
 

Автор - Рубашка Василий Николаевич.
Категория: Видеоэкраны (2D) | Добавил: defaultNick (06.01.2010) | Автор: Radan
Просмотров: 8571 | Комментарии: 15
Всего комментариев: 15
14  
Приличный размер! а полутона можно сделать на такой матрице? Вот бы еще видео как работает?

0
15  
Полутона сделать можно.
Видео снять не могу, конструкция продана.

0
13  
ВСЯКАЯ НЕПРАВДА ЕСТЬ ГРЕХ.

0
12  
Андрей Голов, привет!
Как цирк?  biggrin

0
11  
ПОЯВИЛАСЬ НОВАЯ ОБОЛОЧКА ПРОГРАММЫ!
СМОТРИТЕ НОВОСТИ В КОНЦЕ СТАТЬИ!

10  
как на счёт продажи может попробуем поездом ?

9  
скиньте пожалуйста письмо пустое , на y73453566@yandex.ru

7  
телефон можно для связи

8  
Пишите radan1970[dog]gmail.com

5  
какая цена , прога есть к ней ! на позарез нужна для декораций

6  
Пишите в личку, поговорим.

3  
чем отличаются кр580вв55 откр580вв55а последнее можно установить в изделие

4  
Вариантом исполнения. Пойдут.
Не хотите купить авторский вариант?
Жалко, стоит без дела, а руки разобрать не поднимаются...

2  
Ищите в интернете QBASIC. Запускаете его, затем запускаете на выполнение программу, выбираете набор необходимых спрайтов. Таблица для просмотра есть в самой программе в виде виртуальных лампочек. Таблица с бегущим человечком нарисована в Паинте и служит только для демонстрации нескольких спрайтов.

1  
ПРОШУ ВАС РАЗЕСНИТЕ КАК УСТАНОВИТЬ ПРОГРАММУ НА 98 И КАК СДЕЛАТЬ ТАКУЮ ТАБЛИЦУ ЧТО-БЫ ПРОСМАТРИВАТЬ РИСУНКИ ????????????????????

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
YOUTUBE LIGHTPORTAL
ALIEXPRESS
Поиск
Translation
Donate
QR
Часики
 
Облако тегов
Друзья сайта
Портал светоэффектов
Catcatcat Electronics
Color Music Beniamina Grinberg