Жарықдиодты білезіктерге арналған 2,4 ГГц пиксель деңгейіндегі басқарудағы қиындықтарды жеңу

LongstarGifts командасынан

LongstarGifts компаниясында біз қазіргі уақытта DMX үйлесімді LED білезіктерімізге арналған 2,4 ГГц пиксель деңгейіндегі басқару жүйесін әзірлеп жатырмыз, ол ауқымды тікелей эфирдегі іс-шараларда пайдалануға арналған. Мақсаты - әрбір көрерменге үлкен адам дисплей экранындағы пиксель ретінде қарау, бұл түрлі-түсті анимацияларды, хабарламаларды және динамикалық жарық үлгілерін топ бойынша синхрондалған түрде көрсетуге мүмкіндік береді.

Бұл блог жазбасында жүйеміздің негізгі архитектурасы, біз кездестірген қиындықтар, әсіресе сигнал кедергілері мен хаттама үйлесімділігі туралы айтылады және радиожиілік байланысы мен торлы желілерде тәжірибесі бар инженерлерді түсініктерімен немесе ұсыныстарымен бөлісуге шақырады.

Жүйелік архитектура және дизайн тұжырымдамасы

Біздің жүйеміз гибридті «жұлдызша топологиясы + аймаққа негізделген хабар тарату» архитектурасын ұстанады. Орталық контроллер басқару командаларын мыңдаған жарықдиодты білезіктерге сымсыз тарату үшін 2,4 ГГц RF модульдерін пайдаланады. Әрбір білезіктің бірегей идентификаторы және алдын ала жүктелген жарықтандыру тізбегі бар. Ол өзінің топтық идентификаторына сәйкес келетін команданы алған кезде, тиісті жарық үлгісін іске қосады.

Толқындық анимациялар, бөлімге негізделген градиенттер немесе музыкамен синхрондалған импульстар сияқты толық көрініс әсерлеріне қол жеткізу үшін, көрермендер аймақтарға бөлінеді (мысалы, отыратын орын, түстер тобы немесе функция бойынша). Бұл аймақтар пиксель деңгейіндегі дәл картаға түсіруге және синхрондауға мүмкіндік беретін мақсатты басқару сигналдарын бөлек арналар арқылы қабылдайды.

2,4 ГГц жаһандық қолжетімділігі, төмен қуат тұтынуы және кең қамтуы үшін таңдалды, бірақ сенімді уақытты және қателерді өңдеу механизмдерін қажет етеді. Әрбір білезік әсерлерді синхронда орындауын қамтамасыз ету үшін біз уақыт белгісі бар командаларды және жүрек соғысын синхрондауды енгізіп жатырмыз.

Қолдану жағдайлары: Көпшілікті жарықтандыру

Біздің жүйеміз концерттер, спорт ареналары және фестиваль шоулары сияқты жоғары әсерлі орталарға арналған. Бұл параметрлерде әрбір LED білезік жарық шығаратын пиксельге айналады, бұл көрермендерді анимациялық LED экранға айналдырады.

Бұл гипотетикалық сценарий емес — Coldplay және Taylor Swift сияқты әлемдік әртістер өздерінің әлемдік турларында осындай көпшілікті жарықтандыру эффектілерін қолданды, бұл үлкен эмоционалды тарту мен ұмытылмас визуалды әсерге қол жеткізуге мүмкіндік береді. Синхрондалған шамдар ырғаққа сәйкес келе алады, үйлестірілген хабарламалар жасай алады немесе тікелей эфирдегі қойылымдарға нақты уақыт режимінде жауап бере алады, бұл әрбір қатысушыны шоудың бір бөлігі сияқты сезінуге мүмкіндік береді.

Негізгі техникалық қиындықтар

1. 2,4 ГГц сигнал кедергісі

2,4 ГГц спектрі өте тығыз орналасқан. Ол өткізу қабілеттілігін Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee және басқа да сансыз сымсыз құрылғылармен бөліседі. Кез келген концертте немесе стадионда эфир толқындары көрермендердің смартфондарынан, залдың роутерлерінен және Bluetooth аудио жүйелерінен келетін кедергілерге толы болады.

Бұл сигналдың соқтығысуы, командалардың үзілуі немесе қажетті синхрондалған әсерді бұзуы мүмкін кідіріс қаупін тудырады.

2. Хаттама үйлесімділігі

Стандартталған тұтынушылық өнімдерден айырмашылығы, арнайы жасалған LED білезіктер мен контроллерлер көбінесе меншікті байланыс стектерін пайдаланады. Бұл хаттаманың фрагментациясын тудырады - әртүрлі құрылғылар бір-бірін түсінбеуі мүмкін және үшінші тарап басқару жүйелерін біріктіру қиынға соғады.

Сонымен қатар, үлкен топты бірнеше базалық станциялармен қамтыған кезде, арнааралық кедергілер, мекенжай қақтығыстары және командалардың қабаттасуы күрделі мәселелерге айналуы мүмкін, әсіресе мыңдаған құрылғылар үйлесімді түрде, нақты уақыт режимінде және батарея қуатымен жауап беруі керек болған кезде.

Біз осы уақытқа дейін не істедік

Кедергілерді азайту үшін біз жиілік секірулерін (FHSS) және арна сегментациясын сынақтан өткіздік, әртүрлі базалық станцияларды алаң бойынша бір-біріне сәйкес келмейтін арналарға тағайындадық. Әрбір контроллер командаларды қайта таратады, ал CRC сенімділікті тексереді.

Құрылғы жағында білезіктер мезгіл-мезгіл оятатын, командаларды тексеретін және топтық идентификатор сәйкес келгенде ғана алдын ала жүктелген жарық эффектілерін орындайтын төмен қуатты радио модульдерін пайдаланады. Уақытты синхрондау үшін біз командаларға уақыт белгілері мен кадр индекстерін енгіздік, бұл әрбір құрылғының команданы қашан алғанына қарамастан, дұрыс уақытта эффектілерді көрсетуін қамтамасыз етеді.

Алғашқы сынақтарда бір 2,4 ГГц контроллер бірнеше жүз метр радиусты қамти алатын. Екінші реттік таратқыштарды алаңның қарама-қарсы жақтарына орналастыру арқылы біз сигналдың сенімділігін арттырдық және «соқыр аймақтарды» жаптық. Бір уақытта жұмыс істейтін 1000-нан астам білезікпен біз градиенттер мен қарапайым анимацияларды іске қосуда негізгі жетістіктерге жеттік.

Дегенмен, біз қазір нақты әлемдегі сценарийлерде тұрақтылықты жақсарту үшін аймақтық тағайындау логикасын және бейімделгіш қайта беру стратегияларын оңтайландырып жатырмыз.

——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————-

Ынтымақтастыққа шақыру

Пиксельді басқару жүйемізді жаппай орналастыру үшін жетілдіре отырып, біз техникалық қауымдастықпен байланыс орнатып жатырмыз. Егер сізде келесі салаларда тәжірибе болса:

• 2,4 ГГц RF хаттамасының дизайны

• Кедергілерді азайту стратегиялары

• Жеңіл, төмен қуатты сымсыз тор немесе жұлдызды желі жүйелері

• Таратылған жарықтандыру жүйелеріндегі уақытты синхрондау

— біз сізден хабар күтеміз.

Бұл тек жарықтандыру шешімі ғана емес — бұл технология арқылы мыңдаған адамдарды байланыстыратын нақты уақыттағы, иммерсивті тәжірибе қозғалтқышы.

Бірге керемет нәрсе жасайық.

— LongstarGifts командасы