Door het LongstarGifts-team
Bij LongstarGifts ontwikkelen we momenteel een 2,4 GHz pixel-niveau besturingssysteem voor onze DMX-compatibele LED-polsbandjes, ontworpen voor gebruik bij grootschalige live-evenementen. De visie is ambitieus: elk publiekslid behandelen als een pixel in een enorm menselijk beeldscherm, waardoor gesynchroniseerde kleuranimaties, berichten en dynamische lichtpatronen over de menigte mogelijk zijn.
In dit blogbericht delen we de kernarchitectuur van ons systeem, de uitdagingen die we zijn tegengekomen – met name op het gebied van signaalinterferentie en protocolcompatibiliteit – en nodigen we ingenieurs met ervaring in RF-communicatie en mesh-netwerken uit om hun inzichten of suggesties te delen.
Systeemarchitectuur en ontwerpconcept
Ons systeem maakt gebruik van een hybride architectuur met een "stertopologie en zonegebaseerde uitzending". De centrale controller gebruikt 2,4 GHz RF-modules om draadloos besturingscommando's naar duizenden LED-polsbandjes te verzenden. Elk polsbandje heeft een unieke ID en voorgeprogrammeerde lichtsequenties. Wanneer het een commando ontvangt dat overeenkomt met de groeps-ID, activeert het het bijbehorende lichtpatroon.
Om effecten voor de hele scène te realiseren, zoals golfanimaties, op secties gebaseerde kleurovergangen of op muziek gesynchroniseerde pulsen, wordt de menigte verdeeld in zones (bijvoorbeeld op basis van zitgedeelte, kleurgroep of functie). Deze zones ontvangen gerichte stuursignalen via aparte kanalen, waardoor nauwkeurige mapping en synchronisatie op pixelniveau mogelijk is.
De 2,4 GHz-band is gekozen vanwege de wereldwijde beschikbaarheid, het lage energieverbruik en het brede bereik, maar vereist robuuste timing- en foutafhandelingsmechanismen. We implementeren tijdgestempelde commando's en hartslagsynchronisatie om ervoor te zorgen dat elke polsband de effecten synchroon uitvoert.
Gebruiksscenario's: De menigte verlichten
Ons systeem is ontworpen voor omgevingen met een hoge impact, zoals concerten, sportarena's en festivalshows. In deze omgevingen wordt elke LED-polsband een lichtgevende pixel, waardoor het publiek verandert in een geanimeerd LED-scherm.
Dit is geen hypothetisch scenario: wereldberoemde artiesten zoals Coldplay en Taylor Swift hebben vergelijkbare lichteffecten voor het publiek gebruikt tijdens hun wereldtournees, wat zorgde voor een enorme emotionele betrokkenheid en een onvergetelijke visuele impact. De gesynchroniseerde lichten kunnen de beat volgen, gecoördineerde boodschappen overbrengen of in realtime reageren op live optredens, waardoor elke bezoeker zich onderdeel van de show voelt.
Belangrijkste technische uitdagingen
1. Interferentie met het 2,4 GHz-signaal
Het 2,4 GHz-spectrum is berucht druk. Het deelt bandbreedte met wifi, Bluetooth, Zigbee en talloze andere draadloze apparaten. Bij elk concert of in elk stadion is de ether gevuld met interferentie van smartphones van bezoekers, routers van de locatie en Bluetooth-audiosystemen.
Dit brengt risico's met zich mee zoals signaalbotsingen, verloren commando's of vertraging, wat het gewenste synchronisatie-effect kan verstoren.
2. Protocolcompatibiliteit
In tegenstelling tot gestandaardiseerde consumentenproducten maken op maat gemaakte LED-polsbandjes en controllers vaak gebruik van eigen communicatiestacks. Dit leidt tot protocolfragmentatie: verschillende apparaten begrijpen elkaar mogelijk niet, en de integratie van besturingssystemen van derden wordt lastig.
Bovendien kunnen, bij het bedienen van grote menigten met meerdere basisstations, interferentie tussen kanalen, adresconflicten en overlappende commando's ernstige problemen veroorzaken, vooral wanneer duizenden apparaten synchroon, in realtime en op batterijvoeding moeten reageren.
Wat we tot nu toe hebben geprobeerd
Om interferentie te beperken, hebben we frequentiehopping (FHSS) en kanaalsegmentatie getest, waarbij verschillende basisstations aan niet-overlappende kanalen in de locatie werden toegewezen. Elke controller zendt commando's redundant uit, met CRC-controles voor betrouwbaarheid.
Aan de apparaatzijde gebruiken de polsbandjes energiezuinige radiomodules die periodiek ontwaken, controleren op commando's en vooraf geladen lichteffecten alleen uitvoeren wanneer de groeps-ID overeenkomt. Voor tijdsynchronisatie hebben we tijdstempels en frame-indexen in de commando's ingebouwd om ervoor te zorgen dat elk apparaat de effecten op het juiste moment weergeeft, ongeacht wanneer het het commando heeft ontvangen.
In de eerste tests kon één enkele 2,4 GHz-controller een straal van enkele honderden meters bestrijken. Door secundaire zenders aan weerszijden van de locatie te plaatsen, verbeterden we de signaalbetrouwbaarheid en sloten we blinde vlekken af. Met meer dan 1000 polsbandjes die gelijktijdig in werking waren, behaalden we succes bij het weergeven van kleurverlopen en eenvoudige animaties.
We optimaliseren momenteel echter onze logica voor zone-toewijzing en adaptieve herverzendingsstrategieën om de stabiliteit in praktijksituaties te verbeteren.
————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————-
Oproep tot samenwerking
Terwijl we ons pixelbesturingssysteem verfijnen voor grootschalige implementatie, doen we een beroep op de technische gemeenschap. Als u ervaring heeft met:
-
2,4 GHz RF-protocolontwerp
-
Strategieën voor het beperken van interferentie
-
Lichtgewicht, energiezuinige draadloze mesh- of sternetwerksystemen
-
Tijdsynchronisatie in gedistribueerde verlichtingssystemen
—we horen graag van u.
Dit is niet zomaar een verlichtingsoplossing; het is een realtime, meeslepende belevingsengine die duizenden mensen via technologie met elkaar verbindt.
Laten we samen iets fantastisch creëren.
Geplaatst op: 6 augustus 2025
