Led līnijas

Led līnijas

Lai papildinātu gaismu arsenālu esmu nolēmis taisīt diožu līnijas. Neko būtībā daudz netaisīšu, bet drīzāk salikšu kopā jau gatavus produktus.

Internetā aizvien populārākas ir nopērkamas diožu strīpas  (Led stripe) , taču vairumā gadījumu tās ir vienkrāsainas. Uzdūros arī uz tādām kurām var mainīt krāsu visā tās garumā , taču arī tas nebūtu tik interesanti. Tagad ir sastopamas arī šādas gaismas diožu lentas, kuras var mainīt krāsu katrai diodei.

http://www.kutop.com/5v-digital-ws2811-ic-rgb-5050-led-light-strip.html

http://propaneandelectrons.com/blog/the-difference-between-ws2811-and-ws2812

Tādēļ ka krāsu var nomainīt katrai diodei, tas kļūst jau daudz interesantāk. Šādai diožu lentai ir gauži savādāka uzbūves topoloģija. Ja pirms neilga laika varēja iedomāties ka diožu kontrolieris var atrasties tikai ārpus diodes korpusa, tad jau mūsdienas diožu vadība ir iespējama pat pašas diodes korpusā. Pateicoties šīs topoloģijas izveidei, diožu lentās attālumi starp diodēm strauji varēja samazināties. Un tā, arī man nācās nonākt pie sava veida kompromisa, izvēloties diožu skaitu vienā metrā lentas. Protams attālumam nevajadzētu būt pārāk lielam, jo tad atkal nebūtu interesanti aplūkot tālu izvietotas diodes. Taču, tai pašā laikā jātur prātā tas, ka katrai diodei nepieciešama vadība - 3 kanāli nodrošinot kanālu katrai krāsai RGB (red green blue). Ja izvēlētos pēc iespējas mazāku attālumu starp diodēm, ir iespēja iegādāties 144 gaismas diodes metrā. Šādam metram būtu nepieciešams 144*3 = 432 vadības kanālu. Ja izmantotu standarta gaismas interfeisu (DMX512) , tur vienā universā iespējams būtu novadīt tikai kopā 1024 (512) dažādus kanālus. Tātad maksimālais garums šādai diožu lentai būtu ap 2.7m . Maz, 2.7m gara līnija ir trūcīga.

Meklējot kompromisu katram jānonāk pie savas atbildes. Mans kompromiss  60pcs/m . Tākā man piejamai gaismas sistēmai ir tikai 512 kanāli, no tā izriet ka maksimālās šādas vadības iespējas ir tikai 512/3=170 pikseļi, jeb diodes. Jau no sākuma sapratu ka ar standarta vadību  būs pa švaku, meklēju citus variantus vadībai. Lai vadāmo diožu (pikseļu) skaits nebūtu ierobežojums, atradu risinājumu ar iespēju palielināt vadāmo kanālu skaitu tik, cik nepieciešams. Viens no risinājumiem ir izmantot ArtNet interfeisu (http://www.ebay.com/itm/DMX-512-controller-Art-Net-E1-31-ACN-six-output-input-ports-ArtNet-Ethernet-/221303149077?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3386b21215) , jo tas krietni palielina kontrolējamo kanālu skaitu. Tā kā diožu lentai nepieciešams cits informācijas pārraides interfeiss, iegādājos  papildus vel šādus - http://www.ebay.com/itm/DMX-to-SPI-decoder-for-WS2801-WS2803-WS2811-WS2812-UCS1903-/321254966298?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item4acc49c41a.

Tā kā no katras izejas shēmas iziet 512 kanāli - 170 pikseļi, nolēmu katrā diožu līnijā izmantot 85 gaismas diodes, tādējādi izmantojot katru izejas shēmu uz diviem lineāliem.

Kas tad būs tie lineāli un ko tie darīs 

Tās būs diožu lentas uzlīmētas uz alumīnija profiliem ar garumu 1.5m . Pagaidām paredzētais skaits 5 gab (testa variantā). Izvietoti vertikāli, vienmērīgi, skatuves aizmugurē. Šādā veidā iespējams izveidot intensīvas krāsas joslas. Apgaismojot skatuves aizmuguri ar kādu kontrastainu krāsu rezultātā iegūstot kaut ko mazliet interesantu.

Pagaidām esmu ticis pie vadības un gaidu uz pašām diožu lentām.

Iespēja būt un dzirdēt!

Gribu aicināt 2. martā pulksten 15.00 , uz  iespēju baudīt cilindriska audio viļņa īpašības ko rada speciāli tam dizainētas skandas - Visaton un Neo, Baznīcas ielā 12.a telpās.
Pasākumā paradzēts īsi pastāstīt par pašiem skaļruņiem un tad lielāko daļu  laiku veltīt skaņas baudīšanai un salīdzināšanai.


Ja ir vēlme ko salīdzināt ar citām audio sistēmām, droši var sūtīt skaņdarbu/us uz armands.arins@gmail.com, tādējādi dzirdot skaņas nianses un atšķirības, ko savādāk salīdzināt ar nepazīstamiem skaņdarbiem nevarētu.

NeoVisaton

Beidzot pati būvniecība.

Pagāja tikai 4 mēneši kopējā koncepta izveidošanai, 1 mēnesis Neo būvniecībai, 1.5 mēneši vidējo frekvenču skaļruņu atrašanai, 3.5 mēneši visaton būvniecībai. Kopā tātad tikai ap 10 mēnešiem.
Sākotnējās pārdomas bija par to, cik joslu sistēmu veidot, galu galā nonākot pie lēmuma veidot 3 joslu sisēmu. 30Hz - 80Hz,   80Hz-1KHz,   1KHz-20KHz.

Sāksim ar augšējo frekveņču skaruņiem, tātad NEO.
Pats nosaukums Neo cēlies no izmantotajiem skaļruņiem Neo8 PDR

Bohlander Graebener Neo8-PDR Planar Transducer

Izvēle galvenokārt tādēļ, ka membrānai maza masa un īss pašsvārstību laiks. Jo lielāks ir pašsvārstību laiks, jo zemāka ir maksimāli izmantojama frekvence skaļrunim.

Lai nodrošinātu pietiekami lielu tuvās zonas apgabalu zālē (ap 15m) , nepieciešams lineāls no 8 šādiem skaņas elementiem. Tā kā nepieciešamais skandas tilpums nav vajadzīgs liels, kastes būtiskākais izmērs ir platums. Platums nodrošina skaņas vairogu, kas neļauj svārstībām tik viegli aplocīties apkārt skandai. Tādā veidā var nodrošināt lielāku enerģijas izplatīšanos uz priekšu. Tā kā sākotnēji jau tika paredzēts skandu novietot paralēli vidus frekveņču skandām, skaļruņus skandai novietojam tuvāk iekšmalai, tādējādi vairogu veidojot gan pašai skandai, gan skandi no vid. fr. skandas. 

1700x240x160  24mm finieris

pēc špaktelēšanas

Visaton

Kopā 32 gab. Visaton  w250 8ohm. 

Saprātīga cena par labu mantu. Parametrus , protams, var aplūkot ražotāja mājas lapā. Skanda taisīta no 24mm finiera, katra 130l tilpuma. Katrs skaļrunis max 130W, tātad kopā 4kW.

Kopā virs 300kg finiera

Skandās 896 skrūves, kopā ar stiprinājumiem virs 1000 skrūvju.

Beidzo pēc vairāk kā 200h kokdarbu, projekts veiksmīgi noslēdzies un skaļruņi sastiprināti un sagāsti vēlamajā 3.5 grādu slīpumā.  Nākamajā rakstā vairāk tehniski mērijumi.

skaļruņu izvietojums

Jebkura starotāja izvietojums un arī starotāja izvēle ir atkarīga no nepieciešamā starotāja virziendarbības un no starojuma jaudas.
Nav nozīmes vai tā ir kāda gaismas spuldze vai arī kāda bezvadu elektroietaise, atkarībā no tā, cik spēcīgs būs starotājs, būs atkarīga tā lietošanas apgabals. Tā piemēram, jo vairāk gaismas izdalīs gaismas spuldze, jo lielākā apgabalā mēs to varētu lietot. Tā arī ar pārējiem starotājiem, jo spēcīgāki tie būs, jo lielākā attālumā varēsim novērot starojumu. Taču, tāpat kā garā gaitenī pa vidu novietota spuldze rada nevienmērīgu gaismas sadalījumu gaitenī, tāpat arī viens pats spēcīgs skaņas avots telpā rada šādu pašu efektu. Savādāk ir ar siltuma starotājiem, tos neaplūkosim.

Skaņas viļņi
Skaļruņa membrānai kustoties, rodas spiediena maiņa gaisā. Rodas apgabals ar paaugstinātu spiedienu un ar pazeminātu spiedienu. Spiediena izmaiņas saistītas ar gaisa saspiešanu un retināšanu, un skaņas izplatīšanās saistīta ar enerģijas pārnesi.

http://physics.tutorvista.com/waves/sound-reflection.html

Priekšstatu var gūt arī veroties ūdenī iemesta akmens radītajos viļņos, taču šādā gadījumā vilnis reprezentē spiediena maiņu un darbība norit tikai 2 dimensijās.

http://jessiesphotography.deviantart.com/art/Rock-Water-Ripple-385490399

Jaudas izkliede.

Vienkāršā gadījumā skaņa izplatās vienmērīgi pa telpu. Tāpat kā gaismas avotam, arī skaņas intensitāte samazinās - palielinoties attālumam. Tā kā izplatība ir sfēriska, tad intensitāte vilnim samazinās, palielinoties sfēras laukumam, proporcionāli attāluma kvadrātam. Ilustratīvi tas izskatītos šādi:

http://gain11.wordpress.com/2008/06/28/inverse-square-law/

Vairāk informācijas par jaudas samazināšanos var izlasīt tieši augstāk norādītajā vietnē.

Kas notiek, ka vairs nav viens, bet vairāki skaņas starotāji?

http://www.soundonsound.com/sos/mar06/articles/live_linearrays.htm

Šādā gadījumā skaņu nevar analizēt kā punktveida starojumu, jāņem vērā visa starotāju sistēma. 

Ja pieņemtu, ka skaļruņi atrodas viens pie otra, un arī audio signāls, kas tiek tiem padots ir vienā fāzē, tad var pieņemt, ka visa skaļruņu plakne veic vienlaicīgas vibrācijas. Lai saprastu kādā veidā izplatīsies skaņas vilnis, var aplūkot kādā situācijā atrodas 2 skaļruņi, viens pašā kolonas galā un otrs vidū. Skaļrunis kolonas galā spiež gaisu un rada spiedienu. Tā kā blakus skaļrunis veicis tādu pašu darbību un saspiedis tikpat daudz gaisa, malējā skaļruņa radītajam spiediens var izlīdzināties tikai 3 virzienos: uz priekšu, uz sāniem un pretējā virzienā blakus skaļrunim. Tas tādēļ, ka blakus esošā skaļruņa radītais spiediens neatļauj spiedienam turp izlīdzināties. Spiediens "meklē" virzienu kur tas būtu mazāks, tādējādi mēģinot spiedienu līdzsvarot. 

Skaļrunim pa vidu ir līdzīga situācija, taču šajā gadījumā gan virs, gan zem tā atrodas cits skaļrunis, tādēļ skaņa var izplatīties tikai uz priekšu un uz sāniem.

Jo garāka ir kolona ar skaļruņiem, jo izteiktāka būs spiediena izplatīšanās tā vidējam skaļrunim un tas ir - uz priekšu un uz sāniem. Tas pats notiek arī tad, kad gaiss tiek retināts - pretēja virzuļa gājiena rezultātā. No tā izriet, ka arī spiediena svārstības izplatās pēc šāda paša principa. 

Šāda veida skaņas vilnim ir mazāka enerģijas izkliede un tas nozīmē, ka skaņas intensitāte, palielinoties attālumam, mainīsies mazāk. Mainīsies atkarībā tikai no attāluma pirmās pakāpes (1/r) nevis (1/(r*r)) otrās pakāpes, kā tas bija pie punktveida starotāja.

http://artr.com.ua/en/story/wavefront-sculpture-technology-wst-l-acoustics%C2%AE

Pieņēmām, ka skaļruņi atrodas blakām, bet cik liels attālums nozīmē blakus? Ja skaļruņi neatrodas blakus un ir ar kādu brīva gaisa atstarpi, tad sākotnēji radītie gaisa spiedieni izplatās uz visām iespējamām pusēm un ne kādi citi spiedieni sākotnēji netraucē to pārvietošanos. Taču ,tā kā ir vairāk par vienu starotāju, spiedieni  un retinājumi kādā brīdī tāpat "satiksies".

http://artr.com.ua/en/story/wavefront-sculpture-technology-wst-l-acoustics%C2%AE

Redzams, ka veidojas minimumu un maksimumu stari. Interferences aina māinas atkarībā no frekvences, jo katrai frekvencei savs viļņa garums. Šāda veida sistēmas jau būs daudz grūtāk "savaldīt". Pēc bildes redzam, ka skaļruņu attālums ir gandrīz 4 viļņu garumi. Tātad ja attālums starp skaļruņiem būtu 1/2 viļņa garuma, tad interferencei nevajadzētu tikt novērotai, jo vilnis formētos vienlaicīgi no abiem skaļruņiem. Attālumam jābūt ne lielākam kā 1/2 viļņa garuma. Viļņa garums atkarīgs no frekvences kādu atskaņojam, tādēļ, izvēloties attālumu, nepieciešams zināt augstāko atskaņojamo frekvenci iekārtai.

Šo apsvērumu dēļ, izvēlējāmies skaļruņus izvietot pēc iespējas garākā kolonā.