CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Сценические головы LED Spot 90W в процессе тестирования

Йо! Возвращаюсь к своему сценосвету, с которым были перебои, и рассказываю о завершении своего проекта по переделке вентиляции шумных световых голов с AliExpress. Сам обзор голов и моего сценического света лежит вот в этом посте по ссылке — я буду на него ссылаться, предполагая что вы знаете что такое головы Wash, Spot, Bee Eye. На всякий случай можете заглянуть ещё в пост про основные термины и понятия, которые применяются в сценическом свете.

Проект длился не из-за того, что у меня были проблемы с компонентами — а из-за проблем со временем (зацените пост новостей от Марта 2021 года и усталый пост про конец 2021 года): мне приходилось работать на нервах, испытать эмоциональное выгорание, и мне казалось что выделить два дня на творчество — это ужасно, и приведёт к краху всего. Сейчас крах всего и так стремится настать, поэтому в качестве меры «Делай что можешь и будь что будет» я взялся — и за несколько дней перетряхнул все вентиляторы своего сценического света так, что они стали работать гораздо тише без потери качества охлаждения. Вот про это я щас и расскажу (и заодно расскажу о том, почему это выгодно: брать световые головы из китая и немного доделывать их под свои удобства).

1. Зачем вообще колхозить вентиляцию и нафига это надо? В чём выгода?

Как вы помните (а если не помните, то почитайте ссылки выше), мой сценический свет — полудомашний. Это значит что эксплуатируется он не в зрительном зале на 100 человек, а в более мелком помещении (что не мешает мне делать световые шоу или проводить обучение). А значит стоит вопрос компактных световых приборов, которые будут иметь небольшую мощность, не сильно греться (как приборы с лампами — на примере сканеров ROBE) и не сильно шуметь.

Моё оборудование для световых шоу в работе

Такие приборы, конечно же, выпускаются, и именно ими я и пользуюсь — это светодиодные (LED) приборы начального уровня, которые я покупаю на AliExpress. А почему я это делаю? Всё дело в том, что большинство недорогих световых приборов сейчас производятся как раз в Китае (если не брать именные крупные бренды типа ROBE, Clay Paky и т.д.), а потом брендируются под разные марки типа Big Dipper, American DJ, ShowLight, ShowTec и кучу других.

Например, вот вам головы, которые одно время были вывешены в парке «Филион»:

Световые головы Wash и Spot марки Big Dipper в парке Филион (Москва)

Если увеличить фотку и присмотреться, то мы видим головы типа Wash (заливочный свет) и Spot (конусный луч с проекционными эффектами).

На головах как раз можно разглядеть марку «Big Dipper»:

Световые головы Wash и Spot марки Big Dipper - аналогичные моделям с AliExpress

А на самом деле это китайские головы, которые выглядят и работают точно так же, как и мои «LED Spot 90w» — прям вот совсем одинаковые, кроме расположения кнопок для входа в меню и настройки головы.

За такое брендирование берут наценку, причём очень большую. Например, в 2018 году комплект из четырёх голов Mini-Wash 7x12W стоил на Алишке 16 тыр (по 4 тыр за голову), а одна такая голова от Big Dipper в наших магазинах — 14 тыр. Спрашивается, зачем переплачивать за то же самое?

На самом деле смотреть надо более внимательно и высчитывать соотношение «цена-качество» для каждого конкретного случая и времени эксплуатации. Если мы говорим о концертном зале или театре (даже мини-формата), где головы будут эксплуатироваться каждый день — то переплата будет иметь смысл, так как бренды обычно лучше следят за качеством и осуществляют поддержку своей продукции. А вот если у вас мой случай — включать свет раз в неделю на 2-3 часа, то вам нет смысла переплачивать за бренд: проще на ту же разницу от стоимости между забрендированными и китайскими головами купить две запасных.

Ещё хочу предостеречь вас от покупки световых приборов на Avito или подобных ресурсах, куда их возят из того же Китая. Будьте осторожны с повторяемостью товара! На Avito световые приборы часто называют как-то абстрактно, типа «Световая голова LED 90 ватт», и не пишут их подробные характеристики и таблицу DMX-каналов. Нарваться тут можно на то, что разные партии голов с одним названием будут иметь разный функционал и эффекты, потому что продавец решил заказать и перепродать из Китая разные головы. А главное правило световика, как вы помните — чтобы все приборы одной модели имели одинаковые функции.

Итак, все мои головы я покупал на Алишке, и доволен ими кроме шума, который они создают. Мои исследования показали следующие причины шума:

• Маленькие решётки для потока воздуха: воздух проходит через них и шумит;
• Экономия на числе вентиляторов: там, где можно поставить два вентилятора средней скорости на вдув и выдув — ставят один большой скорости, часто сочетая его с маленькими решётками;
• Сами по себе шумные модели вентиляторов: ко мне приезжал заказчик, у которого были такие же головы Bee Eye, как у меня, но они работали тихо, а мои — шумно как пылесосы.

Обратите внимание, что тут нет ни слова о недостаточном охлаждении светодиодов: с ним проблем нет. Самая основная проблема, с которой я столкнулся — это маленькие решётки вентиляторов, которые легко переделать на стандартные металлические.

И если вы скажете, что я занимаюсь колхозом вместо того чтобы покупать нормальные головы, то я приведу вам цены. Итак, набор из четырёх голов «LED Spot 90w» на Алишке стоил 62 тыр на момент покупки (в примерно 2018 году). Значит одна голова стоила около 15,5 тыр. В Москве такая же голова без бренда стоила около 25 тыр, а с брендом — под 40 тыр. Получается, что мне для моего применения выгодно купить недорогую голову, вложить туда +1 тыр на вентиляторы и решётки и получить готовый продукт без потери функционала, чем покупать такую же голову, но дороже.

Собственно, этот пост и будет рассказом о том, какие вентиляторы и как я переделывал в своих головах и о том, что из этого вышло. Забегая вперёд, скажу что все переделки получились успешными, всё работает примерно в 10 раз тише, чем было, и это не сказалось на качестве работы самих голов.

2. Переделываем головы LED Spot 90w: шумные вентиляторы блока питания.

Самое первое, с чего я начал в 2019 году — это с переделки тех самых голов LED Spot 90w (напоминаю пост про них, где показана часть их устройства).

Сценические головы LED Spot 90W с AliExpress

Эти головы — типа Spot, как следует из их названия (повторяю ссылку на пост про моё оборудование и на пост про термины сценического света). Онидают лучи света, расходящиеся из головы под определённым углом (обычно около 15 градусов). Лучи могут менять цвет, проецировать разные узоры и эффекты.

Лучи света от светодиодных голов типа Spot (90W LED)

Внутри такой головы стоит мощный блок питания (в нижей части, «подставке»), который питает мощный светодиод тип SSD-90 (я пробовал переделывать старые ламповые сканеры на такой светодиод) и кучу шаговых двигателей, которые поворачивают в луч светодиода диски с разными цветами и узорами:

Внутренности светодиодной головы Spot 90W

Эти головы при включении шумели очень сильно! Вначале я думал, что шумит вентилятор, который охлаждает мощный светодиод, но это оказалось не так!

Хренушки! Сильнее всего шумел маленький вентилятор 50х50 мм, расположенный в подставке головы и охлаждающий драйвер светодиода и блок питания! Вот она — эта зараза:

Вентилятор охлаждения блока питания головы LED Spot 90W (50x50)

Я начал исследовать голову и обнаружил, что в ней стоят два вентилятора с разными напряжениями работы (!!). Один, тихий, на 12V DC и другой, шумный, на 24V DC. Я прикупил более тихие вентиляторы на 24V DC и собрался их просто заменить, но…

…но вы посмотрите на эти грёбаные решётки для воздуха! Это — то самое, о чём я говорил во вступлении!

Штатные решётки для вентиляторов головы LED Spot 90W (плохие)

Как?! Какой воздух через такие щели пройдёт? Вот поэтому голова так сильно и шумит: Китайцы сделали красивые, но бесполезные решётки — а потом, чтобы воздух через них проходил, поставили более мощный вентилятор.

Поэтому доработка голов началась с доработки решёток. Тогда у меня не было аналога дремеля, и я просто аккуратно выпилил лобзиком все эти щели, а потом купил обычные сетчатые решётки 50х50 мм:

Вырезаем перегородки решёток и готовимся поставить нормальные, чтобы воздух лучше проходил

Дальше оставалось поставить более тихий вентилятор и замедлить его, поставив гасящий резистор (как иногда делают моддеры на вентиляторах компьютеров). И тут — вы правы! — я задумался о том, что более медленная работа вентилятора может снизить качество охлаждения. А что если голова будет не висеть в воздухе, а стоять где-то в углу, где охлаждение будет плохим, и надо будет ускорить вентилятор? И я решил сделать универсальное решение при помощи компактной кнопки с подсветкой: если кнопка отжата, то вентилятор замедляется через резистор; если же кнопка нажата — то горит её подсветка, и вентилятор работает на штатной скорости.

От руки я нарисовал вот такую схему, в которой одна группа контактов кнопки включает её же подсветку, а вторая закорачивает резистор, который ограничивает скорость вентилятора:

Простенькая схема переключения скорости вентилятора на полную и замедленную

Потом переделал крепление вентиляторов, вставив туда гайки: штатные винты не подходили из-за того, что их длины не хватало из-за установленной решётки.

Для крепления вентилятора запрессовываем в него гайку М4

И собрал все боковые стенки всех голов с новой схемой. Вот так это выглядит спереди:

Переделанные решётки с просторными отверстиями и кнопкой замедления вентилятора

А вот так — сзади (виден монтаж округ кнопки и резисторы):

Переделанные решётки с просторными отверстиями и кнопкой замедления вентилятора (вид на монтаж и резисторы)

Монтируем всё в корпус головы:

Установленная решётка (боковая стойка платформы головы) с вентилятором и кнопкой замедления (охлаждает LED-драйвер)

Получаем такую вот конструкцию:

Корпус головы LED Spot 90W закрыт, система отлично работает!

Первый опыт получился ОЧЕНЬ удачным! Вот какие выводы я из него сделал:

• Галимые решётки задерживают воздух и создают шум;
• Если сделать решётку более проницаемой для воздуха (поставить нормальную, обычную, копеечную решётку), то замедленный вентилятор даёт примерно такой же (или даже чуть лучший) эффект, чем штатная система охлаждения;
• Если есть возможность — стоит настраивать вентиляторы так, чтобы они работали на продув подставки головы: один на вдув, другой на выдув (в этой голове оба дули внутрь);
• Шуметь может не всегда вентилятор, который охлаждает светодиоды. Иногда шумят вентиляторы в блоке питания;
• Идея с кнопкой, которая позволяет вернуть скорость вентилятора в штатный режим — отличная находка!

Держите видео, в котором демонстрируются эти головы в работе с переделанным охлаждением:

3. Переделка лазеров LH-RGB220 (RGB, 500 mW): хилый вентилятор дул еле-еле.

Следующим пациентом на оперирование были лазеры. У меня есть два небольших лазера модели LH-RGB220, купленные также на Алишке. Их суммарная мощность — 500 мВт, что не помешало им выжечь мне матрицу на фотике (и на некоторых фотках теперь слева сверху есть фиолетовый блик, который можно использовать в суде как доказательство оригинальности моих фоток, хехехе).

Лазеры LH-RGB220 с AliExpress (500 mW) для переделки системы охлаждения

Эти лазеры навороченные, и имеют такие возможности:

• Работа по интерфейсу ILDA в онлайн-режиме. Если взять софт для управления (iShow — гавно, Pangolin круче), то можно онлайново рисовать на лазерах анимацию и картинки, синхронизируя это со световыми шоу по таймкоду (например);
• Лазеры анимационные с небольшой частотой сканов — всего 30 ksps (Kilo Scans Per Second). Этой частоты хватает для рисования статических картинок и медленных анимаций начального уровня;
• Умеют работать в автоматическом режиме, рисуя демо-картинку без внешних сигналов управления;
• Умеют работать с SD-флешки, на которой проигрывают плейлисты, составленные из ILD-файлов (один файл может содержать в себе статичную или анимированную картинку);
• Умеют работать по DMX в трёх режимах (выбираются значением одного из DMX-каналов):
  • Рисовать шаблонные паттерны (их примерно 80 штук, паттерн выбирается одним из DMX-каналов), изменяя их размеры, поворот, наклон и накладывая на них разные эффекты;
  • Выбирать паттерны из ILD-файлов с флешки (один из DMX-каналов отвечает за номер папки, а другой — за номер файла в папке, так что в теории можно насувать в лазер 255 х 255 = 62 025 файлов);
  • То же, что и два первых режима, но с активацией по звуку.

Вот видео с узорами и лучами, которые выдаёт лазер, проигрывая разные паттерны с флешки:

Сзади лазера есть дофига разных органов управления, при помощи которых можно задать ему режим работы и выбрать паттерны с флешки, настроить размер рабочего поля (крутилкой) и даже выключить его при помощи ключа.

Лазеры LH-RGB220 с AliExpress (500 mW) - задняя панель управления

Ключ в лазерах — это не блажь, а средство безопасности, так как даже 500 mW — это очень много и опасно для глаз. Поэтому лазерные проекторы снабжаются ключом, чтобы чужой человек не мог его включить и направить кому-то по глазам.

Раз уж мы заговорили про такие лазеры, то позвольте мне рассказать про их устройство, так как оно вполне себе модульное и состоит из следующих компонентов, которые можно приобрести отдельно и собрать свой лазер или доработать существующий:

• Блок питания. Ну, это понятно — куда без него;
• Основная плата управления (контроллер). Она решает, откуда брать изображения для рисования, выдаёт сигналы на лазеры и развёртку луча;
• Сами лазеры и система их сведения. Это три отдельных лазера трёх цветов: красный (Red), зелёный (Green) и синий (Blue). Из этих трёх цветов смешиваются и получаются остальные цвета лазера. Каждый лазер управляется своим ШИМ-контроллером, который контролирует его яркость для получения нужного цвета;
• Система сведения лазеров. Лазеры монтируются таким образом, чтобы их лучи через полупрозрачные зеркала сводились в один общий луч. От качества зеркал и точности сведения луча зависит качество цвета общего лазерного луча, который получится. В моих лазерах лучи сведены средне, и иногда видно как жёлтый луч состоит из красного и зелёного в виде полосок, идущих рядом.
• Система отклонения лучей и её драйверы. Это — самая дорогая часть лазерного проектора, так как от её скорости и точности напрямую зависят возможности лазера. Параметр «ksps» как раз относится к этой системе. Вы будете удивлены, но такие лазерные проекторы рисуют картинку векторным способом: луч движется по замкнутой траектории, обводя фигуры, а отклоняют его зеркала, установленные на гальванометрах (Galvo Scan), которые управляются магнитным полем. От скорости и качества гальванометров зависит качество картинки.

Вот так это выглядит внутри моих лазеров (слева снизу гальванометры, слева в середине — их драйверы и блок питания лазера, справа — сами лазеры с системой сведения и платой ШИМ, а справа сверху — сам контроллер):

Внутренний монтаж лазера LH-RGB220 с AliExpress (ищем место для вентиляторов)

Лазеры стоят рядком и имеют разные размеры (самый большой — зелёный), а перед ними стоят полупрозрачные зеркала системы сведения лучей (они закреплены на винтах и юстируются):

Сценический RGB-лазер состоит из трёх отдельных, цвета которых смешиваются

Вот так сводятся три лазерных луча в один общий луч. Картинка офигеть какая красивая!

Три луча от трёх R, G, B-лазеров смешиваются друг с другом через полупрозрачные зеркала

Дальше луч попадает на гальванометры, на которых закреплены маленькие зеркала. Внутри гальванометров стоят магниты и катушки: идея привода немного похожа на привод головок жёсткого диска, который умеет очень быстро и точно перемещать головки в нужное место диска.

Система гальванометров (Galvo Scan) для векторного отклонения лазерного луча

Зеркала здесь движутся очень быстро и их движения невозможно различить глазами, зато можно услышать ухом: за счёт 30 ksps зеркала колеблются в диапазоне слышимых звуковых частот. Первое зеркало отражает луч по X на второе зеркало, а второе отражает луч по Y и передаёт его на выход.

Вот вся картинка луча целиком. Видно, что у него есть паразитная засветка из-за переотражений в системе сведения и зеркалах. Эта засветка гасится внутри корпуса лазера, а готовая картинка выдаётся через застеклённое окошко корпуса одним общим лучом.

Сведённый луч от R, G, B-лазеров подаётся на гальванометры и создаёт рисунок

Как это выглядит на видео вы можете посмотреть (и услышать свист гальванометров через вой вентилятора) на этом видео:

А теперь — EPIC FAIL! Весь этот сложный лазер охлаждается знаете чем? Одним маленьким вентилятором, который продувает воздух через дырочки!!

Штатная система охлаждения лазера с AliExpress: маленький кулер еле-еле продувает воздух через маленькие отверстия

Сначала я подумал поставить два мелких вентилятора на вдув и выдув, вырезав эти всратые дырочки и сделав нормальные решётки. А потом понял, что лазеры — это самое точное, важное и неремонтопригодное из моего оборудования (пойди найди новый лазер нужного цвета и размера, если штатный сдохнет и сведи заново все лучи) и решил действовать более жёстко и сурово.

Я нашёл тонкие вентиляторы размером 80х80 мм и врезал их попарно в верхнюю крышку лазера:

Вырезаем в крышке лазера отверстия для двух кулеров 80x80 мм: так охлаждение будет тихим и надёжным

Со схемой лазера они соединяются разъёмом, дуют внутрь (воздух выходит через те боковые отверстия в корпусе, которые есть в нём с каждой стороны).

Кулеры подобраны высотой 10 мм, поэтому не мешают заходить крышке на штатное место (и продувают весь лазер)

Так как мои вентиляторы имеют толщину в 10 мм, то они ничуточки не мешают проводам и внутренним компонентам лазера, а дуют как раз на плату ШИМ и плату драйверов гальванометров:

Видно, что новые вентиляторы обдувают лазеры и схемы управления - отлично!

Лазера у меня два — и оба они были модернизированы:

Лазеры LH-RGB220 с переделанной системой охлаждения: не шумят, а охлаждение гораздо лучше

Вот с этого момента я уже начал злиться и делать выводы о том, что Китайцы экономят на вентиляторах вовсю. Что им стоило поставить два вентилятора сразу с завода? Ну ведь не настолько же это дорого? Зато лазер был бы тихим в работе и надёжным за счёт хорошего охлаждения!

4. Переделываем сканеры ShowLight LED Scan-45: плохая решётка для прохода воздуха.

Про эти сканеры я рассказывал в отдельном посте. Я наткнулся на них в моменты, когда решил покупать старое световое оборудование на Авито. Затем я вышел на самих производителей и взял у них три штуки сканеров LED Scan-45 в дополнение к первому прототипу этих же сканеров. Вот в этом посте рассказаны устройство и история покупок младшей модели и прототипа.

Основная проблема этих сканеров — решёточка. Блядь, я не понимаю, ну как можно экономить на мелочах?! Здесь решётка снова вырезана на корпусе сканера, и воздух, проходя через неё создаёт завихрения, которые шумят. Что делать — уже ясно: вырезать всё нахер и ставить решётку!

Система сохлаждения LED-сканеров ShowLight LED Scan 45 (противные решёточки)

Заготавливаем решёточки (у меня нашлась только одна, и пришлось ехать и покупать) и начинаем работу!

Будем устанавливать новые решётки (более просторные)

Срезаем штатные щели и шлифуем всё китайским дремелем:

Удаляем вырезы для прохода воздуха и шлифуем следы от них дремелем

После этого крепим кулер и новую решётку. Получается аккуратно, а воздух почти ничего не будет задерживать.

Вместо вырезов, которые закрывают поток воздуха, стоит просторная вентиляционная решётка

А до кучи, чтобы сделать всё в едином стиле, я сделал и сюда замедление скорости вентилятора через тумблер и резистор:

Для замедления вентилятора собрана схема с резистором и выключателем

Всё устанавливается по месту на заднюю часть корпуса и закрепляется стяжками, чтобы не болталось:

Убираем все сопли при помощи стяжек, и переделка охлаждения закончена

Эти сканеры я больше не буду покупать (скорее всего они сняты с производства, да и удобнее использовать световые головы), поэтому я особо не морочился с аккуратностью и долговечностью решения.

5. Переделываем головы LED Bee Eye 7: плохая задняя решётка, плохое охлаждение блока питания.

А вот с головами Bee Eye пришлось помучиться очень сильно! Эти головы — самые высокотехнологичные из всех моих, и их внутренний монтаж очень плотный. Эти головы содержат специальные линзы, которые могут проворачиватся на определённый угол и сдвигать лучи в виде веера. А до кучи мои головы могут управлять каждым из семи RGBW-светодиодов отдельно!

Приборы Zoom Wash Bee Eye - режим Bee Eye

Шумели они как промышленный пылесос! Вот почти не преувеличиваю! Это были самые шумные головы, в которых шумели как вентилятор охлаждения светодиодов, так и вентиляторы блока питания в подставке головы.

Первое, что я сделал — это вырезал заднюю пластиковую штамповку в крышке и поставил туда обычные решётки 80х80 мм, чтобы они не мешали проходить воздуху. Шум резко снизился, но это было мало.

Переделка охлаждения голов LED Bee Eye с AliExpress: вырезаем пластиковые щели и ставим нормальную решётку

Опытным путём я выяснил что можно замедлить вентилятор охлаждения светодиодов, и поэтому стал собирал свою стандартную схему замедления из кнопки с подсветкой и резистора. Кнопку пришлось встраивать в крышку головы:

Переделка охлаждения голов LED Bee Eye с AliExpress: делаем кнопку замедления

И вот с этим я чуть не запорол весь проект! Монтаж этих голов сделан ОЧЕНЬ плотным и линза может не только вращаться, а ещё и двигаться по глубине, чтобы менять угол расхождения лучей. А я совсем про это забыл и врезал кнопку поближе к краю — как раз к тому, куда задвигается рама с линзами вместе с шаговым мотором для её вращения. Повезло — кнопка оказалась в 2 миллиметрах от мотора, фууух!

Второй задачей было разместить резисторы для замедления вентилятора. Их было некуда засунуть, и пришлось клеить на крышку головы (они не сильно греются):

Монтаж внутри головы LED Bee Eye очень плотный, поэтому компоненты приходится размещать колхозным методом

Весь монтаж был сделан на разъёмах, чтобы крышку головы можно было легко снимать для ремонта или обслуживания.

Оцените плотность монтажа сзади вращающейся части (слева снизу находится жопка того мотора, в который чуть было не стала упираться кнопка):

Делаем разъёмчик для подключения сигналов от задней крышки, где находится кнопка и резисторы

Соединяем разъёмы и закрываем крышку.

Собираем голову Bee Eye назад: соединяем разъёмчики и тестируем

На этом работа по верхней части была закончена.

А в нижней части меня ждал очередной грёбаный сюрприз! Китайцы снова сэкономили! Они поставили один скоростной и шумный вентилятор на ВЫДУВ воздуха из корпуса головы (где расположен блок питания). Это пиздец просто! Он шумел так же мощно, как и вентилятор охлаждения светодиодов!

Переделал я это решительно и жёстко: поставил два вентилятора так, чтобы они работали на вдув и выдув воздуха из подставки головы, снизив шум одного из них при помощи резисторов, как обычно.

Переделанные вентиляторы в нижней части головы LED Bee Eye: штатный вентилятор теперь дует внутрь (нагнетание)

За счёт того, что вентилятора стало два, охлаждение улучшилось по той же схеме, как в головах LED Spot 90w: два вентилятора среднего уровня шума создают такой же поток воздуха, как один шумный.

Переделанные вентиляторы в нижней части головы LED Bee Eye: второй новый вентилятор вытягивает воздух наружу

На этом мой проект завершён. Шум от голов снизился по субъективным оценкам раз в десять (если включить всё и слушать суммарную какофонию шума). Головы работают как и прежде, без сбоев и косяков! Я доволен!

Проекту исполнилось 15 лет! Поддержать проект материально, проспонсировать проекты Автора или сделать ему подарок можно на этой странице: "Донаты и Спонсорство, Список Желаний".