RGB-Drumset-Light

Mein Schlagzeug ist schon gut 20 Jahre alt - das sieht man dem Set trotz pfleglicher Behandlung auch schon an. Meist hilft die richtige Beleuchtung um von den unansehnlichen Stellen abzulenken ;)

ich am Set -  uhhh

Als ich meine WS2812-LED-Wand[2] aufgebaut hatte, wollte ich eigentlich auch das Reflex-Fell meiner Basedrum mit einer Runden-Matrix ausstatten. Allerdings würde ich mir damit den Abnahme-Sound der Base verschlechtern. Irgend eine Beleuchtung muss aber her - warum also nicht gleich bei allen Drums?

Idee: Bei jedem Schlag auf das Fell der jeweiligen Drum wird selbige von innen ausgeleuchtet - am Besten noch mit Farbwechsel. Das schafft vor allem auch für den Drummer einen coolen Effekt. hier mal eine kleine Projektskizze mit Schlagzeugansicht von oben:

Schema der Stromversorgung

Da Steckdosen auf der Bühne immer Mangelware sind und um die Verkabelung beim Aufbau des Sets so einfach wie möglich zu halten, gibt es nur ein Netzteil für alle Drums.

Aufgrund der weiten Verbreitung von Modulbausätzen wie Arduino und Raspberry gibt es im Netz zahlreiche Mikrofon-Module für einen unschlagbaren Preis [1]. Mikrocontroller-Platinen mit Kleinst-Controllern sind hingegen immer noch so selten und unflexibel, dass ich diese für dieses Projekt entworfen habe.

Platinen aus China 3D-Modell der Platinen

Schaltplan & Software:

Die Anforderungen an den Controller sind eigentlich sehr gering: Nach Möglichkeit 3 Hardware-PWM-Ausgänge. Da fällt die Auswahl an kleinen Controllern schon gering aus. Der AVR-Controller der ATtiny25/45/85 Reihe scheint hierfür sehr gut geeignet.

Schaltplan

Das Mikrophon-Modul bietet die Möglichkeit eines digitalen und analogen Ausgangs. Da ich vorher noch nicht wusste, wie gut bzw. ob der digitale Ausgang des Moduls einstellbar ist, habe ich einen Jumper auf dem Board vorgesehen, um zwischen Analog und Digital umschalten zu können. Nachdem die Module dann endlich da waren (Lieferzeit 4 Wochen aus China) wurden sofort gute Ergebnisse mit dem digitalen Ausgang erzielt - naja, besser man hat, als man hätte.

Platine bestückt und mit Test-LED-Streifen

Der kleine ATtiny85 ist für diese Anwendung eigentlich überdimensioniert - einzig die 3 Hardware-PWM Ausgänge und der kleine Preis (selbst die kleineren Varianten des selben Chips sind teurer) haben die Entscheidung auf diesen Controller fallen lassen. Der Speicher wird noch nicht mal zu 10% ausgenutzt. Naja....das Programm ist auch sehr simpel gehalten. Die Software, Schaltplan und andere Unterlagen gibt es weiter unten als Komplett-Download für lau.

Das Mikrophon-Modul gibt bei einem Schlag auf das Trommelfell einen kurzen Impuls aus. Dieser wird an einem digital-Eingang als Interrupt im Programm erfasst. Im Prinzip wird bei jedem Schlag auf ein Trommelfell der Kessel für einige Millisekunden weiß ausgeleuchtet. Dabei ging ich von einer maximalen Schlagfrequenz von 40bpm (also 40 Schläge in einer Sekunde) aus, was für einen sehr guten Schlagzeuger schon echt sportlich ist. Also, nach 25ms weißem Licht, wird wieder auf "Farbe" gestellt und nach jedem Schlag zu einer anderen Farbe gewechselt. Im Programm kann man die Stufen einstellen, also wie viele verschiedene Farben durchgewechselt werden sollen (3 bis 24 Farben). Die Stufenzahlen sind so klein gehalten, um auch noch einen gewissen Unterschied mit dem Auge feststellen zu können.

Erster Test auf dem Schreibtisch

Mechanische Umsetzung:

Ein großes Problem ist natürlich die Stromversorgung. Da ich keine Batterie-Variante und auch keine lose Verdrahtung möchte, sollen ordentliche Steckverbinder (2,1mm Holstecker) zur Anwendung kommen. Dafür muss aber irgendwie ein Loch in den Korpus eines jeden Kessels. Das ist ein heikles Thema - man möchte ja keine Einbußen bezüglich Klangqualität oder gar Beschädigung der einzelnen Klangkörper in kauf nehmen. In der Regel bieten die Kessel ein kleines Loch zum Luftausgleich, durch welches man theoretisch die Kabel führen könnte. Dennoch entschied ich mich für die Bohrung neuer Löcher, zur festen Installation der Hohlstecker-Buchsen.

Loch in den Kessel gebohrt

Die LED-Streifen werden einfach nur an die Innenwände der einzelnen Klangkörper geklebt. Je nach Qualität der Klebestreifen auf den LED-Bändern empfiehlt es sich, hier noch zusätzliche Klebestreifen bzw. besseres doppelseitiges Klebeband zu verwenden. Da das Mikrofon-Modul schon ein Befestigungs-Loch besitzt, habe ich darauf auf der Controller-Platine verzichtet. Die beiden Platinen werden über Stiftleisten miteinander verlötet, so dass die Mikrofon-Platine den Controller mit festhält. Diese Platinen-Kombination wir mit einer Holzschraube am Klangkörper verschraubt.

Platine und LED-Streifen im Kessel

Die Mikrofon-Module bieten die Möglichkeit die Empfindlichkeit mit einem Präzisions-Poti einzustellen. Schon bei den ersten Versuchen wurde klar, dass die Potis auf maximum (also minimale Empfindlichkeit) gestellt werden müssen, um ein Übersprechen zu reduzieren. Bei den hohen Schallpegeln auf der Bühne oder im Proberaum wird sich das aber nicht richtig wegfiltern lassen. Über einen Schalldämpfer vor dem Mikrofon werde ich mir wohl noch einmal gedanken machen müssen...

Einstellen der Empfindlichkeit

Alle Toms, die Base und die Snare mit dem Licht ausgestattet geben einen echt schicken Effekt. Bei zurückhaltender Spielweise funktioniert es sogar, dass jede Trommel separat anspricht. Hier der erste Test mit einer Tom:

Erster Trommelschlag

Je intensiver man schlägt, desto mehr kommt es natürlich zu einem Übersprechen der Lauten Schläge auf die Mikrofone der benachbarten Trommeln. Auch andere Instrumente,z.B. bei Live-Auftritten oder Proben stellen eine Störquelle da - der Gitarrist ist eh immer zu laut, soller mal leiser Spielen, der Sack! =)

Das volle Set beleuchtet

Video:

[1] Mikrofon-Module: Link

[2] WS2812 LED-Wand: Link

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