Светлинно шоу на базата на Arduino: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Създадох контролирано от Arduino светлинно шоу като мое влизане в Makers Rock, Album Art Collab. Можете да научите повече за него на следната връзка: Makers Rock. Корицата, която избирам, е от албума на Judas Priest - Painkiller.

Цялото парче е светлинно шоу, което е затворено в дървена рамка, а обложката на албума е поставена отгоре, така че светлината да просветва.

Стъпка 1: Подгответе дървената рамка

Можете да изградите рамката или заграждението по какъвто искате начин. Избирам дърво, тъй като с него се работи лесно, като се използват само основни инструменти.

Изградих рамката от няколко палетни дъски, които съм спасил. Маркирах 4 парчета от чистите части на дъските с дължина 30 сантиметра, като внимавах да маркирам 45 градуса митри за фугите.

Направих цялото рязане с моята трион и работи добре. Ако имате достъп до митра или трион, можете да ги използвате и да получите много по -добри резултати. Свързванията не бяха перфектни, но с моята лентова шлифовъчна машина успях да накарам парчетата да пасват добре.

По време на тестовото прилягане разбрах, че са твърде широки и че ще заемат много място във вътрешността на кутията, затова реших да ги отрежа на 2 см ширина. Отново използвах моторезачката, като внимавах да не режа вътре в линията.

Митриращите съединения не са имали много опора сами по себе си, затова изрязах малки триъгълни парчета, за да ги залепя в ъглите като допълнителна опора. Сигурен съм, че тук има много по -добри възможности, но това беше най -добрата идея, която имах в момента.

Присъединих се към ръкавите с лепило за дърво в средата на съединенията и CA лепило в краищата, за да действам като скоба и да я държа на място, докато лепилото за дърво се втвърди. Малките триъгълници на опората бяха залепени на място с помощта само на CA лепило, за да ускорят процеса.

Стъпка 2: Прототипирайте схемата

Електрониката за светлинното шоу вътре се състои от дъска Arduino Uno с микрофон от счупени слушалки, които слушат звуците в стаята и след това отразяват общия обем на звука, като осветяват едно от 5 -те парчета светодиодна лента вътре.

Веригата се състои от две независими части. Първата част е микрофонът с един транзисторен усилвател, а втората част са драйверите за LED лентите. Имаме нужда от тях, тъй като Arduino и усилвателят на микрофона работят на 5V, докато LED лентата работи на 12V.

Микрофонът е свързан към 5V изхода на Arduino чрез 10k резистор и през кондензатор към основата на транзистора. След това транзисторът усилва сигнала със средно ниво от 2.5V, така че можем да го вземем на аналоговия вход A0 на Arduino.

За да включите 12V за светодиодите, основата на транзисторите е свързана към цифров изход чрез 10k резистор и същата схема се повтаря 5 пъти. Включвам само 3 светодиода във всяка от секциите, за да мога да се измъкна с помощта на транзисторите. Ако искате да промените проекта, за да използвате по -дълги ленти, отколкото ще трябва да използвате някои MOSFET.

Въпреки че може да изглежда като сложна схема, тя наистина е много проста. Изпробвах всичко на макет и след като се уверих, че работи според очакванията, изградих щит, който да се монтира директно върху Arduino Uno.

Схемата е достъпна на:

Стъпка 3: Изградете Arduino Shield

След като бях доволен от схемата, изградих щит за Arduino върху перфорирана дъска. Можете да видите пълния процес на изграждане в прикаченото видео за проекта.

Стъпка 4: Програмирайте Arduino

Основната звезда на проекта е кодът, програмиран върху Arduino. Ето какво прави тежкото вдигане на анализа на нивата на звука от микрофона и превръщането им във видима светлина, която следва музиката. Можете да изтеглите целия код от моята страница на GitHub и можете да намерите връзката към него в описанието на видеото заедно със схемата за електрониката.

Накратко, кодът има 3 основни части: извличане на проба музика за анализ, определяне на нивата на звука и след това контролиране на изхода към светодиодите въз основа на изчислената стойност. Знам, че това може да звучи като ракетна наука за някои, но е много лесно, след като се хванете за нещата.

Скицата в началото определя всички променливи и константи, които ще използваме. Постарах се да дам обяснение на всеки от тях, за да го разберете по -лесно. След това имаме функцията за настройка, която стартира серийната комуникация за отстраняване на грешки, изпразва и инициализира масива, който ще използваме за откриване на обем от пик до пик и определя изходите за светодиодите.

В раздела на цикъла на кода първо стартираме вземането на проби от аудиото, за да можем да открием неговия върхов до пиков обем. При обикновена звукова вълна, липсата на шум е ниво в средата на минималното и максималното напрежение, което усилвателят може да произведе. В нашия случай това е 2.5V.

След като бъде открит звук, получаваме вълна, която се движи нагоре и надолу, така че за откриване на високи шумове се интересуваме от комбинираната амплитуда в тази вълна. Така че вместо движеща се вълна, ние съпоставяме стойностите от 0 до макс в нещо като обърнато състояние, за да различаваме лесно звуците с висока и ниска сила на звука.

Следващите два раздела на кода правят точно това, първо измерваме амплитудата от пик до пик и определяме максимума на този пик за периода. Начинът, по който работи микрофонът, колкото по -далеч сте от него, толкова по -малък обем може да избере, така че трябва да изчислим коефициент, който или ще усили, или намали измерения сигнал, и ще има същата реакция на различните нива.

Като последна стъпка умножаваме измерената стойност от микрофона с коефициента, който току -що сме изчислили, и въз основа на резултата включваме конкретни светодиоди.

След като цялата платка беше запоена според схемата, се уверих, че я тествам, преди да продължа с подготовката на действителното обложка на албума.

Код на GitHub:

Стъпка 5: Подгответе предния капак

За предната част на парчето съм използвал лист прозрачен акрил. Нарязах отпечатаните произведения на изкуството до размери и нанесох слой прозрачно лепило за дърво върху повърхността без защитното покритие върху акрила. Ако имате достъп до Mod Podge или до някаква прозрачна акрилна гел среда, по -добре е да използвате това вместо лепило за дърво, но работи почти по същия начин.

Номерът, докато нанасяте изображението, е да не използвате твърде много лепило, както направих аз, за да не се появят бръчки по хартията. По -малко е по -добре в този случай, но повърхността трябва да бъде напълно покрита. С лепилото все още мокро, произведението е едва видимо, но след като изсъхне напълно, ще стане прозрачно.

Оставих рамката да се втвърди за 24 часа и след това разбрах поставянето на Arduino вътре в рамката. Искам произведението на изкуството да бъде окачено на стена и тъй като трябва да бъде включено за захранване, монтирах платката от долната страна, така че проводникът на захранващия адаптер да излезе от контакта.

Използвах ножовка за отстраняване на по -голямата част от материала и след това пробих път с длето и пила. Ако имате ръчен рутер, това ще бъде много по -бързо от длетото. Също така пробих дупка през рамката, така че микрофонът да може да стърчи и да улавя звуците от стаята.

Преди да завърша, шлайфах рамката до шкурка с шлайфане 240 и след това нанесох слой лак за дърво. Използвах парче плат, за да избърша петното и след известно време го изтрийте.

Стъпка 6: Съберете светлинното шоу

Дебелината на рамката не беше достатъчна, за да задържи цялата електроника на място, така че изрязах и залепих два слоя 5 мм изолация от черна XPS пяна от двете страни на рамката. Освен че освобождава място за цялата електроника, пяната придава на парчето хубав пластов вид отстрани.

Всички компоненти на електрониката са монтирани вътре в рамката с помощта на горещо лепило, започвайки от микрофона и след това от основната платка Arduino.

На гърба съм маркирал и изрязах лист от 3 мм влакнести плоскости с висока плътност, който ще действа като подложка и отражател, тъй като едната страна е бяла. Използвах малки винтове 3,5 на 16 мм, за да го прикрепя отзад. След това махнах подложката от лепилото върху LED лентите и ги залепих върху ПДЧ.

Акрилната предна част също е прикрепена със същите 16 мм винтове, но аз просмуквам отворите за винтове с 6 мм свредло, за да могат да седнат на една страна с предната част. Ако имате рутер, тогава можете да направите жлеб в рамката и да оградите акрила по този начин.

В крайна сметка беше само въпросът да се премахне другият защитен слой от акрилната ламарина и да се изпробва всичко, за да се увери, че все още функционира. За да го закача на стената, добавих късче между две сипеи на гърба.

Стъпка 7: Насладете се на вашето Arduino Light Show

Като цяло съм изключително доволен от това как се получи. Корпусът би могъл да бъде малко по -добър, ако имах подходящите инструменти за дървообработване, но все пак е хубав декор за стени. Тъй като го построих, се забавлявахме много с него с децата ми, но е време да си намери нов дом.

Ще раздам парчето, което съм построил, така че, моля, разгледайте видеоклипа в YouTube, за да научите как можете да го спечелите.

Опитайте кода в YouTube

Изградете видео на проекта

Ако проектът ви е харесал, моля, помислете за подкрепа на работата ми върху Patreon! Https: //www.patreon.com/taste_the_code

Схемата е достъпна на:

Код на GitHub: