Arduino Music Reactive Desktop Lamp: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Здравейте всички!

В тази версия ще направим реактивна LED настолна лампа, използваща прости компоненти и някои основни програми за Arduino. Той прави впечатляващ ефект, при който светлината ще танцува под всички звуци и музика. Завърших този проект със съотборник.

Какво ме вдъхнови да направя това? По време на един от уроците на моя модул ни беше дадена възможност да научим как работи Arduino и оттогава бях очарован от безбройните му възможности, съчетани с факта, че това е хардуер с отворен код. След като получих задача да създам и усъвършенствам цифров артефакт, исках да използвам изчисленията като инструмент и средство за изразяване на изкуството и културата чрез този физически цифров артефакт. Също така винаги съм имал отношение към обект, съдържащ светодиоди, тъй като чувствам, че LED лентите управляват широк спектър от възможности - от начина, по който са поставени заедно с обекта, до контрола на цвета. Това може да направи един прост обект да изглежда страхотно и интерактивно. Какво по -добро е, ако можем да го направим носим предмет. Сигурен съм, че повечето от вас са знаели за DJ marshmello и емблематичните му шапки. Първоначалната ми концепция беше да усъвършенствам носещия шлем marshmello, да включа LED светлини - захранвани от Arduino и сензор за движение на акселерометъра (към това ще се докосна повече в последните мисли). Въпреки това, поради бюджета (цената на LED е скъпа..) и практическите съображения за проекта в този момент, ние променихме идеята в тази звукореактивна LED лампа marshmello. Определено може да се разглежда като среда, която демонстрира поп културата и като звукова реактивна лампа изглежда като цифрово изкуство.

Това е нашата версия на проекта. Всички кредити за „Natural Nerd“на youtuber, ние проследихме въз основа на това, което са направили, и бихме искали да им благодарим, че ни предоставиха подробности за това как да направим проекта. (Natural Nerd)

Стъпка 1: ОСНОВНИ ДОСТАВКИ

Първо на първо място: това са доставките, от които се нуждаем. Те са до голяма степен по избор - въз основа на това, че лесно можете да направите своя собствена импровизация и персонализиране на вашия проект. Въпреки това, някои ключови елементи са необходими, ако искате да следвате това ръководство:

• Arduino Uno (или всеки също толкова малък тип Arduino)
• Модул за детектор на звук
• Външно захранване
• Индивидуално адресируеми LED ленти 60 светодиода на метър
• Кабелни проводници
• Платка

В зависимост от вида, който искате да постигнете, може да искате да подредите лентите по различен начин или да излъчите светлината по друг начин. За моя подход използвах следните елементи:

• Рециклиран стъклен буркан (или всеки друг буркан, който отговаря на вашите размери)
• Хартия с черна карта
• Дъска от пяна
• Спрей боя (използва се за покриване на буркана)

Всички ключови елементи бяха закупени от Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), LED лентите бяха най -скъпата част, която струваше 18 SGD за 1 метър - използвахме 2 метра. Останалите артикули са или рециклирани материали, или са закупени от кварталния магазин за удобства/ хардуер.

Стъпка 2: ЗАХРАНВАНЕ НА КОМПОНЕНТИТЕ

Използвах външно захранване, като източник на захранване от променлив / постоянен ток - човекът на гишето предложи външно захранване, тъй като би било по -добре да захранва 2 -метрова LED лента и да не изгаря USB порта. Ако използвате 1 метър или по -малко, можете без външно захранване и просто използвайте USB кабела на Arduino Uno и го включете директно в компютъра.

Основният компонент на проекта е модулът за детектор на звук. Той ще осигурява аналогов сигнал (вход) към Arduino, който се използва за осветяване на RGB светлините (изход). Външното захранване ще захранва и трите компонента - Arduino, модул за детектор на звук и LED светлини. Свържете VIN (или 5V) на Arduino и VCC на платката за детектор на звук към положителния вход. След това свържете GND на Arduino и детектора към минус. Това е илюстрирано на приложената схема. Също така трябва да свържете 5V и GND входа на LED лентата към източника на захранване.

Използвахме макет като посредник за тези връзки. Захранването ще отиде до макета от външния източник на захранване, който след това ще захранва трите компонента, както е споменато.

Забележка: нашият учител предложи използването на резистор за връзките между захранващия и звуковия детекторен модул, така че не цялата мощност да отива към модула, което позволява по -добър вход.

Стъпка 3: ДЕТЕКТОР И ЛЕНТИ

След като свържем и трите компонента към захранването, трябва да ги свържем един с друг.

Модулът за детектор на звук ще комуникира с Arduino през аналоговите входни щифтове - ще използвам щифт A0.

Светодиодните ленти се нуждаят от цифров импулс, за да разберат кой светодиод да адресира. По този начин цифровият изход DI трябва да бъде свързан към Arduino. Ще използвам пин 6 на Arduino. Получихме магазина, от който закупихме електрониката, за да запояваме всички джъмперни проводници за LED лентата. Следователно, не беше необходима работа за запояване за нашата собствена, спестявайки неприятностите. Това, което оставаше, беше просто да закачите към него кабел мъж-жена.

По същия начин можете просто да следвате предоставената схематична диаграма, за да получите общ преглед на връзките.

Стъпка 4: КАЧВАНЕ НА КОДА

Това може би е най -важната част от проекта. Можете да намерите източника на кода, който използвах тук (връзка) или моята версия на него (прикачен файл). Основният принцип е да се съпостави аналоговата стойност, получена от сензора, към броя на светодиодите за показване.

За да стартираме всеки път, искаме да гарантираме, че всички светлини работят според очакванията. Можем да направим това, като използваме функцията на масива, която ще ви позволи да включите всички отделни светодиоди.

След това преминаваме към основната функция за визуализиране на звуците в лампата. Можем да направим това с помощта на функцията map. Това ще ни позволи да покажем определен брой светодиоди предвид количествено измеримия вход на променливата. За моя подход реших да увелича броя на светодиодите в настройката (180 дефинирани в кода, за разлика от 120 -те светодиода, които имам). Опитах различни настройки - включително регулиране на чувствителността на модула за детектор на звук, вариации на ниската и максималната стойност на микрофона и т.н. Въпреки това не успях да постигна желана визуализация, докато не напълня броя на светодиодите. Съществува и втори слой на процедурност. Кодът ще позволи по -усъвършенствано проследяване на интензитета на звука въз основа на средните стойности, за да позволи на светлината да променя цветовете, когато песента влезе в пик - „HIGH mode“.

В зависимост от вида, който искате да постигнете, може да искате да направите корекции в използвания код. Този видеоклип (връзка) обяснява кодовете подробно.

Стъпка 5: ПОДГОТОВКА НА КЪЩАТА

Първо разточих черната хартия до приблизително същия кръг и диаметър като отвора на стъкления буркан. Нямах подходящи измервателни инструменти. Следователно импровизирам, като основно търкалям цялата хартия с черна карта в буркана. След като измерих размера на дължината на черна хартия, която трябва да използвам, я изрязах внимателно, следвайки маркировката, която дадох. След това залепих краищата заедно, за да образувам цилиндрична тръба. Дължината и височината на корпуса зависят от размерите на вашия буркан. Можете да използвате всякаква дължина, която желаете.

След това увивам корпуса, който бях направил с LED лентата около него, маскирайки цялата повърхност на корпуса. Това беше направено само с лепилото на гърба на лентата. Уверявам се, че е изрязан малък процеп, за да може излишната дължина на проводника да се плъзне в корпуса за по -изрядно управление на проводниците и да не пречи на повърхността за измиване.

Трето, кухата цилиндрична тръба се използва като предимство чрез пълнене на електрониката от вътрешната страна. За начало осигурих кабелните връзки на Arduino и макетната платка, като използвах синя лепка. След това залепих излишната дължина на проводника с помощта на нормалната 3M лента. Тази стъпка е предпазна мярка за предотвратяване на лесното разединяване на проводниците в процеса на сглобяване.

Четвърто, сглобената дъска е готова за поставяне в корпуса. Тъй като електрониката е „скрита“вътре в корпуса, оформлението на конструкцията трябва да бъде такова, че да позволява на потребителя да има лесен достъп до Arduino USB. Не само това, модулът за детектор на звук също ще трябва да бъде обърнат надолу, за да може модулът лесно да улавя околния звуков вход. Следователно сглобената дъска се настройва вертикално, за да позволи това. Някои от пенопласта бяха използвани за придържане на сглобената дъска към корпуса. По време на тази стъпка, LED лентата ще бъде свързана (с червените, оранжевите, жълтите проводници за прескачане) след поставянето на електрониката. Всички връзки се извършват до този момент, с изключение на тези към външния източник на захранване - червения и черния проводник.

Стъпка 6: САМИЯТ СЛУЧАЙ

Тъй като базирам лампата на работния плот като копие на главата на marshmello, трябваше да покрия целия стъклен буркан - с изключение на очите и устата, които трябваше да са черни, с бялата спрей боя. Шаблон от очите и устата се изрязва и се поставя върху буркана преди пръскането. Бурканът беше оставен да изсъхне преди поставянето на очите и устата от вътрешността на буркана. Това беше направено с помощта на останалата черна хартия (първоначално мислех просто да я нарисувам в черно). Ефектът се оказа добър, тъй като изглежда, че очите и устата всъщност са били изрязани.

Металният капак трябваше да има централен отвор за достъп до USB на Arduino, модул за детектор на звук и захранване, както бе споменато. Успях да направя рязането в работилницата в училище.

Стъпка 7: Завършване

Сега това е окончателното сглобяване на конструкцията.

Първо се проверява LED лентата, за да се гарантира, че светлините действително работят и всички връзки са правилни. След като се уверите, че компонентите работят, можете да продължите да вмъквате корпуса в корпуса на буркана, който сте направили. Можете да видите по дупката (дори след поставянето на капака) и разположението на електронните компоненти, можете да достигнете както до USB интерфейса на Arduino, така и до захранването отдолу. Модулът за детектор на звук също стърчи леко навън, за по -добро улавяне на звук. За краката използвах кубчета, изрязани от дъската от пяна, и я боядисах в черно. В идеалния случай можете да използвате хубава дървена стойка за настолна лампа.

Забележка: първоначално боядисването беше лошо, както се вижда от водните знаци в първия прототип, затова се наложи да изтрия цялото покритие с разредител, след което го напръсках отново. Това определено отне допълнително усилие, което можете да избегнете.

И накрая завърших проекта. Определено бяха необходими многократни опити и грешки - или за стартиране на кода, или по отношение на промяна на процеса на сглобяване, но бях доволен от постигнатото.

Стъпка 8: ПЪЛНО

Това беше страхотен проект и ми беше забавно да го направя. Освен това, той е особено страхотен, тъй като е толкова персонализиран и позволява актуализиране по всяко време в бъдеще. Кодът може да бъде преработен по всяко време и по принцип всеки път получавате „нова“лампа.

БЪДЕЩИ ПОЛОЩЕНИЯ

Има обаче много повече подобрения и/или вариации, които могат да бъдат направени в конструкцията.

Можете да добавите различни входове за бутони, свързани към Arduino. С това можете да промените режима, за да внедрите обща функция на лампата, например с общо пулсиране. Това позволява превключване между текущия режим на реакция на звука и режим на общ градиент. Друг бутон може да бъде приложен, за да промените цветовия набор на излъчващите светлини (задайте 1 - синьо на жълто, задайте 2 - червено на лилаво и т.н.). Или още повече, можете да имате 3 слоя на процедурност, където има повече режими за разширено проследяване на интензитета на звука въз основа на средни стойности - „НИСКИ“, „НОРМАЛНИ“, „ВИСОКИ“. По този начин ще постигнете по -широк диапазон от цветни вълни.

Също така обичам да се връщам към първоначалната си концепция - LED главата Marshmello за носене. Това ще изглежда като по -смела конструкция, която свързва както използването на модул за детектор на звук, така и на модул за движение на акселерометъра. Модулът за детектор на звук ще обобщи импулсната визуализация на LED светлините, докато модулът за движение на акселерометъра ще промени цвета на светлините в съответствие с входа, който чете - степен на движение от потребителя.

По принцип идеята тук е, че ограниченията са безкрайни и е ограничена само от вашата визия. Благодаря за гледането/четенето и приятно прекарване с вашия Arduino!