LED Dance Room: 7 стъпки

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

Това е ръководство за изграждане на LED музикален визуализатор на базата на Arduino, известен още като напълно сладка цифрова стая за танци. Има различни ръководства около инструкции за визуализатори с чиста верига, но те обикновено са някакъв усилвател, който кара светлините да пулсират и да променят интензитета в отговор на мощността, предавана в аудио сигнала. Исках нещо повече по линия на множество стробове, отговарящи на различни честоти на музиката. Крайният резултат е мутантната пасинка на това и това и малко на това, но си заслужава напълно. Действителният аудио сигнал се чете от жака за микрофон на компютъра, така че той може или да приеме своя собствен звук, или звук от iPod / Rock Band / караоке / каквото и луди деца можете да мечтаете. Да, нова музика! С любезното съдействие на DoKashiteru и Creative Commons ви предлагам нецензуриран видеоклип на системата в действие:

Стъпка 1: Части / Инструменти

Части: Светодиоди - Очевидно. Купих наистина ярки 10 мм в различни цветове насипно от eBay, но можете да ги намерите на Digikey или Mouser. По -високите оценки на milicandela са по -добри, особено ако искате те да осветяват всичко, а не само да бъдат цветни петна. Пазарувайте, за да намерите добра сделка. Резистори - по един за всеки светодиод. Моята изисква 470 ома, но не забравяйте да проверите оценките на вашите светодиоди, така че да получите възможно най -много светлина, без да ги изгаряте. Хляб за запояване - за всички схеми. Arduino - Интерфейсът компютър/схема. Страхотна малка дъска. Купете го онлайн. Тел - Много твърда жица. Имах нужда от много, бързо, така че в крайна сметка изчистих моя локален RadioShack от тези неща, но би трябвало да можете да го намерите много по -евтино. Държането на две нишки по този начин е изключително полезно, както ще видите по -късно. Компютър - където се извършва действителното изчисление. Да. Захранване - Светодиодите вероятно ще черпят повече енергия, отколкото arduino може да осигури, така че ще ги захранваме външно и ще ги превключваме с транзистори. Трябва да имате куп такива от старата електроника или можете да ги намерите в магазините за спестовност. Вижте страницата за планиране за какво напрежение / ампераж имате нужда. NPN транзистори - Използваме ги като токови усилватели / превключватели. Малък ток, извлечен от arduino, контролира много ток, захранван от захранването, което преминава през светодиодите. Намерете ги онлайн или на RadioShack. Поялник - Доста разбираемо. Високоговорители / аудио сплитер / мъжки аудио кабел - високоговорители за звук, сплитер и кабел за подаване на сигнала от изхода за слушалки към високоговорителите и жака за микрофон. Софтуер: Arduino - Изтеглете софтуерната среда arduino от тук. Обработка - Обработката говори добре с arduino и има вградени страхотни библиотеки. Изтеглете го от тук. Уверете се, че имате най -новата версия на библиотеката за минимална аудио обработка от тук. Може също да се наложи да получите библиотеката „arduino“, за да ги накарате да комуникират - вземете я от тук и я залепете в папката си Обработка/библиотеки.

Стъпка 2: Дизайн на верига

Цялостен изглед на веригата, която изграждаме. Двете нишки на проводника са свързани към високото и ниското напрежение и всяка двойка LED/резистор ги свързва, за да светне. Нишката с ниско напрежение всъщност е свързана към земята чрез транзистор, за да можем да контролираме количеството ток, който тече (и следователно яркостта на светодиодите).

Стъпка 3: Планиране

Най -важната стъпка е да планирате какви цветове искате и къде. Таваните в общежитието ми са най-добре описани като „вафлени“, с квадратни вдлъбнатини, облицоващи повърхността. Те създадоха много естествена решетка за определяне на цветовете, но ще трябва да измислите свой собствен план. Можете да изчислите до 8 или повече светодиода към една контролна верига, което означава, че тези 8 ще се включват и изключват едновременно. Проверете техническите листове за вашите светодиоди, за да разберете прякото напрежение и ток. Моите имат спад на напрежението ~ 3,5 волта и имат максимален ток от 20 милиампера. Тъй като имах 12 -волтово захранване, мога да направя малко проста математическа схема, използвайки закона на Ом (V = IR): (12 - 3.5) = 0.02 * R R = 425 ома. За простота закръгляме това до 470 ома. Повечето 5 мм светодиоди ще имат спад на напрежението около 2 волта и токови стойности около 15 милиампера, но проверете, за да не ги изгорите. Запомнете: интензитетът на светлината е пропорционален на тока, затова използвайте по -голям резистор, за да ограничите тока, ако са твърде ярки. Също така се уверете, че захранването може да издържи целия този ток - някои малки са оценени само на няколкостотин милиампера, което означава, че можете да захранвате само 10-20 светодиода паралелно като нас.

Стъпка 4: Подгответе светодиоди и проводник

Много по -лесно е да прикрепите светодиодите към проводниците, ако първо ги запояваме заедно с резисторите. Нарежете както наполовина отрицателния (по -къс) проводник на светодиода, така и едната страна на резистора, след което ги спойте заедно. След като това бъде направено, огънете положителния проводник и резистора навън, така че светодиодът да изпъкне малко нагоре. Вижте снимката за много по -ясно обяснение. След това поставете цялата жица и се уверете, че имате достатъчно, за да достигнете всяка нишка. Измерете и маркирайте къде трябва да отиде всеки светодиод. Още веднъж обяснението за действителното прикачване е най -добре дадено от картината. Запоявайте светодиодите към проводника, като внимавате да запазите полярностите последователни - всички положителни проводници към един проводник, а всички отрицателни проводници към другия. След като приключите, тествайте нишките ПРЕДИ да ги поставите - свържете проводниците към вашето захранване или 9 -волтова батерия, за да се уверите, че всички светлини се включват. След това поставете всички проводници нагоре! В моя случай това включваше много, много бяла лента и стоене на столове. Уверете се, че всички свободни краища се събират на едно място, където ще поставим макет, arduino и компютър. Поставих и малки оригами глобуси върху светодиодите, за да разсея светлината - просто изрежете малки прорези радиално навън от дупката в балона, за да направите четири раздела и той ще се плъзне добре. Вижте снимката на предишната страница за ефекта. Бонус точки, ако глобусите са направени от стари лекции.

Стъпка 5: Изградете веригата

Наистина няма какво повече да се каже. Свържете положителните и отрицателните проводници от захранването към захранващите релси на вашата дъска и свържете заземяващия щифт на arduino към същата отрицателна шина. Вижте снимката за добра система за оформление. Тествайте дали всичко работи, като премахнете проводниците от arduino (показани в синьо, черно и червено по -долу) и ги свържете към положителната захранваща шина. Токът ще тече през транзисторите и ще позволи на светодиодите да се включат (ако всичко е свързано правилно). Поставете ги обратно както трябва и свържете arduino към компютъра си с usb кабел. За да настроите звуковата система, включете високоговорителите и кабела мъж-мъж в сплитер. Изпратете другия край на мъжко-мъжкия кабел в жака за микрофон на вашия компютър. Отново, това е малко пресилено, ако ще възпроизвеждате само звук от компютъра си (особено ако можете да разберете как да използвате жак), но по този начин системата може да мига към Rock Band или караоке или към нещо друго, което може да извежда на 3.5 мм аудио жак. Уверете се, че микрофонът ви работи - включете сплитер към всеки източник на звук, след това отворете програма за запис на звук, за да видите дали регистрирате сигнал. Често микрофонът може да бъде заглушен, така че ако имате проблеми, това е първото място, което трябва да търсите.

Стъпка 6: Код Код Код

Отворете софтуерната среда на arduino и качете примерната скица на StandardFirmata на дъската. Скицата ще ви позволи да контролирате arduino през сериен интерфейс, което означава, че произволен код на компютъра може да контролира светлините, които току -що сме включили. Кодът, който действително обработва аудио сигнала, е (удобно) скица за обработка. Той се основава на страхотната библиотека BeatDetect в библиотеката minim. Класът BeatDetect изчислява преобразуването на Фурие на аудио сигнала и следи средната стойност и вариацията на всеки от коефициентите за последните няколко секунди. Ако стойността в някой от битовете за БПФ надвиши вариацията, се открива ритъм и светлината, свързана с тази честота, ще се включи.. Това означава, че всяка нишка от светодиоди ще съответства на различна честота на музиката - една нишка ще мига за басови удари, друга за хитови хитове, друга за високи вокални ноти и така нататък, за 26 различни честоти. Изтеглете приложената обработка скицирайте отдолу и променете масива ledPins на ред 10, за да отразява вашата собствена настройка. Първият номер на пина съответства на най -ниските честоти. След като това е направено, вие сте готови! Включете аудио сплитера в жака за слушалки, стартирайте скицата и започнете да пускате музика. Ако всичко работи според очакванията, ще се появи визуализатор на форма на вълната и светлините ще мигат. Наслади се!

Стъпка 7: Отстраняване на неизправности

Основните проблеми, с които вероятно ще се сблъскате, са да накарате Processing и arduino да говорят помежду си. Не забравяйте да инсталирате софтуера arduino - това ще донесе със себе си всички необходими серийни библиотеки. Можете да откриете избягване на проблеми с веригата, като тествате, докато вървите - тествайте всеки светодиод, след това всяка верига, след това всеки транзистор. Ако всичко друго не успее, върнете се към това, за да диагностицирам къде е проблемът. Сега, когато успях да смачка всички бъгове от моята собствена настройка, не мога да си помисля какви са били от главата ми. Публикувайте всичките си проблеми, тъй като вероятно съм се сблъскал с тях и оттогава съм забравил.