Valkājami skaņas reaktīvā ekvalaizera svārki: 21 solis (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Kādu laiku esmu vēlējies noformēt gabalu, kas mijiedarbojas ar skaņu. Ekvalaizera svārkos ir integrēta elektronika, kas reaģē uz trokšņa līmeni savā vidē. Integrētās gaismas diodes ir sakārtotas kā ekvalaizera joslas, lai izceltu skaņu reaģējošu uzvedību. Atkarībā no skaņas intensitātes iedegas tikai dažas vai visas gaismas diodes.

Integrēt pareizo elektroniku, nepadarot tās redzamas, nebija pārāk viegli, jo svārki ir cieši pieguļoši ādai. Es arī vēlējos, lai ekvalaizera svārki izskatītos kā parastie svārki bez caurumiem, kad gaisma ir izslēgta. Man vajadzēja kādu laiku, lai atrastu pareizos gaismas diodes un metodi, jo iepriekš izgatavotas LED sloksnes vai LED šķiedras bija pārāk apjomīgas un nebija pietiekami elastīgas svārkiem.

Vadoša pavediena izmantošana parasti ir vienkāršs veids, kā integrēt elektroniku. Tomēr, ja runa ir par vairāku RGB gaismas diožu savienošanu ar sloksni, vadošās vītnes pretestība ir pārāk augsta. Gaismas diodes ir jāšuj diezgan tuvu viena otrai, pretējā gadījumā tās sāks mirgot un/vai parādīs nepareizu krāsu.

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā izgatavot pēc pasūtījuma izgatavotu, ļoti plānu un elastīgu LED sloksni, kā arī to, kā savienot elektroniku un integrēt gaismas ādā.

1. solis: dizains

Šiem ādas svārkiem ir 5 kolonnas ar 3 līdz 6 gaismām katrā un kopā 20 gaismas diodes. Gaismas diodes un elektronika ir piestiprinātas svārku iekšpusē. Gaismas spīd caur caurumiem augšējā slānī, kas ir nostiprināti ar cilpiņām un karstu līmi. Tā kā cilpiņas izskatās kā mazas kniedes, svārki joprojām izskatās jauki pat tad, kad gaismas ir izslēgtas.

2. solis: Piegādes

Materiāli:

• Āda
• Odere
• Rāvējslēdzējs
• vai saņemt svārkus
• 20 x RGB gaismas diodes [tips WS2812B] no SparkFun
• Mikrokontrolleris [Flora] no Adafruit
• Mikrofona pastiprinātājs no Adafruit vai SparkFun
• 3,7 - 5 V akumulators no SparkFun vai Amazon
• Elastīga stieple [pārklāta ar silikonu vai PVC] no Adafruit
• Karstums sarūk
• 3 x džemperu vadi
• 3 x sieviešu džemperu vadi
• Velcro 10 cm ar lipīgu muguru
• 20 x ¼”cilpas

Rīki:

• Lodāmurs
• Lodēšanas stieple
• Cilpu instrumentu komplekts
• Āmurs
• Karstās līmes pistole + līme
• Mērīšanas lente
• Lineāls
• Šķēres
• Auduma krīts vai pildspalva
• Adata un diegs
• Šujmašīna
• Dators un USB kabelis

Neobligāti:

• Lodēšanas palīdzības roku rīks
• Krokodila snaps
• Stiepļu gofrēšanas instruments

3. darbība: WS2812B RGB gaismas diodes

Augstāk redzamajā attēlā var redzēt “neapbruņotas” WS2812B RGB - SMD gaismas diodes. Katra gaismas diode ir 5 x 5 mm maza, un tai ir sarkana (R), zaļa (G) un zila (B) gaismas diode, kā arī sīka draivera mikroshēma. WS2812B gaismas diodes ir adresējamas, kas nozīmē, ka jūs varat kontrolēt katras atsevišķas gaismas diodes krāsu un spilgtumu. Tāpēc gandrīz katru iedomājamo modeli var ieprogrammēt.

Katrai gaismas diodei ir četri lodēšanas kontakti: viens zemei, viens strāvas padevei un viens datu ievadīšanai un viens datu izvadīšanai. Zemējuma tapa ir atzīmēta ar izgrieztu malu gaismas diodes augšpusē, blakus zemējuma tapai ir datu ievades tapa. Diagonāli pāri datu ievadīšanai ir datu izvade, kas tiks savienota ar nākamās gaismas diodes ievades tapu. Pēdējā tapa ir barošanas tapa. Datu tapas ir nepieciešamas, lai pārsūtītu informāciju par to, cik spilgtām un kādā krāsā jābūt gaismas diodēm.

Ja jums nepieciešama papildu informācija, dodieties uz Sparkfun produktu lapu, kur varat atrast datu lapu, savienošanas rokasgrāmatu un LED apmācību.

4. darbība. Mikrofona pastiprinātājs

Adafruit Electret mikrofona pastiprinātāja plāksnei ir 20-20KHz elektreta mikrofons, kā arī 3 lodēšanas tapas, lai to savienotu ar mikrokontrolleri. OUT ir jāpievieno ar kodā noteikto mikrokontrollera tapu, GND tiks savienots ar zemi un VCC pie strāvas avota starp 2,4 - 5 V. Izmantojiet "klusāko" barošanas bloku, kas pieejams uz tāfeles. Flora tas būtu 3,3 V kontakts.

Electret mikrofona pastiprinātājs ir lieliski piemērots audio ierakstīšanai vai audioreaktīviem projektiem, piemēram, šiem LED svārkiem. Plašāku informāciju par mikrofonu varat atrast Adafruit datu lapā.

5. darbība: valkājams mikrokontrolleris

Ir daudz valkājamu mikrokontrolleru, no kuriem izvēlēties. Pārskatu par dažādiem dēļiem varat atrast 3. instrukcijas sadaļā Medūzas svārki. Šim projektam ir nepieciešama tāfele ar lielāku apstrādes jaudu un atmiņu, jo kods ir nedaudz sarežģīts. Darbs ar mazāku dēli, visticamāk, būs sarežģītāks vai nedarbosies vispār, jo nepietiek atmiņas.

6. darbība: barošanas avots

Enerģijas banku izmantošana "neapbruņotu" litija polimēru (LiPo) bateriju vietā ir drošāka, jo akumulators ir aizsargāts alumīnija korpusā. Strāvas bankas ir arī vieglāk uzlādējamas un ērtas, ja vēlaties uzlādēt citas ierīces, piemēram, tālruni. Tomēr šajā projektā es strādāju ar "kailu" litija polimēru akumulatoru, jo man ir nepieciešams mazs un tukšs akumulators. Tā kā svārki ir cieši pieguļoši, lielai jaudas bankai nav tik daudz papildu vietas.

LiPo ir aprīkots ar 2 kontaktu JST savienotāju, ko var pievienot mikrokontrolleram. Akumulatoram ir aptuveni 4,2 V, kad tas ir pilnībā uzlādēts, un tas nomirst pie 3,0 V.

Akumulatora darbības laika aprēķināšana: Viena gaismas diode uzņem aptuveni 60 mA (miliampas) strāvu. Iedomājieties, ka uz jūsu sloksnes ir 20 gaismas diodes, tās kopā maksimāli izvilks 1 200 mA. 1200mAh (miliampundu) akumulators stundu var nodrošināt 1200mA; Tātad, ja akumulatora jauda ir 2 500 mAh, gaismas diodes iedegsies vismaz divas stundas: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

Tomēr, ja jūs izvēlējāties LiPo, vispirms izlasiet Sparkfun LiPo akumulatora kopšanas pamācību.

7. solis: noformējiet un šujiet svārkus

Dizaina pamatā ir klasisks svārku raksts ar augstu vidukli. Priekšpusē un aizmugurē ir divas šautriņas. Svārku aizmugurē es pievienoju rāvējslēdzēju un pārvietoju divas (no sākotnējām četrām šautriņām) muguras centrā. Tā kā LED sloksne var nedaudz niezēt, es arī ieteiktu svārkos iešūt oderi. Es saīsināju svārku garumu līdz 42 cm. Ja jums nepieciešama palīdzība, skatiet šo pamācību "kā šūt svārkus".

Galu galā LED sloksne, kā arī akumulators, mikrofons un mikrokontrolleris tiks piestiprināti pie svārku iekšpuses. Kopumā tas var būt nedaudz smags mīkstākiem materiāliem, piemēram, kokvilnai, un svars var pievilkt audumu. Saviem svārkiem es izmantoju plānu ādu, un man nebija šādu problēmu.

Ja jūs nevēlaties šūt savus svārkus, dodieties uz priekšu un izmantojiet to, kas jums jau ir. Pārliecinieties, ka audums ir pietiekami biezs.

8. darbība: projektējiet LED izkārtojumu

Tagad padomājiet, cik gaismas diodes vēlaties izmantot svārkiem un kur tās piestiprināt. Ādas svārkiem kopumā ir 20 gaismas diodes. Svārku labajā pusē ir izvietotas 5 kolonnas ar 3 līdz 6 gaismas diodēm. Tā kā gaismas diodes būs skaņas reaģējošas, es gribēju, lai tās izskatās kā ekvalaizera joslas.

Atzīmējiet LED plankumus virs svārkiem ar kādu auduma krītu. Vēlāk visas gaismas diodes tiks savienotas līnijā. LED virknes sākums būs svārku priekšējās daļas centrā.

9. solis: izgrieziet caurumus svārkos

Nākamajā solī iet un integrējiet cilpiņas svārku augšējā slānī [nevis oderējumā]. Izgrieziet audumā nelielu caurumu katrā atzīmētajā vietā. Uzmanieties: vispirms izgrieziet nelielu caurumu un pārbaudiet, vai cilpiņa iekļaujas iekšpusē. Ja caurums ir pat nedaudz par lielu, cilpiņa izkrīt.

Novietojiet dziļāku cilpu uz svārku augšējā slāņa caur caurumu. Turieties pie cilpiņas un uzmanīgi pagrieziet svārkus uz āru.

10. solis: ievietojiet cilpiņas

Tagad novietojiet metāla (vai dažreiz gumijas) veidni zem augšējās cilpas. Novietojiet paplāksni cilpiņas aizmugurē. Turiet zīmogu dziļākas cilpas augšpusē un ar āmuru uzmanīgi novietojiet cilpiņu un paplāksni pastāvīgajā stāvoklī. Atkārtojiet, līdz visas cilpiņas ir svārkos.

11. solis: lodējiet pirmo gaismas diodi uz zemes stieples

Tagad ir pienācis laiks lodēt atsevišķas gaismas kopā LED virknē. Noteikti izmantojiet ļoti elastīgu vadu, jo ar to būs vieglāk strādāt. Izgrieziet pietiekami garu vadu, lai savienotu visas gaismas diodes. Tas būs nepārtraukts zemējuma vads.

Izmantojiet šķēres, lai pēc pirmajiem 10 cm noņemtu nedaudz plastmasas ap zemējuma vadu. Novietojiet pirmo gaismas diodi lodēšanas palīginstrumenta iekšpusē uz leju. Nostipriniet zemējuma vadu pretējā skavas iekšpusē. Pārvietojiet abus skavas kopā, līdz tukšā stieples daļa atrodas tieši blakus gaismas diodes zemējuma tapai. Pēc tam nospiediet karsto lodāmuru virs stieples un zemējuma tapas un uzkarsējiet apmēram divas sekundes. Paņemiet lodēšanas stiepli un turiet to tieši pie lodāmura virs tapu un tukšās stieples. Pēc tam pagaidiet, līdz lodēšanas stieple ir izkususi un gaismas diode ir piestiprināta pie stieples. Pirms lodāmura noņemiet lodēšanas stiepli un pagaidiet, līdz savienojums ir auksts.

Piezīme. Vada īsākajai pusei (papildus 10 cm) jābūt vienā pusē ar datu IN tapu. Pretējā gadījumā LED sloksne būs otrādi un dati nevarēs pārvietoties pareizajā virzienā.

12. solis: lodējiet vēl dažus

Otrajai gaismas diodei izmēriet attālumu starp svārku pirmo un otro cilpiņu. Izmantojiet mazas šķēres, lai noņemtu silikona vai PVC pārklājumu ap vadu, kur tiks pielodēts otrais gaismas diode. Lodējiet otro gaismas diodi pie zemējuma stieples un atkārtojiet, līdz katrai cilpai ir savs LED.

13. solis: lodēt strāvas vadu uz LED sloksnes

Izgrieziet vadu, kas ir tikpat garš kā zemējuma vads. Šis vads tiks pielodēts uz gaismas diodes strāvas tapas (pa diagonāli pāri zemei). Vēlreiz noņemiet silikona vai PVC pārklājumu ap vadu tajās pašās vietās un pielodējiet vadu pie kontaktdakšas.

14. solis: lodēšanas datu vads starp gaismas diodēm

Tagad turpiniet un lodējiet atsevišķus, īsākus vadus starp gaismas diodes tapām. Datu vads tiek sagriezts starp katru gaismu, tāpēc datu signāls pirms gaismas nodošanas nākamajai gaismas diodei darbosies caur gaismas diodes mikroshēmu. Jums būs nepieciešams datu vads jūsu sloksnes pirmajā gaismas diodē (data IN pin), bet ne vads pēdējās gaismas diodes datu izvades tapā.

Padoms. Tas palīdz izkausēt kādu lodēšanas stiepli virs stieples galiem pirms vadu lodēšanas uz tapām.

15. darbība: lejupielādējiet Arduino IDE, instalējiet Neopixel bibliotēku un augšupielādējiet kodu

Ja neesat iepriekš strādājis ar Arduino mikrokontrolleri, jums būs jālejupielādē Arduino IDE (integrētā izstrādes vide). Šī ir programmatūra programmu rakstīšanai un augšupielādēšanai Arduino mikrokontrollerī. Bibliotēkā ir dažas pamata programmu programmas. Programmatūru varat lejupielādēt no Arduino vietnes. Strādājot ar Flora, veiciet Adafruit tīmekļa vietnē norādītās darbības, lai mainītu savu Arduino IDE.

Tā kā Arduino bibliotēkā nav piemēra programmas RGB gaismas diodēm, jums būs jālejupielādē papildu bibliotēka, ar kuru strādāt. Adafruit NeoPixel bibliotēku ir viegli saprast un ar to strādāt. Lejupielādējiet bibliotēku šeit. Atveriet Arduino IDE un instalējiet bibliotēku, dodoties uz Pārvaldīt bibliotēkas. Tiks atvērts logs, un jums būs jāizvēlas Adafruit zip fails.

Tagad atveriet jaunu skici, dodoties uz Fails> Jauns. Dodieties uz LED Ampli-Tie lapu un nokopējiet un ielīmējiet kodu savā skicē. Kodā mainiet LED skaitu uz faktisko LED, ko izmantojat savā projektā. Jums arī jānosaka tapa, kurai mikrokontrollerī tiks pievienota LED sloksne, un mikrofona tapa. Tagad izvēlieties savu mikrokontrolleri, izmantojot Rīki> Dēlis. Pēc mikrokontrollera pievienošanas ar USB kabeli klēpjdatoram noklikšķiniet uz bultiņas skices augšējā kreisajā stūrī. Programma tiks augšupielādēta jūsu mikrokontrollerī. Ja jūsu skicē parādās oranža kļūda, nokopējiet tekstu un veiciet Google meklēšanu, lai atrastu risinājumu.

Piezīme. Analogajai (A) tapai nav nepieciešams tāds pats numurs kā digitālajai (D) tapai. Digitālie pin numuri ir uzrakstīti uz tāfeles. Analoģiskos pin numurus varat atrast Flora Pinout diagrammā. Mikrofona kodā noteiktajai tapai ir jābūt analogai - LED joslai ir digitāla tapa.

16. darbība: pārbaudiet LED sloksni

Vispirms sagatavojiet mikrokontrolleru. Jums vajadzēs nogriezt trīs sieviešu džemperu vadus un pielodēt tos pie sava mikrokontrollera. Lodējiet datu vadus uz tapām, kuras definējāt savā kodā (es izmantoju D10 un D12, bet jums vajadzētu izmantot D6 un D9 - šīs tapas jau ir definētas Ampli -Tie kodā). Abus zemējuma un strāvas vadus var pielodēt uz vienas tapas. Piestipriniet savienojumus ar kādu karstu līmi.

Pēc tam nogrieziet trīs džemperu vadus un pielodējiet tos LED sloksnes sākumā. Nostipriniet savienojumu ar nelielu siltuma saraušanos. Tas palīdzēs savienot un atvienot gaismas no tāfeles. Tas ir arī drošāk, jo kontaktdakša atvienosies, pirms vads norauj dēli vai LED sloksni. Tas var viegli notikt, valkājot elektroniku.

Tagad jūs varat savienot savu LED sloksni ar plāksni un pārbaudīt to. Es vispirms augšupielādēju NeoPixel strandest (programma gaismas diožu iedegšanai bez mikrofona), lai redzētu, vai visas gaismas darbojas. Lai iegūtu barošanas avotu, tāfele ir jāpievieno arī LiPo vai datoram. Kā redzat attēlā, es vispirms izmantoju krokodila knaibles.

17. darbība: sagatavojiet mikrofonu

Lodējiet vadu uz katras tapas. Izmantojiet pārējos trīs sieviešu džemperu vadus un pielodējiet tos pie vadu galiem. Pēc tam augšupielādējiet LED Ampli-Tie kodu savā mikrokontrollerī. Atcerieties, ka kodā jāmaina gaismas diožu skaits, kā arī analogā un digitālā tapa. Savienojiet gaismas un mikrofonu ar savu dēli un pārbaudiet to.

18. solis: integrējiet gaismas diodes svārkos

Kad visas gaismas diodes darbojas, varat iet uz priekšu un integrēt gaismas diodes savos svārkos. Pagrieziet svārkus iekšpusi uz āru un ap pirmo cilpiņu ielieciet kādu karstu līmi. Ievietojiet pirmo gaismas diodi (puse, kas iedegas uz leju) pirmajā cilpā virs līmes. Pēc tam uzlieciet gaismas diodes virspusē kādu karstu līmi, ļaujiet tai nedaudz atdzist un ar pirkstu nospiediet uz leju, līdz tā ir auksta. Ja lodēšanas savienojumi nav pietiekami nostiprināti, uzlieciet uz augšu vēl kādu līmi. Atkārtojiet, līdz visas gaismas diodes ir pielīmētas cilpā.

19. darbība. Aizpildiet cilpas

Pēc tam, kad visas gaismas diodes ir ielīmētas cilpās, atkal pagrieziet svārkus uz labo pusi un piepildiet cilpas ar karstu līmi. Uzmanīgi turiet karsto līmes pistoli nedaudz virs cilpiņas un ļaujiet daļai līmes pilēt cilpiņā. Lai iegūtu vienmērīgu un gludu virsmu, lēnām pārvietojiet siltuma pistoli apļos, vienlaikus aizpildot cilpiņu.

20. solis: integrējiet elektroniku svārkos

Pēdējā solī izgrieziet trīs Velcro gabaliņus ar lipīgu pamatni: vienu mikrofonam, vienu mikrokontrolleram un vienu akumulatoram. Piestipriniet raupjo Velcro gabalu pie savas elektronikas un atbilstošo mīkstāko pusi svārku iekšpusē uz ādas. Tas palīdz valkāt svārkus un izvēlēties labu vietu elektronikai, pirms uzlīmēt velcro uz ādas.

21. solis: valkājiet svārkus

Viss kārtībā. Tagad jūs varat pievienot mikrokontrolleram akumulatoru, mikrofonu un gaismas un iedegties.

Ja vēlaties uzzināt vairāk par RGB gaismas diodēm un savu modeļu programmēšanu, apskatiet FastLED bibliotēku. Lai kartētu savas gaismas diodes un pievienotu projektam slēdža pogas, iesaku strādāt ar RGBShades bibliotēku no macetech.

Ja jums ir kādi jautājumi vai kaut kas nav skaidrs, jautājiet. Izbaudiet savu gaismu!

Galvenā balva valkājamo tehnoloģiju konkursā