Arduino mūzikas reaktīvā darbvirsmas lampa: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Sveiki visiem!

Šajā konstrukcijā mēs izgatavosim reaktīvu LED galda lampu, izmantojot vienkāršas sastāvdaļas un dažas pamata Arduino programmēšanas iespējas. Tas rada iespaidīgu efektu, kur gaisma dejos visu skaņu un mūzikas pavadījumā. Es pabeidzu šo projektu kopā ar komandas biedru.

Kas mani iedvesmoja to darīt? Vienā no mana moduļa apmācībām mums tika dota iespēja uzzināt, kā darbojas Arduino, un kopš tā laika mani aizrāva neskaitāmās tā iespējas, kā arī fakts, ka tā ir atvērtā pirmkoda aparatūra. Uzdodot uzdevumu izveidot un pilnveidot digitālo artefaktu, es vēlējos izmantot skaitļošanu kā līdzekli un līdzekli mākslas un kultūras izpausmei, izmantojot šo fizisko digitālo artefaktu. Turklāt man vienmēr ir bijusi attieksme pret objektu, kurā ir gaismas diodes, jo man šķiet, ka LED sloksnes nosaka plašas iespējas - sākot no tā, kā tas ir salikts kopā ar objektu, un beidzot ar krāsas kontroli. Tas varētu padarīt vienkāršu objektu lielisku un interaktīvu. Kas būtu labāk, ja mēs to varētu padarīt par valkājamu priekšmetu. Esmu pārliecināts, ka lielākā daļa no jums būs zinājuši par DJ Marshmello un viņa ikoniskajām galvassegām. Mana sākotnējā koncepcija bija uzlabot valkājamo marshmello ķiveri, iekļaut tai LED gaismas, kuras darbina Arduino un akselerometra kustības sensors (pēdējās domās par to vairāk runāsim). Tomēr, ņemot vērā budžetu (LED izmaksas ir dārgas..) un praktiskus projekta apsvērumus, mēs mainījām ideju par šo skaņu reaģējošo zefīra LED lampu. To noteikti var uzskatīt par mediju, kas demonstrē popkultūru, un, tā kā skaņa reaģējoša lampa, šķiet, ka tā ir digitāla māksla.

Šī ir mūsu projekta versija. Visi kredīti youtuber "Natural Nerd", mēs sekojām, pamatojoties uz to, ko viņi bija paveikuši, un vēlēsimies pateikties viņiem par to, ka sniedza mums sīkāku informāciju par projekta īstenošanu. (Dabiskais nerds)

1. darbība: GALVENĀS PIEGĀDES

Pirmās lietas: šīs ir preces, kas mums ir vajadzīgas. Tie lielākoties nav obligāti - pamatojoties uz to, ka jūs varat viegli izveidot savu improvizāciju un pielāgot savu projektu. Tomēr, ja vēlaties ievērot šo rokasgrāmatu, ir nepieciešami daži galvenie vienumi:

• Arduino Uno (vai jebkurš tikpat mazs Arduino veids)
• Skaņas detektora modulis
• Ārējais barošanas avots
• Individuāli adresējamas LED sloksnes 60 gaismas diodes uz metru
• Jumper vadi
• Maizes dēlis

Atkarībā no izskata, kuru vēlaties sasniegt, iespējams, vēlēsities izkārtot sloksnes citādi vai izstarot gaismu citā veidā. Savā pieejā es izmantoju šādus vienumus:

• Pārstrādāta stikla burka (vai jebkura cita burka, kas atbilst jūsu izmēriem)
• Melns karšu papīrs
• Putu dēlis
• Smidzināšanas krāsa (izmanto burkas pārklāšanai)

Visi galvenie priekšmeti tika iegādāti no Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), LED sloksnes bija visdārgākā daļa, kas maksāja 18 SGD par 1 metru - mēs izmantojām 2 metrus. Pārējās preces bija vai nu otrreizēji pārstrādāti materiāli, vai arī iegādāti no apkārtnes ērtības/ datortehnikas veikala.

2. darbība: SASTĀVDAĻU IESLĒGŠANA

Es izmantoju ārēju barošanas avotu, piemēram, maiņstrāvas līdz līdzstrāvas barošanas avotu - puisis pie letes ieteica ārēju barošanas avotu, jo labāk būtu barot 2 metru LED sloksni, nevis sadedzināt USB portu. Ja izmantojat 1 metru vai mazāk, iztiekat bez ārējā barošanas avota un vienkārši izmantojat Arduino Uno USB kabeli un tieši pievienojiet to datoram.

Projekta galvenā sastāvdaļa ir skaņas detektora modulis. Tas nodrošinās analogo signālu (ieeju) Arduino, kas tiek izmantots, lai iedegtu RGB gaismas (izeja). Ārējais barošanas avots darbinās visus trīs komponentus - Arduino, skaņas detektora moduli un LED gaismas. Pievienojiet VIN (vai 5 V) Arduino un VCC skaņas detektora panelī līdz pozitīvajai ieejai. Pēc tam pievienojiet GND uz Arduino un detektoru ar negatīvu. Tas ir parādīts pievienotajā shēmā. Mums arī jāpievieno 5V un GND ieeja uz LED sloksnes pie barošanas avota.

Mēs izmantojām maizes dēli kā starpnieku šiem savienojumiem. Barošanas avots nonāks maizes plāksnē no ārējā barošanas avota, kas pēc tam darbinās trīs komponentus, kā minēts iepriekš.

Piezīme: mūsu skolotājs ieteica izmantot rezistoru savienojumiem starp strāvas un skaņas detektora moduli, lai visa strāva netiktu novirzīta modulim, tādējādi nodrošinot labāku ievadi.

3. darbība: Detektors un sloksnes

Pēc visu trīs komponentu pievienošanas elektrotīklam mums tie ir jāsavieno viens ar otru.

Skaņas detektora modulis sazināsies ar Arduino, izmantojot analogās ieejas tapas - es izmantošu tapu A0.

Gaismas diodes sloksnēm ir nepieciešams digitālais impulss, lai saprastu, kuru gaismas diodi adresēt. Tādējādi digitālās izvades tapa DI ir jāpievieno Arduino. Es Arduino izmantošu tapu 6. Mēs iegādājāmies veikalu, kurā iegādājāmies elektroniku, lai lodētu visus džemperu vadus LED sloksnei. Līdz ar to mūsu lodēšanai nebija vajadzīgs lodēšanas darbs, ietaupot problēmas. Atlika tikai piestiprināt tam kabeli ar vīrieti un sievieti.

Līdzīgi varat vienkārši sekot sniegtajai shematiskajai diagrammai, lai iegūtu savienojumu pārskatu.

4. darbība: KODA AUGŠUPIELĀDĒŠANA

Šī neapšaubāmi ir vissvarīgākā projekta daļa. Šeit varat atrast izmantotā koda avotu (saite) vai manu tā versiju (pievienotais fails). Galvenais princips ir kartēt analogo vērtību, kas sasniegta no sensora, uz parādāmo LED skaitu.

Lai sāktu darbu katru reizi, mēs vēlamies nodrošināt, lai visas gaismas darbotos, kā paredzēts. Mēs to varam izdarīt, izmantojot masīva funkciju, kas ļaus jums ieslēgt visas atsevišķās gaismas diodes.

Pēc tam mēs pārejam pie galvenās funkcijas, lai vizualizētu lampas skaņas. Mēs to varam izdarīt, izmantojot kartes funkciju. Tas ļaus mums parādīt noteiktu skaitu gaismas diodes, ņemot vērā kvantificējamo mainīgo ievadi. Savai pieejai es nolēmu palielināt uzstādīto gaismas diožu skaitu (kodā definēts 180 pretstatā 120 manām gaismas diodēm). Es izmēģināju dažādus iestatījumus, tostarp pielāgošanu skaņas detektora moduļa jutīgumam, mikrofona zemās un maksimālās vērtības variācijas utt. Tomēr es nevarēju sasniegt vēlamo vizualizāciju, kamēr neesmu palielinājis gaismas diožu skaitu. Pastāv arī otrs procesualitātes slānis. Šis kods ļaus precīzāk izsekot skaņas intensitātei, pamatojoties uz vidējiem rādītājiem, lai gaisma mainītu krāsas, kad dziesma nokļūst maksimumā - “HIGH mode”.

Atkarībā no izskata, kuru vēlaties sasniegt, iespējams, vēlēsities pielāgot izmantoto kodu. Šis video (saite) sīki izskaidro kodus.

5. solis: MĀJAS SAGATAVOŠANA

Pirmkārt, es sarullēju melno kartona papīru apmēram tādā pašā apļveida formā un diametrā kā stikla burkas atvere. Man nebija piemērotu mērinstrumentu. Līdz ar to es improvizēju, būtībā sarullējot visu melno karšu papīru burkā. Pēc tam, kad esmu izmērījis vajadzīgā melnā kartona papīra garuma daudzumu, es to rūpīgi sagriezu, ievērojot norādīto atzīmi. Pēc tam es salīmēju galus kopā, lai izveidotu cilindrisku cauruli. Korpusa garums un augstums ir atkarīgs no burkas izmēra. Jūs varat izmantot jebkuru vēlamo garumu.

Tālāk es aptinu korpusu, ko biju izdarījis, ar LED sloksni ap to, maskējot visu korpusa virsmu. Tas tika darīts tikai ar līmi sloksnes aizmugurē. Es pārliecinos, ka ir izgriezta neliela sprauga, lai lieko stieples garumu varētu iebāzt korpusa iekšpusē, lai nodrošinātu kārtīgāku vadu vadību, un netraucētu skalošanas virsmu.

Treškārt, dobu cilindrisku cauruli izmanto kā priekšrocību, pildot elektroniku iekšpusē. Iesācējiem es nostiprināju vadu savienojumus uz Arduino un maizes dēļa, izmantojot zilu līmlenti. Pēc tam, izmantojot parasto 3M lenti, es pielīmēju lieko stieples garumu. Šis solis ir piesardzības pasākums, lai novērstu vadu vieglu atvienošanos montāžas procesā.

Ceturtkārt, saliktā tāfele ir gatava ievietošanai korpusā. Tā kā elektronika ir "paslēpta" korpusa iekšpusē, konstrukcijas izkārtojumam jābūt tādam, lai lietotājs varētu viegli piekļūt Arduino USB. Ne tikai tas, ka skaņas detektora modulim būs jābūt arī vērstam uz leju, lai modulis viegli uztvertu apkārtējo skaņas ieeju. Tāpēc saliktā tāfele tiek uzstādīta vertikāli, lai to nodrošinātu. Daļa no putuplasta plāksnes tika izmantota, lai noturētu samontēto dēli pie korpusa. Šī soļa laikā LED sloksne tiks savienota (ar sarkanu, oranžu, dzeltenu lēciena vadu) pēc elektronikas novietošanas. Visi savienojumi tiek veikti līdz šim brīdim, izņemot savienojumus ar ārējo barošanas avotu - sarkano un melno vadu.

6. darbība: PATS

Tā kā darbvirsmas lampu veidoju kā Marshmello galvas kopiju, man bija jāpārklāj visa stikla burka, izņemot acis un mutes daļu, kurai bija jābūt melnai, ar baltu aerosola krāsu. Pirms smidzināšanas darba tiek izgriezts acu un mutes trafarets un ielīmēts uz burkas. Burku atstāja nožūt pirms acu un mutes ievietošanas no burkas iekšpuses. Tas tika darīts, izmantojot atlikušo melno karšu papīru (sākotnēji es domāju to vienkārši nokrāsot melnā krāsā). Efekts izrādījās labs, jo izskatās, ka acis un mutes slānis faktiski tiek izgriezti.

Metāla vākam bija nepieciešama centrālā atvere, lai piekļūtu Arduino USB, skaņas detektora modulim un barošanas avotam, kā minēts iepriekš. Man izdevās veikt griešanu darbnīcā skolā.

7. darbība: Pabeigšana

Tagad tā ir konstrukcijas galīgā montāža.

Vispirms tiek pārbaudīta LED sloksne, lai pārliecinātos, ka gaismas patiešām darbojas un vai visi savienojumi ir pareizi. Kad esat pārliecinājies, ka sastāvdaļas darbojas, varat turpināt ievietot korpusu jūsu izveidotajā burkas apvalkā. Jūs varat redzēt pēc cauruma (pat pēc vāka novietošanas) un elektronisko komponentu izvietojuma, jūs varat sasniegt gan Arduino USB saskarni, gan strāvas ievadi no apakšas. Skaņas detektora modulis ir arī nedaudz izvirzīts uz āru, lai labāk uztvertu skaņu. Kājām es izmantoju kubiņus, kas izgriezti no putuplasta plāksnes, un krāsoju to melnā krāsā. Ideālā gadījumā darbvirsmas lampai varat izmantot jauku koka statīvu.

Piezīme: krāsošana sākotnēji bija slikti paveikta, kā redzams no pirmā prototipa ūdenszīmēm, tāpēc man nācās noberzt visu pārklājumu, izmantojot toreiz atšķaidītāju, un to atkārtoti izšļakstīt. Tas noteikti prasīja papildu pūles, no kurām varat izvairīties.

Un visbeidzot, es pabeidzu projektu. Tas noteikti prasīja atkārtotus izmēģinājumus un kļūdas - vai nu lai kods sāk darboties, vai arī saistībā ar montāžas procesa izmaiņām, bet es biju apmierināts ar sasniegto.

8. solis: Pabeigt

Šis bija lielisks projekts, un man bija jautri to darīt. Turklāt tas ir īpaši lieliski, jo tas ir tik pielāgojams un ļauj jebkurā laikā atjaunināt nākotnē. Kods var tikt pārstrādāts jebkurā brīdī, un jūs būtībā katru reizi saņemat “jaunu” lampu.

NĀKOTNES UZLABOJUMI

Tomēr būvē var veikt daudz vairāk uzlabojumu un/vai variāciju.

Jūs varat pievienot dažādas pogu ievades, kas savienotas ar Arduino. Ar to jūs varat mainīt režīmu, lai ieviestu vispārēju lampas funkciju, piemēram, ar vispārēju pulsāciju. Tas ļauj pārslēgties starp pašreizējo skaņas reaktīvo režīmu un vispārējo gradienta pulsācijas režīmu. Var izmantot citu pogu, lai mainītu izstarojošo gaismu krāsu kopu (1. komplekts - zils uz dzeltenu, 2. komplekts - sarkans līdz purpursarkanam utt.). Vai vēl jo vairāk, jums var būt 3 procedūras pakāpes, kurās ir vairāk režīmu, lai uzlabotu skaņas intensitātes izsekošanu, pamatojoties uz vidējiem rādītājiem - “LOW”, “NORMAL”, “HIGH”. Tādā veidā jūs sasniegsiet plašāku krāsu viļņu diapazonu.

Man arī patīk atgriezties pie savas sākotnējās koncepcijas - valkājamā marshmello LED galvas. Tas šķitīs drosmīgāka konstrukcija, kas apvieno gan skaņas detektora moduļa, gan akselerometra kustības moduļa izmantošanu. Skaņas detektora modulis vispārinās LED gaismas impulsu vizualizāciju, turpretī akselerometra kustības modulis mainīs gaismu krāsu atbilstoši ievadītajai ieejai - lietotāja kustības pakāpei.

Būtībā ideja ir tāda, ka ierobežojumi ir bezgalīgi, un to ierobežo tikai jūsu redzējums. Paldies, ka skatījāties/lasījāt, un lieliski pavadiet laiku kopā ar savu Arduino!