JackLit: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tämän projektin toteuttivat opiskelijat, jotka kuuluvat Fremont Academy Femineersin ja Pomona College Electronics 128 -kurssin väliseen kumppanuuteen. Tämän projektin tarkoituksena oli integroida hex-ware-tekniikka hauskaksi takiksi, joka valaisee musiikin tahdissa. "JackLit" pystyy kuuntelemaan musiikkia mikrofonin kautta ja käyttää Fast Fourier -muunnoskoodia musiikin taajuuksien selvittämiseen, jotka voidaan mitata ja käyttää tiettyjen valaistusryhmien erottamiseen takissa. Tällöin rinnakkain kytketyt elektroluminesoivat paneeliryhmät valaisevat minkä tahansa kappaleen rytmillä mikrofonin kuulemien taajuusalueiden perusteella. Tämän projektin tarkoituksena on tarjota viihdyttävä takki, joka voi syttyä minkä tahansa kappaleen rytmiin. Sitä voidaan käyttää sosiaalisissa tapahtumissa tai soveltaa erilaisiin vaatteisiin. Teknologiaa voidaan käyttää kengissä, housuissa, hattuissa jne. Sitä voidaan käyttää myös valaistuksen asettamiseen esityksiin ja konsertteihin.

Vaihe 1: Materiaalit

Kaikki materiaalit löytyvät osoitteista adafruit.com ja amazon.com.

• 10cmX10cm valkoinen elektroluminesenssipaneeli (x3)
• 10cmX10cm sininen elektroluminesenssipaneeli (x4)
• 10cmX10cm aqualuminescent paneeli (x3)
• 20cmX15cm aqualuminescent paneeli (x2)
• 100 cm vihreä elektroluminesenssinauha (x3)
• 100 cm punainen elektroluminesenssinauha (x4)
• 100 cm sininen elektroluminesenssinauha (x2)
• 100 cm valkoinen elektroluminesenssinauha (x1)
• 12 voltin invertteri (x4)
• SainSmart 4 -kanavainen relemoduuli (x1)
• 9 voltin akku (x5)
• 9 voltin pikaliitin (x5)
• Paljon johtoja
• HexWear

Vaihe 2: Arduino -ohjelmisto

Ennen kuin aloitat JackLitin rakentamisen, sinulla on oltava oikeat ohjelmointityökalut sen hallitsemiseksi. Ensinnäkin sinun täytyy mennä Arduinon verkkosivustolle ja ladata Arduino IDE. Kun tämä on tehty, tässä on vaiheet, jotka sinun on noudatettava, jotta voit määrittää Hexin ohjelmoinnin.

1. (Vain Windows, Mac-käyttäjät voivat ohittaa tämän vaiheen) Asenna ohjain osoitteesta https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Lataa ja asenna ohjain (.exe-tiedosto, joka on lueteltu linkitetyn RedGerbera -sivun alkuun).
2. Asenna Hexwaren tarvittava kirjasto. Avaa Arduino IDE. Valitse "Tiedosto" -kohdasta "Asetukset". Liitä lisätaulujen hallinnan URL-osoitteille varattuun tilaan https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Napsauta sitten "OK". Valitse Työkalut -> Hallitus: -> Hallituksen johtaja. Valitse vasemman yläkulman valikosta "Osallistunut". Etsi ja napsauta sitten Gerbera Boards ja napsauta Asenna. Sulje Arduino IDE ja avaa se uudelleen. Varmistaaksesi, että kirjasto on asennettu oikein, siirry kohtaan Työkalut -> Hallitus ja vieritä valikon alareunaan. Sinun pitäisi nähdä osio nimeltä "Gerbera-levyt", jonka alla pitäisi olla ainakin HexWear (ellei enemmän tauluja, kuten mini-HexWear).

Vaihe 3: Invertterin asettelu

Tämä kaavio havainnollistaa piiriä, joka yhdistää 9 voltin paristot rinnakkain invertterien kanssa ja sen jälkeen vaippaan. Huomaa, että jokaisesta invertteristä tuleva johdinpari kulkee vaihtovirtaa ja on tärkeää, että invertteristä tulevat rinnakkain kytketyt johdot ovat vaiheessa, muuten nettovahvistus ei ole 1.

Vaihe 4: Releen asettelu

Tämä on vaiheen 3 seuraava piirin osa, joka on merkitty "kytkimiin", joka yhdistää kuusiokytkimen kytkimiin (relemoduuli).

Vaihe 5: Rakenna

Yhdistä 9 voltin paristot ja invertterit kuvan 1 mukaisesti. Viiden 9 voltin tulee olla rinnakkain ja kytkettävä myös neljään rinnakkaisiin inverttereihin. Invertterien lähtöjohdot on kytkettävä rinnakkain ja vaiheittain. Yksi invertterilähdön rinnakkaisjohdoista on sitten siirrettävä sivuun liitettäväksi suoraan vaipan elektroluminesenssipaneeleihin. Toinen liitetään relemoduuliin. Huomaa, että mikä menee minne on mielivaltainen, koska kyseessä on vaihtovirtapiiri. Kuten vaiheessa 4 on havainnollistettu, jaa rinnakkaisjohdot kolmeen, joista jokainen on kytketty yhteen neljästä kytkimestä. Yksi kytkin jää käyttämättä. Katso ohjeet osoitteesta adafruit.com tai amazon.com saadaksesi tietää, mihin johdot kytketään kytkimiin. Toinen johto on kytkettävä jokaiseen kytkimeen, joka asetetaan sivuun liitettäväksi vaipan elektroluminesenssipaneeleihin. Varmista, että kytket relemoduulin kuusiokoloon asianmukaisesti, kuten vaiheessa 4 ja edellä on esitetty.

Siirrytään takkiin integroituun piiriin. Meillä on nyt sarja kolme johtoa, jotka liitetään inverttereihin, ja toinen kolmen johtimen sarja, joka kytkeytyy kytkimiin. Ne ovat kolmessa sarjassa, koska takissa on 3 rinnakkaista elektroluminesenssipaneelia. Elektroluminesoivat paneelit voidaan liimata kuumaan takkiin ja kankaaseen leikata reikiä lankojen kiertämiseksi niin, että ne eivät näy ulkopuolelta. Seuraava vaihe on yksinkertaisin, mutta kaikkein työläs kaikkien elektroluminesenssipaneelien vuoksi. Valitse paneelit, jotka haluat valaista samanaikaisesti. Voit määrittää kolme paneeliryhmää, joista jokainen on kytkettävä rinnakkain. Rinnakkaisten tulojohtojen ja rinnakkaisten negatiivisten tulojohtojen pitäisi olla, vaikka positiivinen ja negatiivinen on mielivaltainen, koska se on vaihtovirta. Liitä yksi kolmesta invertteristä tulevasta johdosta jokaiseen kolmesta elektroluminesoivasta rinnakkaisvaloryhmästä. Liitä sitten yksi kolmesta kytkimistä tulevasta johdosta kuhunkin kolmesta elektroluminesoivasta rinnakkaisesta valaistusryhmästä. Muista peittää paljaat johdot, koska ne aiheuttavat kevyen iskun.

Vaihe 6: Koodaus

Koodimme käyttää Arduino Fast Fourier Transform (fft) -kirjastoa hajottaakseen melun Hexin kuulemille taajuuksille. Varsinainen matematiikka Fourier -muunnosten takana on hieman monimutkainen, mutta itse prosessi ei ole liian monimutkainen. Ensinnäkin Hex kuulee kohinaa, joka on itse asiassa useiden eri taajuuksien yhdistelmä. Hex voi kuunnella vain tietyn ajan, ennen kuin sen on tyhjennettävä kaikki tiedot ja uudelleen, joten jotta se kuulee melua, melun taajuuden on oltava korkeintaan puolet ajasta, jota Hex kuuntelee Hexin täytyy pystyä kuulemaan se kahdesti, jotta se tietää, että se on oma taajuutensa. Jos kuvaisimme puhtaan sävyn amplitudin ja ajan funktiona, näkisimme siniaallon. Koska todellisuudessa puhtaat sävyt eivät ole yleisiä, sen sijaan näemme melko hämmentävän ja epäsäännöllisen heiluvan linjan. Voimme kuitenkin arvioida tämän summan useista eri puhtaista äänitaajuuksista melko korkealla tarkkuudella. Tätä fft -kirjasto tekee: se ottaa melun ja hajottaa sen eri taajuuksille, joita se kuulee. Tässä prosessissa joillakin taajuuksilla, joita fft -kirjasto käyttää likimääräisen kohinan arvioimiseen, on suurempia amplitudia kuin toisilla; eli toiset ovat kovempia kuin toiset. Joten jokaisella Hexin kuulemalla taajuudella on myös vastaava amplitudi tai äänenvoimakkuus.

Koodimme tekee fft saadakseen luettelon kaikkien taajuuksien amplitudista alueella, jonka Hex voi kuulla. Se sisältää koodin, joka sekä tulostaa luettelon taajuuksista ja amplitudista, että kuvaa myös ne, jotta käyttäjä voi varmistaa, että Hex kuulee todella jotain ja että se näyttää vastaavan Hex -äänenvoimakkuuden muutoksia kuulo. Sieltä, koska projektissamme on 3 kytkintä, jaimme taajuusalueet kolmanneksiin: matala, keskitaso ja korkea ja asetimme jokaisen ryhmän vastaamaan kytkintä. Hex kulkee kuulemiensa taajuuksien läpi ja jos jokin matalan/keskitason/korkean ryhmän ryhmistä ylittää tietyn äänenvoimakkuuden, sitten taajuuden kuuluvaa ryhmää vastaava kytkin kytkeytyy päälle ja koko asia pysähtyy, jotta valo pysyy päällä. Tämä jatkuu, kunnes kaikki taajuudet on tarkistettu, ja sitten heksadesimaali kuuntelee uudelleen ja koko prosessi toistuu. Koska meillä oli 3 kytkintä, jaimme taajuudet tällä tavalla, mutta tämä voidaan helposti skaalata mihin tahansa määrään kytkimiä.

Huomautus joistakin koodin erikoisuuksista. Syy siihen, että kun toistamme taajuuksia, jotka alkavat kymmenennestä taajuudesta, johtuu siitä, että taajuudella 0 amplitudi on erittäin korkea kohinatasosta riippumatta DC -poikkeaman vuoksi, joten aloitamme vasta tämän kolauksen jälkeen.

Katso liitteenä olevasta tiedostosta käyttämämme todellinen koodi. Voit vapaasti leikkiä sen kanssa tehdäksesi siitä enemmän tai vähemmän herkän tai lisää halutessasi lisää valaistusryhmiä! Pidä hauskaa!