Arduinopohjainen valoshow: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Olen rakentanut Arduinon ohjaaman valonäytöksen osallistujana Makers Rock, Album Art Collabiin. Saat lisätietoja siitä seuraavasta linkistä: Makers Rock. Valitsemani kansi on Judas Priest - Painkiller -levyltä.

Koko kappale on valoesitys, joka on suljettu puukehykseen ja albumin kuvitus on asetettu päälle niin, että valo loistaa läpi.

Vaihe 1: Valmistele puurunko

Voit rakentaa kehyksen tai kotelon haluamallasi tavalla. Valitsen puun, koska sitä on helppo käsitellä vain perustyökaluilla.

Olen rakentanut kehyksen joistakin pelastetuista lavalevyistä. Merkitsin 4 kappaletta levyjen puhtaita osia, joiden pituus oli 30 senttimetriä, ja varmista, että saumat on merkitty 45 asteen viistoilla.

Tein kaikki leikkaukset jig -sahallani ja se toimi OK. Jos sinulla on pääsy leikkuu- tai pöytäsahaan, voit käyttää niitä ja saada paljon parempia tuloksia. Liitokset eivät olleet täydellisiä, mutta hihnahiomakoneella pystyin saamaan palaset sopimaan hyvin.

Testisovituksen aikana tajusin, että ne ovat liian leveitä ja että ne vievät paljon tilaa kotelon sisäpuolella, joten päätin leikata ne 2 cm leveiksi. Jälleen käytin jig -sahaani varmistaen, että en leikkaa viivaa.

Leikkausliitoksilla ei ollut paljon tukea itsestään, joten olen leikannut pieniä kolmiokappaleita liimaamaan kulmiin lisätuena. Olen varma, että täällä on paljon parempia vaihtoehtoja, mutta tämä oli paras idea minulla tällä hetkellä.

Liitin mitat puuliimalla liitosten keskellä ja CA -liimalla päissä, jotta voisin toimia puristimena ja pitää sitä paikallaan puuliiman kovetessa. Pienet tukikolmiot liimattiin paikoilleen käyttämällä vain CA -liimaa prosessin nopeuttamiseksi.

Vaihe 2: Piirin prototyyppi

Valonäytön elektroniikka koostuu Arduino Uno -levystä, jossa on rikkoutuneiden kuulokkeiden mikrofoni, jotka kuuntelevat huoneen ääniä ja heijastavat sitten koko äänenvoimakkuuden sytyttämällä yhden viidestä led -nauhasta.

Piiri koostuu kahdesta itsenäisestä osasta. Ensimmäinen osa on mikrofoni, jossa on yksi transistorivahvistin, ja toinen osa ohjaa LED -nauhoja. Tarvitsemme niitä, koska Arduino ja mikrofonivahvistin toimivat 5 V: lla, kun LED -nauha toimii 12 V: lla.

Mikrofoni on kytketty Arduinon 5 V: n lähtöön 10 k: n vastuksen kautta ja kondensaattorin kautta transistorin pohjaan. Transistori vahvistaa sitten signaalin 2,5 V: n keskitasolla, jotta voimme poimia sen Arduinon analogisesta tulosta A0.

Jotta 12V kytkettäisiin päälle LEDeille, transistorien kanta on kytketty digitaalilähtöön 10k vastuksen kautta ja sama piiri toistetaan 5 kertaa. Kytken päälle vain 3 LEDiä kussakin osassa, jotta voin päästä pois transistoreilla. Jos haluat muokata projektia käyttämään pidempiä liuskoja kuin sinun on käytettävä joitakin MOSFET -laitteita.

Vaikka se saattaa tuntua monimutkaiselta piiriltä, se on todella hyvin yksinkertainen. Olen testannut kaiken leipälaudalla ja sen jälkeen kun olen varmistanut, että se toimii odotetulla tavalla, olen rakentanut kilven asennettavaksi suoraan Arduino Unoon.

Kaavio on saatavilla osoitteessa:

Vaihe 3: Rakenna Arduino -kilpi

Kun olin tyytyväinen piiriin, olen rakentanut kilven Arduinolle perfboardille. Koko rakennusprosessin näet projektin liitteenä olevasta videosta.

Vaihe 4: Ohjelmoi Arduino

Projektin päätähti on Arduinolle ohjelmoitu koodi. Tätä tekee se, että äänitasojen analysointi mikrofonista ja niiden muuttaminen näkyväksi valoksi seuraa musiikkia voimakkaasti. Voit ladata koko koodin GitHub -sivultani ja löydät linkin siihen videon kuvauksesta yhdessä elektroniikan kaavion kanssa.

Lyhyesti sanottuna koodissa on kolme pääosaa: analysoitavan musiikkinäytteen hakeminen, äänitasojen määrittäminen ja sitten LED -lähtöjen ohjaaminen lasketun arvon perusteella. Tiedän, että tämä saattaa joillekin kuulostaa rakettitieteeltä, mutta se on todella helppoa, kun saat käsiksi asioihin.

Luonnos alussa määrittelee kaikki muuttujat ja vakiot, joita aiomme käyttää. Varmistin, että annan jokaiselle selityksen, jotta ymmärrät sen helpommin. Tämän jälkeen meillä on asennustoiminto, joka käynnistää sarjaliikenteen virheenkorjausta varten, tyhjentää ja alustaa taulukon, jota käytämme huippuäänenvoimakkuuden havaitsemiseen, ja määrittää LEDien lähdöt.

Koodin silmukkaosassa aloitamme ensin äänen näytteenoton, jotta voimme havaita sen äänenvoimakkuuden huippusta huippuun. Säännöllisessä ääniaalloissa melun puuttuminen on taso, joka on vahvistimen tuottaman minimi- ja maksimijännitteen keskipisteessä. Meidän tapauksessamme se on 2,5 V.

Kun ääni on havaittu, saamme aallon, joka liikkuu ylös ja alas, jotta voimme havaita korkeita ääniä, olemme kiinnostuneita kyseisen aallon yhdistetystä amplitudista. Liikkuvan aallon sijasta kartoitamme arvot 0: sta maksimiin eräänlaisessa käänteisessä tilassa erottaakseen helposti korkeat ja pienet äänenvoimakkuuden äänet.

Koodin kaksi seuraavaa osaa tekevät täsmälleen sen, ensin mittaamme huippu -huippu -amplitudin ja määritämme kyseisen huippun maksimiarvon ajanjaksolle. Miten mikrofoni toimii, mitä kauempana olet siitä, sitä vähemmän äänenvoimakkuutta se voi valita, joten meidän on laskettava kerroin, joka joko vahvistaa tai vähentää mitattua signaalia ja jolla on sama reaktio eri tasoilla.

Viimeisenä vaiheena kerrotaan mitattu arvo mikrofonista kertoimella, jonka juuri laskimme, ja sytytämme tuloksen perusteella tietyt LEDit.

Kun kaikki levyt oli juotettu kaavion mukaisesti, testasin sen ennen kuin jatkoin varsinaisen levyn kuvan valmistelua.

Koodi GitHubissa:

Vaihe 5: Valmistele etukansi

Palan etuosassa olen käyttänyt kirkasta akryylilevyä. Olen leikannut painetun taideteoksen mittoihin ja levittänyt kerroksen läpinäkyvää puuliimaa pinnalle ilman akryylin suojakuorta. Jos sinulla on Mod Podge tai jokin kirkas akryyligeeliväliaine, on parempi käyttää sitä puuliiman sijaan, mutta se toimii melkein samalla tavalla.

Temppu kuvan levittämisessä ei ole käyttää liikaa liimaa kuten tein, jotta paperille ei muodostu ryppyjä. Tässä tapauksessa vähemmän on parempi, mutta pinnan on oltava täysin peitetty. Kun liima on vielä märkä, taideteos on tuskin näkyvissä, mutta sen kuivumisen jälkeen se muuttuu läpinäkyväksi.

Jätin kehyksen kovettumaan 24 tunniksi ja sitten tajusin Arduinon sijoittamisen kehyksen sisään. Haluan, että taideteos ripustetaan seinälle ja koska se on kytkettävä virtalähteeseen, olen asentanut levyn alareunaan, jotta virtalähteen johto nousee pistorasiasta.

Poistin suurimman osan materiaalista rautasahalla ja työskentelin sitten taltalla ja viilalla. Jos sinulla on käsireititin, se on paljon nopeampi kuin taltta. Porasin myös reiän kehyksen läpi, jotta mikrofoni voi tarttua ulos ja poimia äänet huoneesta.

Ennen viimeistelyä olen hionnut kehyksen jopa 240 karkeuteen ja sitten levittänyt puutahrolakan. Pyyhin tahran pyyhkeellä ja pyyhin sen pois jonkin ajan kuluttua.

Vaihe 6: Kokoa valoshow

Rungon paksuus ei riittänyt pitämään kaikkea elektroniikkaa paikallaan, joten olen leikannut ja liimautunut kaksi kerrosta 5 mm: n mustaa XPS -vaahtomuovieristettä rungon molemmille puolille. Sen lisäksi, että vaahto antoi tilaa kaikelle elektroniikalle, vaahto antoi kappaleelle mukavan kerroksellisen ilmeen sivuilta.

Kaikki elektroniikkakomponentit asennetaan kehyksen sisään kuumaliimalla alkaen mikrofonista ja sitten Arduino -päälevystä.

Takaosaan olen merkinnyt ja leikannut 3 mm paksun kuitulevyn arkin, joka toimii taustalevynä ja heijastimena, koska toinen sivu on valkoinen. Olen käyttänyt pieniä 3,5 x 16 mm ruuveja kiinnittääkseni sen takaa. Poistin sitten taustan LED -nauhojen liimasta ja kiinnitin ne kuitulevyyn.

Myös akryylinen etuosa on kiinnitetty samoilla 16 mm: n ruuveilla, mutta upotan ruuvinreiät 6 mm: n poranterällä, jotta ne istuvat etuosan tasalla. Jos sinulla on reititin, voit tehdä uran runkoon ja sulkea akryylin tällä tavalla.

Lopulta oli vain poistettava toinen suojakerros akryylilevystä ja testattava kaikki sen varmistamiseksi, että se oli edelleen toiminnassa. Jos haluat ripustaa sen seinälle, olen lisännyt narun kahden takakannen väliin.

Vaihe 7: Nauti Arduino -valoshowstasi

Kaiken kaikkiaan olen erittäin tyytyväinen siitä, miten tämä meni. Kotelo olisi voinut olla hieman parempi, jos minulla olisi asianmukaiset puuntyöstötyökalut, mutta se on silti mukava seinäkoriste. Koska rakennan sen, meillä oli paljon hauskaa sen kanssa lasteni kanssa, mutta on aika löytää uusi koti.

Aion lahjoittaa luomani kappaleen, joten katso YouTuben video, niin voit oppia voittamaan sen.

Maista koodi YouTubessa

Rakenna video projektista

Jos pidit projektista, harkitse Patreon -työni tukemista! Https: //www.patreon.com/taste_the_code

Kaavio on saatavilla osoitteessa:

Koodi GitHubissa: