Arduino Music Reactive Desktop -lamppu: 8 vaihetta (kuvilla)

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

Hei kaikki!

Tässä rakenteessa teemme reaktiivisen LED -työpöytälampun käyttämällä yksinkertaisia komponentteja ja joitain Arduino -ohjelmointeja. Se tekee vaikuttavan vaikutuksen, jossa valo tanssii kaikkien äänien ja musiikin mukaan. Sain tämän projektin valmiiksi joukkuetoverini kanssa.

Mikä inspiroi minua tekemään tämän? Erään moduulin opetusohjelman aikana meille annettiin tilaisuus oppia Arduinon toiminta, ja olin siitä lähtien kiehtonut sen lukemattomista mahdollisuuksista yhdistettynä siihen, että se on avoimen lähdekoodin laitteisto. Saatuani tehtävän luoda ja parantaa digitaalista esineistöä halusin käyttää laskentaa välineenä ja välineenä taiteen ja kulttuurin ilmaisemiseen tämän fyysisen digitaalisen esineen kautta. Minulla on myös aina ollut jotain LED -objekteja sisältävän esineen suhteen, koska minusta tuntuu, että LED -nauhat hallitsevat monenlaisia mahdollisuuksia - tavasta, jolla se yhdistetään kohteen kanssa, värin hallintaan. Se voisi tehdä yksinkertaisesta kohteesta upean ja interaktiivisen. Mikä olisi parempi, jos voisimme tehdä siitä puettavan esineen. Olen varma, että useimmat teistä ovat tienneet DJ -vaahtokarkista ja hänen ikonisista päähineistään. Alkuperäinen ajatukseni oli hienosäätää puettavaa marshmello -kypärää, sisällyttää siihen LED -valot - powered by Arduino ja kiihtyvyysanturin liiketunnistin (koskettaa tarkemmin tätä viimeisissä ajatuksissa). Kuitenkin budjetin (LED -valojen hinta on kallis..) ja käytännön projektinäkökohtien vuoksi muutimme idean tähän äänireaktiiviseen marshmello -LED -lamppuun. Sitä voidaan ehdottomasti pitää mediana, joka esittelee popkulttuuria, ja koska ääni on reaktiivinen lamppu, se näyttää olevan digitaalinen taide.

Tämä on meidän versio projektista. Kaikki kiitokset youtuberin "Natural Nerdille" seurasimme heidän tekemiensä tekojen perusteella ja haluamme kiittää heitä siitä, että he ovat antaneet meille yksityiskohtia projektin toteuttamisesta. (Luonnollinen nörtti)

Vaihe 1: PÄÄTARVIKKEET

Ensinnäkin: nämä ovat tarvikkeita, joita tarvitsemme. Ne ovat suurelta osin valinnaisia - sillä perusteella voit helposti tehdä omia improvisaatioita ja räätälöidä projektisi. Silti joitakin avainkohtia tarvitaan, jos haluat noudattaa tätä opasta:

• Arduino Uno (tai mikä tahansa yhtä pieni Arduino -tyyppi)
• Äänentunnistinmoduuli
• Ulkoinen virtalähde
• Yksilöllisesti osoitettavat LED -nauhat 60 lediä metriä kohti
• Hyppyjohdot
• Leipälauta

Riippuen ulkonäöstä, jonka haluat saavuttaa, saatat haluta järjestää nauhat eri tavalla tai säteillä valoa muulla tavalla. Käytin lähestymistavassani seuraavia asioita:

• Kierrätetty lasipurkki (tai mikä tahansa muu purkki, joka sopii mitoillesi)
• Musta korttipaperi
• Vaahtolevy
• Ruiskumaali (käytetään purkin päällystämiseen)

Kaikki tärkeimmät tuotteet ostettiin Continental Electronicilta (B1-25 Sim Lim Tower), LED -nauhat olivat ylivoimaisesti kallein osa, joka maksoi 18 SGD 1 metristä - käytimme 2 metriä. Loput tavarat olivat joko kierrätysmateriaaleja tai ostettuja lähikaupasta/ rautakaupasta.

Vaihe 2: KOMPONENTTIEN KÄYTTÖ

Käytin ulkoista virtalähdettä, kuten AC -DC -virtalähdettä - tiskin kaveri ehdotti ulkoista virtalähdettä, koska olisi parempi käyttää 2 metrin LED -nauhaa eikä polttaa USB -porttia. Jos käytät 1 metriä tai vähemmän, voit tehdä ilman ulkoista virtalähdettä ja käyttää vain Arduino Unon USB -kaapelia ja kytkeä se suoraan tietokoneeseen.

Projektin pääkomponentti on äänentunnistusmoduuli. Se antaa analogisen signaalin (tulon) Arduinolle, jota käytetään RGB -valojen sytyttämiseen (lähtö). Ulkoinen virtalähde syöttää virtaa kaikkiin kolmeen komponenttiin - Arduinoon, äänentunnistusmoduuliin ja LED -valoihin. Kytke VIN (tai 5 V) Arduinon ja VCC: n äänentunnistuskorttiin positiiviseen tuloon. Kytke sitten Arduinon GND ja ilmaisin negatiiviin. Tämä näkyy oheisessa kaaviossa. Meidän on myös kytkettävä LED -nauhan 5V- ja GND -tulo virtalähteeseen.

Käytimme leipälautaa näiden yhteyksien välittäjänä. Virtalähde menee leipälevylle ulkoisesta virtalähteestä, joka saa sitten virran kolmelle osalle, kuten on mainittu.

Huomautus: opettajamme ehdotti vastuksen käyttöä tehon ja äänentunnistimen moduulien välisiin yhteyksiin siten, että kaikki virta ei mene moduuliin, mikä mahdollistaa paremman tulon.

Vaihe 3: TUNNISTIN JA Liuskat

Kun kaikki kolme komponenttia on kytketty sähköverkkoon, meidän on kytkettävä ne toisiinsa.

Äänentunnistinmoduuli kommunikoi Arduinon kanssa analogisten tulonappien kautta - käytän nasta A0.

LED -nauhat tarvitsevat digitaalisen pulssin, jotta he ymmärtäisivät, mihin LED -osoitteeseen osoitetaan. Siten digitaalinen lähtötappi DI on kytkettävä Arduinoon. Käytän nasta 6 Arduinossa. Saimme myymälän, josta ostimme elektroniikan juottaaksesi kaikki LED -nauhan hyppyjohdot. Näin ollen meidän ei tarvinnut juotostyötä, mikä säästää sen vaivaa. Jäljelle jäi vain uros-naaraskaapelin kiinnittäminen siihen.

Samoin voit vain seurata kaaviokuvaa saadaksesi yleiskuvan liitännöistä.

Vaihe 4: KOODIN LATAUS

Tämä on epäilemättä hankkeen tärkein osa. Löydät käyttämäni koodin lähteen täältä (linkki) tai versioni siitä (liitteenä oleva tiedosto). Pääperiaate on kartoittaa anturista saavutettu analoginen arvo näytettävien LEDien lukumäärään.

Aloittaaksemme joka kerta haluamme varmistaa, että kaikki valot toimivat odotetulla tavalla. Voimme tehdä tämän käyttämällä matriisitoimintoa, jonka avulla voit kytkeä kaikki yksittäiset LEDit päälle.

Sitten siirrymme päätoimintoon lampun äänien visualisoimiseksi. Voimme tehdä tämän käyttämällä karttatoimintoa. Tämä antaa meille mahdollisuuden näyttää tietyn määrän LED -valoja mitattavan muuttujan tulon perusteella. Lähestymistapani varten päätin pumpata kokoonpanon LED -valojen määrän (180 määritetty koodissa toisin kuin minulla on 120 lediä). Kokeilin erilaisia asetuksia - mukaan lukien äänentunnistusmoduulin herkkyyden säätö, mikrofonin matalan ja maksimiarvon vaihtelut jne. En kuitenkaan pystynyt saavuttamaan toivottua visualisointia ennen kuin olin lisännyt LEDien määrää. On myös toinen menettelyllisyyskerros. Koodi mahdollistaa kehittyneemmän äänenvoimakkuuden seurannan keskiarvojen perusteella, jolloin valo muuttaa väriä, kun kappale saavuttaa huippunsa - "HIGH -tila".

Riippuen ulkonäöstä, jonka haluat saavuttaa, sinun kannattaa ehkä muokata käytettyä koodia. Tämä video (linkki) selittää koodit yksityiskohtaisesti.

Vaihe 5: KOTELON VALMISTELU

Ensin rullasin mustan kortin paperin suunnilleen samaan pyöreään ja halkaisijaltaan kuin lasipurkin aukko. Minulla ei ollut oikeita mittausvälineitä. Siksi improvisoin pyörittämällä pohjimmiltaan koko mustan kortin paperin purkkiin. Kun olen mitannut tarvittavan mustan korttipaperin pituuden, leikkasin sen huolellisesti noudattamalla antamaani merkkiä. Teipasin sitten päät yhteen sylinterimäisen putken muodostamiseksi. Kotelon pituus ja korkeus riippuvat purkin mitasta. Voit käyttää mitä tahansa haluamaasi pituutta.

Seuraavaksi käärin kotelon, jonka olin tehnyt LED -nauhalla sen ympärille, peittämällä kotelon koko pinnan. Tämä tehtiin vain nauhan takana olevalla liimalla. Varmistan, että pieni rako on leikattu ulos, jotta ylimääräinen langan pituus voidaan liukua kotelon sisään siistimmän langanhallinnan vuoksi eikä estä huuhtelupintaa.

Kolmanneksi, onttoa lieriömäistä putkea käytetään etuuna täyttämällä elektroniikka sisäpuolelle. Aloittelijoille varmistin Arduinon ja leipälevyn johdinliitännät sinisellä tarttumalla. Sitten teipasin ylimääräisen langan pituuden alas normaalilla 3M -teipillä. Tämä vaihe on varotoimenpide, jolla estetään johtojen irrottaminen helposti kokoonpanoprosessissa.

Neljänneksi koottu levy on sitten valmis asetettavaksi koteloon. Koska elektroniikka on "piilotettu" kotelon sisään, rakenteen on oltava sellainen, että sen avulla käyttäjä voi helposti käyttää Arduino USB: tä. Paitsi, että äänentunnistusmoduuli on myös käännettävä alaspäin, jotta moduuli voi helposti ottaa vastaan ympäröivän äänitulon. Siksi koottu levy asennetaan pystysuoraan tämän mahdollistamiseksi. Osaa vaahtomuovilevystä käytettiin kootun levyn pitämiseen kotelossa. Tässä vaiheessa LED -nauha yhdistetään (punaisella, oranssilla, keltaisella hyppyjohdolla) elektroniikan sijoittamisen jälkeen. Kaikki liitännät on tehty tähän pisteeseen asti, paitsi ulkoiseen virtalähteeseen - punainen ja musta johto.

Vaihe 6: ITSE

Koska perustan pöytälampun jäljennökseksi marshmellon päästä, minun piti päällystää koko lasipurkki - paitsi silmät ja suuosa, joiden piti olla mustat - valkoisella ruiskumaalilla. Silmien ja suun kaavain leikataan pois ja liitetään purkkiin ennen ruiskutustyötä. Purkin annettiin kuivua ennen silmien ja suun asettamista purkin sisältä. Tämä tehtiin käyttämällä jäljellä olevaa mustaa korttipaperia (aluksi ajattelin vain maalata sen mustaksi). Vaikutus osoittautui hyväksi, koska näyttää siltä, että silmät ja suun kerros todella leikattiin pois.

Metallikannessa tarvittiin keskiaukko Arduino USB: n, äänentunnistinmoduulin ja virtalähteen käyttöä varten, kuten mainittiin. Onnistuin leikkaamaan koulun työpajassa.

Vaihe 7: VIIMEISTELY

Se on nyt rakenteen viimeinen kokoonpano.

LED -nauha tarkistetaan ensin sen varmistamiseksi, että valot todella toimivat ja että kaikki liitännät ovat kunnossa. Kun olet varmistanut, että komponentit toimivat, voit jatkaa kotelon asettamista tekemääsi purkkikoteloon. Näet reiästä (jopa kannen asettamisen jälkeen) ja elektronisten komponenttien sijoittelusta, ja pääset käsiksi sekä Arduinon USB -liitäntään että virransyöttöön alhaalta. Äänentunnistusmoduuli työntyy myös hieman ulospäin paremman äänen sieppaamiseksi. Käytin jaloissa vaahtolevystä leikattuja kuutioita ja maalasin sen mustaksi. Ihannetapauksessa voit käyttää hienoa puujalustaa pöytälampuksi.

Huomautus: Ensimmäisen prototyypin vesileimoista nähty maalaus oli alun perin huonosti tehty, joten minun piti kaavata koko pinnoite pois ohuemmalla siemenellä ja maalata se uudelleen. Tämä vaati varmasti ylimääräistä vaivaa, jonka voit välttää.

Ja lopulta sain projektin päätökseen. Se vaati ehdottomasti toistuvia kokeiluja ja virheitä - joko koodin saamiseksi käyttöön tai kokoonpanoprosessin muuttamisen suhteen, mutta olin tyytyväinen saavutukseen.

Vaihe 8: VALMIS

Tämä oli hieno projekti ja minulla oli hauskaa tehdä se. Lisäksi se on erityisen hieno, koska se on niin muokattavissa ja mahdollistaa milloin tahansa päivityksen tulevaisuudessa. Koodi voidaan muokata milloin tahansa, ja saat periaatteessa "uuden" lampun joka kerta.

TULEVAISUUDEN PARANNUKSET

Rakenteeseen voidaan kuitenkin tehdä paljon enemmän parannuksia ja/tai muunnelmia.

Voit lisätä erilaisia painikkeita Arduinoon. Tällä voit vaihtaa tilaa toteuttaaksesi yleisen lamppuominaisuuden, esimerkiksi yleisen sykkimisen. Tämä mahdollistaa vaihtamisen nykyisen äänireaktiivisen tilan ja yleisen kaltevuuspulssitilan välillä. Voit ottaa käyttöön toisen painikkeen, jonka avulla voit muuttaa säteilevien valojen värivalikoimaa (sarja 1 - sininen keltaiseksi, sarja 2 - punainen purppuraksi jne.). Tai vielä enemmän, sinulla voi olla kolme kerrosta menettelytapoja, joissa on enemmän tilaa äänen voimakkuuden seurantaan keskiarvojen perusteella - "LOW", "NORMAL", "HIGH". Näin saavutat laajemman väriaaltoalueen.

Haluan myös palata alkuperäiseen konseptiini, puettavaan marshmello -LED -päähän. Tämä näyttää rohkeammalta rakenteelta, joka yhdistää sekä äänentunnistinmoduulin että kiihtyvyysmittarin liikemoduulin käytön. Äänentunnistinmoduuli yleistää LED -valojen pulssin visualisoinnin, kun taas kiihtyvyysmittarin liikeyksikkö muuttaa valojen väriä lukemansa tulon mukaan - käyttäjän liikeaste.

Pohjimmiltaan ajatus on, että rajoitukset ovat loputtomat, ja sitä rajoittaa vain visio. Kiitos katselusta/lukemisesta ja hauskaa Arduinon kanssa!