JackLit: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ovaj projekat izveli su studenti koji pripadaju partnerstvu između Feminers Fremont Academy Feminers i kolegija Electronics 128 Pomona College. Ovaj projekt je imao namjeru integrirati tehnologiju šesterokutnog posuđa u zabavnu jaknu koja u ritmu osvjetljava muzikom. Naš "JackLit" može čuti muziku putem mikrofona i koristi Fast Fourierov transformacijski kod za sortiranje frekvencija u muzici koje se mogu kvantificirati i koristiti za razlikovanje određenih grupa osvjetljenja na jakni. Pritom, grupe elektroluminiscentnih ploča, paralelno povezane, osvjetljavaju ritmom bilo koje pjesme na osnovu raspona frekvencija koje mikrofon čuje. Upotreba ovog projekta je pružiti zabavnu jaknu koja može zasvijetliti u ritmu bilo koje pjesme. Može se nositi na društvenim događajima ili primijeniti na različite odjevne predmete. Tehnologija se može koristiti u cipelama, pantalonama, šeširima itd. Također se može koristiti za postavljanje rasvjete na priredbama i koncertima.

Korak 1: Materijali

Svi materijali mogu se pronaći na adafruit.com i amazon.com.

• 10cmX10cm bijela elektroluminiscentna ploča (x3)
• 10cmX10cm plava elektroluminiscentna ploča (x4)
• 10cmX10cm aqua elektroluminiscentna ploča (x3)
• 20cmX15cm aqua elektroluminiscentna ploča (x2)
• 100 cm zelena elektroluminiscentna traka (x3)
• 100 cm crvena elektroluminiscentna traka (x4)
• 100 cm plava elektroluminiscentna traka (x2)
• Bijela elektroluminiscentna traka 100 cm (x1)
• 12 -voltni pretvarač (x4)
• SainSmart 4 -kanalni relejni modul (x1)
• 9 voltna baterija (x5)
• 9 -voltni snap konektor (x5)
• Puno žica
• HexWear

Korak 2: Arduino softver

Prije nego počnete sa izgradnjom JackLita, morate imati odgovarajuće programske alate za upravljanje. Prvo morate otići na web mjesto Arduino i preuzeti Arduino IDE. Nakon što to učinite, evo koraka koje morate slijediti da biste se postavili za programiranje vašeg Hex -a.

1. (Samo za Windows, korisnici Mac računara mogu preskočiti ovaj korak) Instalirajte upravljački program posjetom https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Preuzmite i instalirajte upravljački program (.exe datoteka navedena u 2. koraku na adresi vrh povezane stranice RedGerbera).
2. Instalirajte potrebnu biblioteku za Hexware. Otvorite Arduino IDE. U odjeljku "Datoteka" odaberite "Postavke". U mjesto predviđeno za dodatne URL-ove upravitelja ploča, zalijepite https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Zatim kliknite "OK". Idite na Alati -> Odbor: -> Upravitelj odbora. U izborniku u gornjem lijevom kutu odaberite "Doprinos". Potražite, a zatim kliknite na Gerbera ploče i kliknite Instaliraj. Zatvorite i ponovo otvorite Arduino IDE. Da biste bili sigurni da je biblioteka ispravno instalirana, idite na Alati -> Ploča i pomaknite se do dna izbornika. Trebali biste vidjeti odjeljak pod naslovom "Gerbera ploče", pod kojim bi se barem trebao pojaviti HexWear (ako ne i više ploča poput mini-HexWear-a).

Korak 3: Raspored pretvarača

Ovaj dijagram prikazuje krug koji povezuje 9 -voltne baterije paralelno s pretvaračima, a zatim na omotač. Imajte na umu da par žica koje izlaze iz svakog pretvarača nosi izmjeničnu struju i važno je da paralelno spojene žice koje dolaze od pretvarača budu u fazi, inače neto dobitak neće biti 1.

Korak 4: Raspored releja

Ovo je sljedeća komponenta kruga od koraka 3 označenog "do prekidača" koji povezuje Hex sa prekidačima (relejni modul).

Korak 5: Izgradite

Spojite 9 -voltne baterije i pretvarače kao što je prikazano na slici 1. Pet 9 -voltnih treba biti paralelno i spojiti na četiri pretvarača također paralelno. Izlazne žice iz pretvarača trebaju biti spojene paralelno i fazno. Jedna od paralelnih žica na izlazu pretvarača tada bi trebala biti stavljena na stranu kako bi bila spojena ravno na elektroluminiscentne ploče na omotaču. Drugi će biti spojen na relejni modul. Imajte na umu da je ono što ide proizvoljno jer imamo posla s AC krugom. Kao što je prikazano u koraku 4, paralelne žice trebate podijeliti na tri, od kojih se svaka povezuje s jednim od četiri prekidača. Jedan prekidač će ostati neiskorišten. Pogledajte upute na adafruit.com ili amazon.com da biste saznali gdje se vaše žice trebaju spojiti na prekidače. Još jedna žica treba biti spojena na svaki prekidač koji će biti odvojen za spajanje na elektroluminiscentne ploče na omotu. Provjerite je li relejni modul pravilno priključen na Hex, kao što je prikazano u koraku 4 i gore.

Prelazimo na kolo integrirano u omotač. Sada imamo set od tri žice koja se povezuje s pretvaračima, i još jedan set od tri žice koja se povezuje sa prekidačima. Nalaze se u trojkama jer na omotu imamo 3 paralelna kola elektroluminiscentnih ploča. Elektroluminiscentne ploče mogu se vruće zalijepiti na omotač, a rupe u tkanini izrezati tako da provuku žice tako da se ne vide s vanjske strane. Sljedeći korak je najjednostavniji, ali i dosadan zbog svih elektroluminiscentnih ploča. Odaberite koje ploče želite istovremeno osvijetliti. Možete dodijeliti tri grupe panela, a svaku treba povezati paralelno. Paralelno bi trebale biti pozitivne ulazne žice, a paralelno negativne ulazne žice, iako su pozitivne i negativne proizvoljne jer se radi o izmjeničnom kolu. Spojite jednu od tri žice koje dolaze s pretvarača u svaku od tri elektroluminiscentne paralelne grupe rasvjete. Zatim spojite jednu od tri žice koje dolaze sa prekidača na svaku od tri elektroluminiscentne paralelne grupe rasvjete. Pokrijte izložene žice jer će vas one lagano šokirati.

Korak 6: Kodiranje

Naš kôd koristi biblioteku Arduino Fast Fourier Transform (fft) za razbijanje šuma na frekvencije koje Hex čuje. Stvarna matematika koja stoji iza Furijeovih transformacija je donekle komplikovana, ali sam proces nije previše složen. Prvo, Hex čuje šum, koji je zapravo kombinacija mnogih različitih frekvencija. Hex može slušati samo određeno vrijeme prije nego što mora obrisati sve podatke i opet, pa da bi mogao čuti šum, frekvencija te buke mora biti najviše polovina vremena koju Hex sluša od tada Hex mora biti u stanju čuti ga dva puta da bi znao da je to njegova vlastita frekvencija. Ako bismo grafički prikazali čisti ton u funkciji amplitude u odnosu na vrijeme, vidjeli bismo sinusni val. Budući da u stvarnosti čisti tonovi nisu uobičajeni, umjesto toga vidimo prilično zbunjujuću i nepravilnu vrckavu liniju. Međutim, ovo možemo približiti zbrojem različitih frekvencija čistih tonova do prilično visokog stepena tačnosti. Ovo radi biblioteka fft: uzima šum i razbija ga na različite frekvencije koje čuje. U ovom procesu neke frekvencije koje biblioteka fft koristi za aproksimaciju stvarne buke imaju veće amplitude od drugih; odnosno neki su glasniji od drugih. Dakle, svaka frekvencija koju Hex može čuti ima i odgovarajuću amplitudu ili jačinu zvuka.

Naš kôd radi fft kako bi dobio listu amplituda svih frekvencija u rasponu koji Hex može čuti. Uključuje kôd koji ispisuje popis frekvencija i amplituda te ih grafički prikazuje tako da korisnik može provjeriti da Hex zaista nešto čuje i da izgleda kao da odgovara promjenama u glasnoći bilo kojeg Hex -a sluh. Od tada, budući da naš projekt ima 3 prekidača, razbili smo frekvencijske raspone na trećine: nisku, srednju i visoku i učinili da svaka grupa odgovara prekidaču. Hex prolazi kroz frekvencije koje je čuo i ako je nešto u niskoj/srednjoj/visokoj grupi preko određene jačine, tada se prekidač koji odgovara grupi kojoj pripada frekvencija uključuje i cijela stvar se pauzira kako bi svjetlo ostalo uključeno. Ovo se nastavlja sve dok se ne provjere sve frekvencije, a zatim Hex ponovo sluša i cijeli proces se ponavlja. Pošto smo imali 3 prekidača, ovako smo podijelili frekvencije, ali to se lako može skalirati na bilo koji broj prekidača.

Napomena o nekim neobičnostima koda. Razlog što kada ponavljamo frekvencije koje počinju od 10. je taj što je na frekvenciji 0 amplituda izuzetno velika bez obzira na razinu šuma zbog istosmjernog pomaka, pa tek počinjemo nakon tog udara.

Za prikaz stvarnog koda koji smo koristili pogledajte priloženu datoteku. Slobodno se poigrajte s njim kako biste ga učinili manje ili više osjetljivim ili dodajte više grupa rasvjete ako želite! Zabavi se!