Svjetlosni show zasnovan na Arduinu: 7 koraka

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

Napravio sam Arduino kontrolirani svjetlosni show kao svoj ulaz u Makers Rock, Album Art Collab. Više o tome možete saznati na sljedećoj poveznici: Makers Rock. Naslovnica koju odaberem je sa albuma Judas Priest - Painkiller.

Cijeli komad je svjetlosna predstava koja je zatvorena u drvenom okviru, a omot albuma stavljen je na vrh tako da svjetlost prodire.

Korak 1: Pripremite drveni okvir

Okvir ili kućište možete izgraditi na bilo koji način. Biram drvo jer je s njim lako raditi koristeći samo osnovne alate.

Izgradio sam okvir od nekoliko paleta koje sam spasio. Obilježio sam 4 komada čistih dijelova dasaka dužine 30 centimetara, pazeći pritom na spojeve od 45 stepeni.

Sve rezanje sam obavio ubodnom pilom i sve je radilo u redu. Ako imate pristup kosilici ili stolnoj pili, možete ih koristiti i postići mnogo bolje rezultate. Spojevi nisu bili savršeni, ali sam pomoću brusilice uspio postići da se komadi lijepo uklope.

Tijekom testiranja shvatio sam da su preširoke i da će zauzeti puno prostora u unutrašnjosti kućišta pa sam ih odlučio izrezati na 2 cm širine. Opet sam upotrijebio ubodnu pilu pazeći da ne zarežem unutar linije.

Spojevi ukosa nisu sami imali veliku potporu pa sam izrezao male komade trokuta da ih zalijepim po uglovima kao dodatnu potporu. Siguran sam da ovdje postoji mnoštvo boljih mogućnosti za napraviti, ali ovo je bila najbolja ideja koju sam imao u ovom trenutku.

Spojio sam rukavice ljepilom za drvo na sredini spojeva i CA ljepilom na krajevima kako bih djelovao kao stezaljka i držao je na mjestu dok se ljepilo za drvo stvrdnjava. Mali trokutići nosača zalijepljeni su na mjesto koristeći samo CA ljepilo kako bi se proces ubrzao.

Korak 2: Prototip kola

Elektronika za svjetlosnu predstavu unutra sastoji se od Arduino Uno ploče s mikrofonom iz slomljenih slušalica koje osluškuju zvukove u prostoriji, a zatim odražava ukupnu jačinu zvuka osvjetljavajući jedan od 5 komada LED trake unutra.

Krug se sastoji od dva nezavisna dijela. Prvi dio je mikrofon s jednim tranzistorskim pojačalom, dok su drugi dio upravljački programi za LED trake. Potrebni su nam jer Arduino i pojačalo za mikrofon rade na 5V, dok LED traka radi na 12V.

Mikrofon je spojen na 5V izlaz na Arduinu preko 10k otpornika i preko kondenzatora na bazu tranzistora. Tranzistor zatim pojačava signal sa srednjim nivoom od 2,5 V tako da ga možemo pokupiti na analognom ulazu A0 na Arduinu.

Kako bi se uključilo 12V za LED diode, baza tranzistora je spojena na digitalni izlaz preko 10k otpornika i isti krug se ponavlja 5 puta. Uključujem samo 3 LED diode u svakom odjeljku kako bih se mogao izvući pomoću tranzistora. Ako želite izmijeniti projekt tako da koristi duže trake, morat ćete koristiti neke MOSFET -ove.

Iako se može činiti kao komplicirano kolo, ono je zaista vrlo jednostavno. Sve sam to testirao na ploči i nakon što sam se uvjerio da radi kako se očekuje, izgradio sam štit koji se montira direktno na Arduino Uno.

Shema je dostupna na:

Korak 3: Izgradite Arduino štit

Kad sam bio zadovoljan krugom, sagradio sam štit za Arduino na ploči. Cijeli proces izgradnje možete vidjeti u priloženom videu projekta.

Korak 4: Programirajte Arduino

Glavna zvijezda projekta je kod koji je programiran na Arduinu. To je ono što čini težak posao analiziranja nivoa zvuka iz mikrofona i pretvaranja u vidljivo svjetlo koje prati muziku. Cijeli kôd možete preuzeti s moje stranice GitHub, a vezu do njega možete pronaći u opisu videa zajedno sa shemom za elektroniku.

Ukratko, kôd ima 3 glavna dijela: dohvaćanje uzorka muzike za analizu, određivanje nivoa zvuka i zatim kontrola izlaza prema LED diodama na osnovu izračunate vrijednosti. Znam da bi ovo nekome moglo zvučati kao raketna nauka, ali zaista je lako kad se uhvatite stvari u koštac.

Skica na početku definira sve varijable i konstante koje ćemo koristiti. Pobrinuo sam se da svakom od njih dam objašnjenje kako biste ga lakše razumjeli. Nakon toga imamo funkciju postavljanja koja započinje serijsku komunikaciju u svrhu otklanjanja pogrešaka, isprazni i inicijalizira niz koji ćemo koristiti za detekciju vršne do najveće glasnoće i definira izlaze za LED diode.

U petlji koda, prvo započinjemo uzorkovanje zvuka kako bismo mogli otkriti njegovu jačinu do vrha. U regularnom zvučnom talasu, odsustvo bilo kakvog šuma je nivo na sredini minimalnog i maksimalnog napona koji pojačalo može proizvesti. U našem slučaju to je 2.5V.

Jednom kada se detektira zvuk, dobivamo val koji se kreće gore -dolje, pa nas za otkrivanje visokih šumova zanima kombinirana amplituda u tom valu. Dakle, umjesto pokretnog vala, preslikavamo vrijednosti od 0 do max u nekoj vrsti obrnutog stanja kako bismo lako razlikovali zvukove visoke i niske glasnoće.

Sljedeća dva odjeljka koda rade upravo to, prvo mjerimo amplitudu od vrha do vrha i određujemo maksimum tog vrha za period. Način na koji mikrofon radi, što ste dalje od njega, može izabrati manju glasnoću pa moramo izračunati faktor koji će ili pojačati ili smanjiti izmjereni signal i imati istu reakciju na različitim nivoima.

Kao posljednji korak, množimo izmjerenu vrijednost s mikrofona s faktorom koji smo upravo izračunali i na temelju rezultata uključujemo određene LED diode.

Nakon što je ploča lemljena prema shemi, pobrinuo sam se da je testiram prije nego što sam nastavio s pripremom stvarne omota albuma.

Kod na GitHub-u:

Korak 5: Pripremite prednji poklopac

Za prednju stranu komada koristio sam list prozirnog akrila. Izrezao sam tiskana umjetnička djela na dimenzije i naneo sloj prozirnog ljepila za drvo na površinu bez zaštitnog omota na akrilu. Ako imate pristup Mod Podge -u ili nekom prozirnom akrilnom gel medijumu, bolje je koristiti to umjesto ljepila za drvo, ali djeluje gotovo isto.

Trik prilikom nanošenja slike nije u tome da koristite previše ljepila kao što sam to učinio kako ne biste dobili bore na papiru. U ovom slučaju bolje je manje, ali površina mora biti potpuno prekrivena. Dok je ljepilo još mokro, umjetničko djelo je jedva vidljivo, ali nakon što se potpuno osuši postat će prozirno.

Ostavio sam okvir da se stvrdne 24 sata, a zatim sam shvatio postavljanje Arduina unutar okvira. Želim da umjetničko djelo bude obješeno na zid, a budući da ga je potrebno priključiti na napajanje, montirao sam ploču na donju stranu tako da žica adaptera za napajanje izlazi iz zidne utičnice.

Upotrijebio sam nožnu pilu za uklanjanje većine materijala, a zatim sam se probio dlijetom i turpijom. Ako imate ručni usmjerivač, to će biti puno brže od dlijeta. Također sam izbušio rupu kroz okvir kako bi mikrofon mogao stršiti i pokupiti zvukove iz sobe.

Prije završetka, brusio sam okvir do brusnog papira granulacije 240 i zatim nanio sloj laka za drvo. Iskoristio sam komad tkanine da obrišem mrlju, a zatim je nakon nekog vremena obrišem.

Korak 6: Sastavite Light Show

Debljina okvira nije bila dovoljna da zadrži svu elektroniku na mjestu pa sam izrezao i zalijepio dva sloja izolacije od crne XPS pjene od 5 mm na obje strane okvira. Osim što je napravila mjesta za svu elektroniku, pjena je komadu dala lijep slojevit izgled sa strane.

Sve elektroničke komponente montirane su unutar okvira pomoću vrućeg ljepila, počevši od mikrofona pa do glavne Arduino ploče.

Na stražnjoj strani označio sam i izrezao list od 3 mm vlaknaste ploče visoke gustoće koja će djelovati kao podloga i reflektor jer je jedna strana bijela. Koristio sam male vijke 3,5 x 16 mm za pričvršćivanje sa stražnje strane. Zatim sam uklonio podlogu s ljepila na LED trakama i zalijepio ih na vlaknastu ploču.

Akrilna prednja strana također je pričvršćena istim vijcima od 16 mm, ali rupe za vijke upuštam bušilicom od 6 mm kako bi mogli sjediti u ravnini s prednjom stranom. Ako imate usmjerivač, tada možete napraviti utor u okviru i na taj način zatvoriti akril.

Na kraju je trebalo samo ukloniti drugi zaštitni sloj s akrilnog lima i sve to isprobati kako bi se uvjerilo da je i dalje funkcionalan. Da bih ga objesio na zid, dodao sam komad žice između dva sipa sa stražnje strane.

Korak 7: Uživajte u svom Arduino svjetlosnom showu

Sve u svemu, jako sam zadovoljan kako je ovo ispalo. Kućište bi moglo biti malo bolje da sam imao odgovarajući alat za obradu drveta, ali je ipak lijep zidni dekor. S obzirom da sam ga izgradio, s djecom smo se jako zabavili, ali vrijeme je da pronađe novi dom.

Poklonit ću komad koji sam napravio pa pogledajte video na YouTube -u kako biste saznali kako ga možete osvojiti.

Okušajte kôd na YouTubeu

Napravite video zapis projekta

Ako vam se svidio projekt, razmislite o podršci mom radu na Patreonu! Https: //www.patreon.com/taste_the_code

Shema je dostupna na:

Kod na GitHub-u: