Nosiva suknja ekvilajzera koja reagira na zvuk: 21 korak (sa slikama)

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

Neko vrijeme sam želio dizajnirati komad koji komunicira sa zvukom. Ekvilajzer suknja ima integrisanu elektroniku koja reaguje na nivo buke u svom okruženju. Integrirane LED diode raspoređene su kao ekvilajzeri kako bi naglasile ponašanje zvuka. Ovisno o intenzitetu zvuka, svijetli samo nekoliko ili sve LED diode.

Integriranje prave elektronike bez njihove vidljivosti nije bilo lako jer suknja dobro pristaje uz kožu. Takođe sam želeo da suknja ekvilajzera izgleda kao obična suknja bez ikakvih rupa u njoj kad god su svetla ugašena. Trebalo mi je neko vrijeme da pronađem prave LED diode i metodu, budući da su unaprijed izrađene LED trake ili LED žice bile previše glomazne i nedovoljno fleksibilne za suknju.

Korištenje vodljivog navoja obično je jednostavan način za integraciju elektronike. Međutim, kada se radi o povezivanju više RGB LED dioda na traku, otpor provodnog navoja je previsok. LED diode moraju biti ušivene prilično blizu, inače će početi treperiti i/ili prikazivati pogrešnu boju.

U ovom uputstvu pokazat ću vam kako napraviti prilagođenu, vrlo tanku i fleksibilnu LED traku, kao i kako spojiti elektroniku i integrirati svjetla u kožu.

Korak 1: Dizajn

Ova kožna suknja ima 5 stupova sa 3 do 6 svjetala svaki i 20 LED dioda ukupno. LED diode i elektronika su pričvršćene na unutrašnjost suknje. Svjetla sijaju kroz rupe u gornjem sloju koje su učvršćene ušicama i vrućim ljepilom. Budući da rupice izgledaju kao mali klinčići, suknja i dalje izgleda lijepo čak i kad su svjetla ugašena.

Korak 2: Potrošni materijal

Materijali:

• Koža
• Podstava
• Zipper
• ili nabavite suknju
• 20 x RGB LED dioda [tip WS2812B] iz SparkFuna
• Mikrokontroler [Flora] iz Adafruit -a
• Pojačalo za mikrofon kompanije Adafruit ili SparkFun
• 3,7 - 5 V baterija kompanije SparkFun ili Amazon
• Fleksibilna žica [premazana silikonom ili PVC -om] iz Adafruit -a
• Termoskupljanje
• 3 x Muške kratkospojne žice
• 3 x Ženske kratkospojnice
• 10 cm čičak traka s ljepljivim naslonom
• 20 x ¼”ušice

Alati:

• Lemilica
• Lemljena žica
• Komplet alata za ušice
• Hammer
• Pištolj za vruće ljepilo + ljepilo
• Mjerna traka
• Vladar
• Makaze
• Kreda ili olovka od tkanine
• Igla i konac
• Mašina za šivanje
• Računar i USB kabl

Opciono:

• Alat za pomoć pri lemljenju
• Crocodile snaps
• Alat za presovanje žice

Korak 3: WS2812B RGB LED diode

Na gornjoj slici možete vidjeti 'gole' WS2812B RGB - SMD LED diode. Svaka LED dioda je mala 5 x 5 mm i ima crvenu (R), zelenu (G) i plavu (B) LED diodu, kao i maleni upravljački čip. WS2812B LED diode se mogu adresirati, što znači da možete kontrolirati boju i svjetlinu svake pojedinačne LED diode. Stoga se može programirati gotovo svaki zamislivi uzorak.

Svaka LED dioda ima četiri kontakta za lemljenje: jedan za uzemljenje, jedan za napajanje i jedan za unos podataka i jedan za izlaz podataka. Pin za uzemljenje je označen isečenom ivicom na vrhu LED diode, pored pina za uzemljenje nalazi se pin za unos podataka. Dijagonala preko puta unosa podataka je izlaz podataka, koji će biti povezan sa pinom za unos podataka sljedeće LED diode. Zadnji pin je pin za napajanje. Pinovi za podatke su neophodni za prenos informacija o tome koliko LED i koje boje treba da budu svetle i boje.

Ako trebate više informacija, idite na Sparkfun -ovu stranicu proizvoda gdje možete pronaći podatkovnu tablicu, vodič za povezivanje i LED vodič.

Korak 4: Pojačalo za mikrofon

Ploča za pojačalo za mikrofonski mikrofon tvrtke Adafruit dolazi s elektronskim mikrofonom od 20-20KHz, kao i 3 lemna pina za povezivanje s mikrokontrolerom. OUT treba spojiti iglom mikrokontrolera definiranom u kodu, GND će biti spojen na masu, a VCC na izvor napajanja između 2,4 - 5 V. Koristite "najtiše" napajanje dostupno na ploči. Na Flori bi to bio 3.3 V pin.

Pojačalo za mikrofon Electret odlično je za snimanje zvuka ili audio-reaktivne projekte poput ove LED suknje. Više informacija o mikrofonu možete pronaći u tehničkom listu Adafruit.

Korak 5: Nosivi mikrokontroler

Na raspolaganju je mnogo nosivih mikrokontrolera. Pregled različitih ploča možete pronaći u koraku 3 uputstva za suknju meduze. Za ovaj projekt potrebna je ploča s nešto više procesorske snage i memorije jer je kod malo složen. Rad s manjom pločom vjerojatno će biti složeniji ili uopće neće funkcionirati jer nema dovoljno memorije.

Korak 6: Napajanje

Korištenje energetskih banaka umjesto "golih" litij -polimernih (LiPo) baterija je sigurnije jer je baterija zaštićena u aluminijskom kućištu. Power banke se također lakše pune i zgodne su u slučaju da želite puniti druge uređaje poput telefona. Međutim, u ovom projektu radim s „golom“litij -polimernom baterijom jer mi je potrebna mala i prazna baterija. Budući da suknja čvrsto pristaje, nema toliko dodatnog prostora za veliku banku energije.

LiPo dolazi s 2-pinskim JST konektorom koji se može priključiti u mikrokontroler. Baterija ima oko 4,2 V kad je potpuno napunjena i prazni pri 3,0 V. LED diode bi trebale raditi na napajanju od 5 V, ali rade i sa baterijom od 3,7 V.

Izračunavanje vremena rada vaše baterije: Jedna LED dioda troši oko 60 mA (miliampera) struje. Zamislite da imate 20 LED dioda na traci, oni će ukupno izvući najviše 1, 200 mA. Baterija od 1200 mAh (miliamper sati) može napajati 1200 mA za sat vremena; pa ako vaša baterija ima kapacitet od 2 500 mAh, LED diode će svijetliti najmanje dva sata: 2 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

Međutim, ako ste se odlučili za LiPo, prvo provjerite Sparkfun -ov LiPo vodič za njegu baterije.

Korak 7: Dizajnirajte i sašite suknju

Dizajn se temelji na klasičnom uzorku suknje s visokim strukom. Postoje dvije strelice sprijeda i straga. Na stražnju stranu suknje dodala sam patentni zatvarač i pomaknula dvije (od originalne četiri strelice) u središnji dio leđa. Budući da bi LED traka mogla malo svrbjeti, preporučio bih i ušivanje podstave u suknju. Skratio sam dužinu suknje na 42 cm. Pogledajte ovaj vodič "kako sašiti suknju" ako vam je potrebna pomoć.

Na kraju će LED traka, kao i baterija, mikrofon i mikrokontroler biti pričvršćeni na unutrašnjost suknje. Sve u svemu, moglo bi biti malo teško za mekše materijale poput pamuka, a težina bi mogla povući tkaninu. Za svoju suknju koristila sam tanku kožu i nisam imala takav problem.

U slučaju da ne želite sašiti svoju suknju, samo naprijed i upotrijebite onu koju već imate. Uverite se da je tkanina dovoljno gusta.

Korak 8: Dizajnirajte LED raspored

Sada razmislite koliko LED dioda želite koristiti za svoju suknju i gdje ih pričvrstiti. Kožna suknja ima ukupno 20 LED dioda. Na desnoj strani suknje postavljeno je 5 stupova sa po 3 do 6 LED dioda. Budući da će LED diode zvučno reagirati, želio sam da izgledaju kao šipke ekvilajzera.

Označite LED mrlje na vrhu suknje kredom od tkanine. Kasnije će se sve LED diode spojiti u liniju. Početak LED žice bit će u sredini prednje strane suknje.

Korak 9: Izrežite rupe u suknju

U sljedećem koraku nastavite i integrirajte ušice u gornji sloj suknje [ne podstavu]. Izrežite malu rupu u tkanini na svakom označenom mjestu. Pazite: prvo izrežite malu rupu i provjerite odgovara li ušica unutra. Ako je rupa čak i prevelika, rupica će ispasti.

Stavite dublju ušicu na gornji sloj suknje, kroz rupu. Držite se za ušicu i pažljivo okrenite suknju naopako.

Korak 10: Umetnite ušice

Sada postavite metalni (ili ponekad gumeni) kalup ispod gornjeg otvora. Postavite podlošku na stražnju stranu rupice. Držite žig na vrhu dublje ušice i čekićem, pažljivo vratite ušicu i podlošku u njihov stalni položaj. Ponavljajte sve dok se sve rupice ne nađu u suknji.

Korak 11: Lemljenje prve LED diode na žicu za uzemljenje

Sada je vrijeme za spajanje pojedinačnih svjetala zajedno u LED niz. Koristite vrlo fleksibilnu žicu jer će s njom biti lakše raditi. Odrežite žicu dovoljno dugo da spojite sve LED diode. Ovo će biti kontinuirana žica za uzemljenje.

Malim škarama uklonite malo plastike oko uzemljene žice nakon prvih 10 cm. Postavite prvu LED diodu unutar alata za pomoć pri lemljenju prema dolje. Pričvrstite žicu za uzemljenje unutar suprotne kopče. Pomaknite obje kopče zajedno sve dok prazan dio žice ne bude odmah do uzemljenja LED diode. Zatim gurnite vruće lemilicu na vrh žice i uzemljenja i zagrijte oko dvije sekunde. Uzmite žicu za lemljenje i držite je pored lemilice iznad igle i prazne žice. Zatim pričekajte da se neka žica za lemljenje otopi i LED dioda pričvrsti za žicu. Prije lemljenja uklonite žicu za lemljenje i pričekajte da se spoj ohladi.

Napomena: Kraća strana žice (dodatnih 10 cm) mora biti na istoj strani kao i pin za unos podataka. U suprotnom će LED traka biti okrenuta naopako i podaci neće moći krenuti u pravom smjeru.

Korak 12: Lemite još malo

Za drugu LED diodu izmjerite udaljenost između prvog i drugog otvora vaše suknje. Malim škarama uklonite silikonski ili PVC premaz oko žice na koju će biti zalemljena druga LED dioda. Lemite drugu LED diodu na žicu za uzemljenje i ponavljajte sve dok svaki otvor ne dobije svoju LED diodu.

Korak 13: Lemite žicu za napajanje na LED traku

Odrežite žicu sve dok je žica za uzemljenje. Ova žica će biti zalemljena na utikač za napajanje (dijagonalno preko uzemljenja) LED dioda. Još jednom uklonite silikonski ili PVC premaz oko žice na istim mjestima i lemite žicu na utikač za napajanje.

Korak 14: Lemljenje podatkovne žice između LED dioda

Sada samo lemite pojedinačne, kraće žice između podatkovnih pinova LED dioda. Žica za prijenos podataka presječena je između svakog svjetla, pa će podatkovni signal prolaziti kroz LED diodu prije nego što pređe na sljedeću LED. Trebat će vam podatkovna žica na prvoj LED diodi vaše trake (pin za ulaz podataka), ali nećete imati žicu na priključku za izlaz podataka vaše posljednje LED diode.

Savjet: Pomaže otapanje neke žice za lemljenje preko krajeva žice prije lemljenja žica na igle.

Korak 15: Preuzmite Arduino IDE, instalirajte Neopixel biblioteku i prenesite kôd

U slučaju da prije niste radili s Arduino mikrokontrolerom, morat ćete preuzeti Arduino IDE (Integrirano razvojno okruženje). Ovo je softver za pisanje programa i njihovo postavljanje na vaš Arduino mikrokontroler. Biblioteka dolazi s nekim osnovnim primjerima programa. Softver možete preuzeti sa web stranice Arduino. Prilikom rada s Florom slijedite korake na web stranici Adafruit kako biste izmijenili svoj Arduino IDE.

Budući da u biblioteci Arduino nema primjera programa za RGB LED diode, morat ćete preuzeti dodatnu biblioteku za rad. Adapruitova NeoPixel biblioteka je laka za razumevanje i rad sa njom. Biblioteku preuzmite ovdje. Otvorite Arduino IDE i instalirajte biblioteku tako što ćete otići na Manage Libraries. Otvorit će se prozor i morat ćete odabrati Adafruit zip datoteku.

Sada otvorite novu skicu tako što ćete otići na Datoteka> Novo. Idite na stranicu LED Ampli-Tie i kopirajte i zalijepite kôd u svoju skicu. U kodu promijenite broj LED dioda u stvarni broj LED dioda koje koristite u svom projektu. Također morate definirati pin na koji će vaša LED traka biti spojena na mikrokontroleru i pin za mikrofon. Sada odaberite svoj mikrokontroler putem Alati> Ploča. Nakon što povežete mikrokontroler USB kablom sa laptopom, kliknite na strelicu u gornjem lijevom uglu skice. Ovo će učitati program na vaš mikrokontroler. Ako se na skici pojavi narančasta greška, kopirajte tekst i pretražite Google kako biste pronašli rješenje.

Napomena: Analogni (A) pin ne mora imati isti broj kao digitalni (D) pin. Digitalni pin brojevi zapisani su na ploči. Analogne brojeve pinova možete pronaći na Flora dijagramu raspoznavanja. Pin definiran u vašem kodu za vaš mikrofon mora biti analogni pin - LED traka digitalni pin.

Korak 16: Testirajte LED traku

Prvo pripremite mikrokontroler. Morat ćete odrezati tri žice kratkospojnika i lemiti ih na mikrokontroler. Lemite žice podataka na pinove koje ste definisali u svom kodu (koristio sam D10 i D12, ali trebali biste koristiti D6 i D9 - ti pinovi su već definisani u kodu Ampli -Tie). Dvije žice za uzemljenje i napajanje mogu se lemiti na svaki pin. Spojeve učvrstite vrućim ljepilom.

Zatim odrežite tri muške žice kratkospojnika i lemite ih na početak LED trake. Spoj učvrstite toplotnim skupljanjem. Pomoći će vam da povežete i isključite svjetla sa ploče. Također je sigurnije jer će utikač otpasti prije nego što žica otkine ploču ili LED traku. To se lako može dogoditi pri nošenju elektronike.

Sada možete spojiti svoju LED traku s pločom i testirati je. Prvo sam učitao NeoPixel strandest (program za paljenje LED dioda bez mikrofona) da vidim da li sva svjetla rade. Također morate priključiti ploču na LiPo ili računalo za napajanje. Kao što možete vidjeti na slici, prvo sam koristio krokodilske kopče.

Korak 17: Pripremite svoj mikrofon

Lemite žicu na svaki pin. Upotrijebite ostale tri ženske kratkospojnice i lemite ih na krajeve žica. Zatim postavite LED Ampli-Tie kôd na svoj mikokontroler. Ne zaboravite promijeniti broj LED dioda, kao i analogni i digitalni pin u kodu. Povežite svjetla i mikrofon sa pločom i testirajte je.

Korak 18: Integrirajte LED diode u suknju

Kad sve LED diode rade, možete ići naprijed i integrirati LED diode u svoju suknju. Okrenite suknju naopako i stavite malo vrućeg ljepila oko prve rupice. Postavite prvu LED diodu (strana koja svijetli okrenuta prema dolje) u prvu rupicu na vrhu ljepila. Zatim stavite malo vrućeg ljepila na LED, pustite ga da se malo ohladi i gurnite ga prstom prema dolje dok se ne ohladi. Ako spojevi za lemljenje nisu dovoljno pričvršćeni, stavite još malo ljepila na vrh. Ponavljajte sve dok se sve LED diode ne zalijepe u otvor.

Korak 19: Popunite ušice

Nakon što su sve LED diode zalijepljene u ušice, okrenite suknju ponovo na desnu stranu i ispunite rupice vrućim ljepilom. Pažljivo držite pištolj za vruće ljepilo malo iznad ušice i pustite da malo ljepila kapne u ušicu. Za ravnu i glatku površinu polako pomičite toplinski pištolj u krugovima dok punite rupicu.

Korak 20: Integrirajte elektroniku u suknju

U posljednjem koraku izrežite tri čičak trake s ljepljivom podlogom: jedan za mikrofon, jedan za mikrokontroler i jedan za bateriju. Zalijepite grubi čičak komad na svoju elektroniku, a odgovarajuću mekšu stranu unutar suknje na kožu. Pomaže pri nošenju suknje i odabiru dobrog mjesta za elektroniku prije nego što zalijepite čičak na kožu.

Korak 21: Nosite svoju suknju

Sve je spremno. Sada možete priključiti bateriju, mikrofon i svjetla u mikrokontroler i upaliti.

Ako želite saznati više o RGB LED diodama i programiranju vlastitih uzoraka, pogledajte biblioteku FastLED. Za mapiranje LED dioda i dodavanje prekidača vašem projektu, preporučujem rad s bibliotekom RGBShades iz macetecha.

U slučaju da imate pitanja ili nešto nije jasno, slobodno pitajte. Uživajte u nošenju svjetla!

Velika nagrada na takmičenju Wearable Tech Contest