Arduino beskonačno ogledalo (Bluetooth i zvučno reaktivno): 9 koraka (sa slikama)

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

Napravio sam Infinity Mirror za školski projekt s Arduinom koji možete kontrolirati svojim telefonom ili tabletom koristeći Bluetooth. Ogledalo takođe ima ugrađeni mikrofon koji detektuje zvuk/muziku i u skladu sa tim reaguje stvaranjem upadljivih svetlosnih strobova u ritmu muzike! Jednostavno pokrenite aplikaciju, povežite se na bluetooth i pogledajte kako se čarolija događa!

U ovom uputstvu ću vam pokazati kako možete napraviti ovo beskonačno ogledalo. Pa krenimo!

Korak 1: Prikupite materijale

Za izradu ovog beskonačnog ogledala trebat će vam sljedeći materijali:

1) Arduino Uno (30 USD)

Možete koristiti i drugu vrstu Arduina, ali to potpuno ovisi o vama.

2) Mini matična ploča ili PCB (5 USD)

Iskoristio sam ploču za izradu prototipa, a kasnije sam sve lemio na ploču/stripboard.

3) WS2813 Digitalna 5050 RGB LED traka - 144 LED diode (1 metar) (25 USD)

Možete koristiti i drugu LED traku, ali pazite da se sve LED diode pojedinačno adresiraju. Također pazite da LED traka daje "dodatni" napon od 5 V za svaki metar LED dioda. To je zato što napon pada preko trake i struja na početku može se značajno povećati. (i možda snimiti početak vaše LED trake!) Više o ovome možete pročitati ovdje: Napajanje Neopiksela.

4) Prototipne žice (3 USD)

Boje općenito nisu bitne, ali vrlo je korisno imati ih kao referencu za sebe. Koristio sam bijelu, crnu, crvenu, zelenu, žutu, narančastu i plavu.

5) USB A do B kabel (4 USD)

Ovo će se koristiti za učitavanje vašeg Arduino koda na Arduino Uno ploču.

6) Napajanje srednjeg bunara - 5V 10A (15 USD)

Ovo će se koristiti za podršku LED trake s vanjskim naponom od 5 V, jer sam Arduino nije dovoljno snažan da upali sve LED diode. Možete odabrati i napajanje zidnim adapterom, ali pazite da radi na 5V.

7) 230V kabel za napajanje s utikačem (3 USD)

Ovo će se koristiti za spajanje komutacijskog napajanja na 230V utičnicu. Ovisno o tome gdje živite, napon iz utičnice može varirati. U svakom slučaju trebat će vam odgovarajući kabel s utikačem.

8) Bluetooth HC-06 modul RF primopredajnik, 4-PIN (8 USD)

Ovaj modul će se koristiti za slanje podataka s vašeg telefona ili tableta na Arduino. Ovaj bluetooth modul može poslužiti samo kao rob. Standardni bluetooth pin / lozinka je 1234.

9) 3-PIN senzorski modul senzora za otkrivanje zvuka (3 USD)

Ovaj modul će se koristiti za detekciju zvuka jer ima ugrađen mikrofon. Postavite potenciometar na željenu količinu zvuka pri kojoj se generira signal. Možete koristiti i drugi senzor zvuka, ali to ovisi o vama.

10) 220 Ω otpornik (0,25 USD)

Ovo će se koristiti za kontrolu napona LED dioda. Ako ovo ne koristite, LED diode će se na kraju jako zagrijati. Otpornik od 220 Ω ima crvene, crvene i smeđe pruge tim redoslijedom. Posljednja traka predstavlja toleranciju. Zlato znači ± 5%. Više informacija ovdje: 220 Ohm otpornik.

11) Elektrolitski kondenzator od 1000uF 16V (0,25 USD)

Ovo će se koristiti za dodavanje i skladištenje kapacitivnosti (energije) vašem krugu. Više informacija ovdje: Elektrolitički kondenzatori.

Kutija i ogledalo:

Ovo su materijali i dimenzije koje sam koristio za izradu svoje kutije. Također možete odlučiti da umjesto toga kupite okvir ili već napravljenu kutiju koja je dovoljno velika da u nju stavi jednosmjerno reflektirajuće ogledalo, normalno ogledalo, LED diode i elektroniku. Preporučujem da ga sami napravite ako imate odgovarajući alat i materijal.

12) Staklo 25 x 25 cm (debljine 3 mm) (5 USD)

Staklo će se koristiti kao jednosmjerno reflektirajuće ogledalo, za što će vam trebati jednosmjerna prozorska folija (vidi 13). Takođe možete izabrati i jednosmjerno ogledalo/poluprozirno ogledalo koje je dovoljno veliko da stane u vašu kutiju. Možete sami rezati staklo rezačem stakla (vidi 22), ali radije preporučujem da se posavjetujete sa stručnjacima koji će to učiniti umjesto vas, ili još bolje samo kupiti staklo odgovarajućih dimenzija.

13) Zatamnjena jednosmjerna prozorska folija 30 x 30 cm (5 USD)

Da biste replicirali jednosmjerno ogledalo, trebat će vam staklo i rola zatamnjenog jednosmjernog prozorskog filma, koji će se nanijeti na staklo vodom i sapunom (vidi 29). Razlog zašto je nešto veći od stakla je taj što će se s vremenom smanjiti. Ako umjesto toga odlučite kupiti jednosmjerno ogledalo, ovo vam neće trebati.

14) Ogledalo 25 x 25 cm (debljine 3 mm) (5 USD)

Obično ogledalo, poput onog koje imate u kupatilu. Ovo će se koristiti, zajedno s jednosmjernim ogledalom, za stvaranje efekta "beskonačnosti".

15) 2x debela drvena letva 25 x 10 x 2 cm (2 USD)

Dvije drvene letvice za vrh i dno kutije.

16) 2x debela drvena letva 27 x 10 x 2 cm (2 USD)

Dvije drvene letvice za desnu i lijevu stranu kutije.

17) 2x tanka drvena letva 25 x 2,5 x 0,5 cm (1 USD)

Dvije drvene letvice za gornji i donji dio unutrašnjosti kutije (na koje će ležati ogledala i na koje su zalijepljene LED diode).

18) 2x tanka drvena letva 24 x 2,5 x 0,5 cm (1 USD)

Dvije drvene letvice za desnu i lijevu stranu unutrašnjosti kutije (na koje će počivati ogledala i na koje su zalijepljene LED diode).

19) Crna limenka/sprej

Ovo sam iskoristio da svoju kutiju ofarbam u crnu boju kako bih se više uklopila s tamnom temom.

Alati:

Ovo su alati koji će vam trebati za izradu kutije, kao i ogledala:

20) Merna traka (3 USD)

Naravno, koristi se za mjerenje vaše kutije. Više informacija ovdje: Kako čitati mjernu traku.

21) Mjerni kvadrat (5 USD)

Koristi se i za mjerenje vaše kutije/materijala. Nije baš potrebno, ali bi moglo biti vrlo korisno.

22) Rezač/skidač žice (5 USD)

Koristi se za skidanje i rezanje žica. Alternativno možete koristiti i kuhinjski ili stanley nož. Više informacija ovdje: Kako skinuti žicu.

23) Rezač stakla (5 USD)

Koristi se za rezanje stakla i ogledala. Alternativno možete koristiti dijamant, ali ga ne preporučujem. Više informacija ovdje: Kako rezati vitraže.

24) odvijač/bušilica (2 USD)

Koristi se za zavijanje vijaka i bušenje rupa. Više informacija ovdje: Kako voziti drveni vijak.

25) Čekić (5 USD)

Koristi se za zabijanje eksera. Više informacija ovdje: Kako sigurno koristiti čekić.

26) Ljepilo za drvo (5 USD)

Ako vijci ili čavli nisu dovoljno dobri, možete nanijeti i malo ljepila za drvo kako biste dijelove držali zajedno. Više informacija ovdje: Kako lijepiti drvo zajedno.

27) Testera (5 USD)

Koristi se za piljenje drva. Više informacija ovdje: Kako rezati drvo ručnom pilom.

28) Nokti (3 USD)

Koristi se za držanje dijelova zajedno, u našem slučaju trajno.

29) Vijci (3 USD)

Također se koristi za držanje dijelova zajedno, ali pomoću vijaka umjesto čavala možete lako odvojiti dijelove ako je potrebno.

30) Voda i sapun

Koristi se za nanošenje zatamnjene jednosmjerne prozorske folije na staklo. Također se koristi za čišćenje beskonačnog ogledala. Ako želite znati kako instalirati prozorsku foliju, možete slijediti ovaj vodič: Kako instalirati prozorsku foliju.

31) Brusni papir (1 USD)

Koristi se za oplemenjivanje oštrih rubova stakla i drveta.

Alati za lemljenje (opcionalno):

32) Lemilica (15 USD)

Opcionalno ako odlučite lemiti sve zajedno umjesto da ostavite na matičnoj ploči. Ako želite znati kako lemiti, možete slijediti ovaj vodič: Kako lemiti elektroniku.

33) Lim za lemljenje 0,6 mm - 100 g (5,50 USD)

Koristi se za međusobno lemljenje žica.

34) Žica za lemljenje - 1 mm 1,5 m (1,50 USD)

Koristi se za odlemljivanje žica u slučaju da ste slučajno pogriješili.

35) Cijevi za termoskupljanje (2 USD)

Koristi se za sigurno držanje lemljenih žica zajedno.

36) 1x žensko zaglavlje sa 3 igle (0,10 USD)

Nije baš potrebno, ali moglo bi biti korisno ako ne želite izravno lemiti senzor za otkrivanje zvuka na žice.

37) 1x ženska zaglavlja sa 4 igle (0,10 USD)

Nije baš potrebno, ali moglo bi biti korisno ako ne želite direktno lemiti bluetooth modul na žice.

Korak 2: Povezivanje na matičnu ploču

Nakon što ste sastavili materijale, vrijeme je da napravite svoj prvi prototip koristeći ploču. Matična ploča ima ukupno četiri stupca. Prve dvije i posljednje dvije plave i crvene kolone dijele vezu okomito, što predstavlja +5V (crveno) i uzemljenje/GND (plavo). Dvije kolone u sredini su mjesto gdje će biti smještene vaše glavne komponente. Ovdje možete saznati više o matičnim pločama.

Ono što želite učiniti je spojiti svoj Arduino na matičnu ploču pomoću nekih prototipnih žica. Kao što sam već spomenuo, boje nisu bitne, ali su korisna referenca za vas. Na primjer, koristio sam crvene žice za predstavljanje +5V i bijele žice za predstavljanje GND. Također nije važno gdje postavite pinove sve dok ostaju u istom krugu.

Zatim želite spojiti LED traku na matičnu ploču. Primijetit ćete da ima 3-6 žica ovisno o vrsti koju imate. Bijela označava GND/min ulaz, crvena predstavlja +5V ulaz, zelena predstavlja PIN za unos podataka, a plava predstavlja rezervni PIN za unos podataka (nemojte se povezivati osim ako LED nije povezan). Priključite vanjsko napajanje od 5 V i spojite ga na LED traku. Ne zaboravite spojiti i otpornik i kondenzator kao što je prikazano na gornjoj slici, inače možete izgorjeti LED diode!

Na kraju želite povezati bluetooth modul i senzor za otkrivanje zvuka na matičnu ploču. Dodijelite senzor za otkrivanje zvuka na pin A0 (analogni). Što se tiče bluetooth modula, primijetit ćete da ima jedan RXD i jedan TXD pin. Oni služe za slanje i primanje signala. NAPOMENA: spojite TXD pin modula na RXD pin Arduina, a RXD pin modula na TXD pin Arduina. Ne na iste igle!

Korak 3: Kodirajte Arduino

Dakle, sljedeći korak je kodiranje Arduina. Za to će vam trebati Arduino IDE softver koji možete preuzeti ovdje. Nakon što preuzmete IDE, otvorite novi dokument i kopirajte i zalijepite sljedeći kod u prozor projekta:

#include

// Igle koje su povezane s Arduinom

const int PIN = 6; // Ulazni pin LED trake int NUMPIXELS = 144; // Broj piksela koji će zasvijetliti const int SOUNDSENSOR = A0; // Ulazni pin senzora zvuka

int ButtonState = 0; // Stanje koje je dodijeljeno gumbu u bluetooth aplikaciji

int volumen = 0; // Stanje koje provjerava postoji li signal u mikrofonu ili ne

// Varijable boja

boolean PrimBlue = false; boolean PrimGreen = false; boolean PrimRed = false; boolean PrimWhite = false; boolean PrimYellow = false; boolean PrimOrange = false; boolean PrimPink = false; boolean PrimPurple = false;

// Varijable svjetla i zvuka

boolean SoundDetect = false; boolean FullLight = false;

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup () {

pinMode (SOUNDSENSOR, INPUT); // Unos pinMode senzora zvuka (PIN, OUTPUT); // Ulaz LED trake

Serial.begin (9600);

strip.setPixelColor (0, 0, 0, 0); strip.setBrightness (0); strip.begin (); // Ovo inicijalizira NeoPixel biblioteku strip.show ();

}

void loop () {{100} {101}

// Određujemo količinu svjetline prema kliznom svjetlu bajta = analogRead (A0)/4; Serial.println (svjetlina); if (Serial.available ()> 0) {ButtonState = Serial.read (); }

// Omogućavanje ili onemogućavanje otkrivanja LED i zvuka

if (FullLight == 1 && SoundDetect == 0) {strip.setBrightness (ButtonState); strip.show (); } else if (FullLight == 0 && SoundDetect == 0) {strip.setBrightness (0); strip.show (); } else if (FullLight == 0 && SoundDetect == 1) {strip.setBrightness (svjetlina); strip.show (); } else if (FullLight == 1 && SoundDetect == 1) {strip.setBrightness (0); strip.show (); }

////////////////////////////// LED prekidač ////////////////////////// ////

if (ButtonState == 'a') {primaryColors (); FullLight = 1; SoundDetect = 0; }

if (ButtonState == 'b') {

FullLight = 0; SoundDetect = 0; }

////////////////////////////// Prekidač za detekciju zvuka /////////////////////// /////

if (ButtonState == 'c') {primaryColors (); SoundDetect = 1; FullLight = 0; }

if (ButtonState == 'd') {

SoundDetect = 0; FullLight = 0; }

////////////////////////////// Primarne boje //////////////////////// ////

if (ButtonState == '1') {primaryColors (); PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimRed = 1; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; }

if (ButtonState == '2') {

primaryColors (); PrimGreen = 1; PrimBlue = 0; PrimRed = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; }

if (ButtonState == '3') {

primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 1; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '4') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 1; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '5') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 1; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '6') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 1; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '7') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 1; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '8') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 1; }}

void primaryColors () {

za (int i = 0; i <NUMPIXELS; i ++) {if (PrimBlue == 1) {strip.setPixelColor (i, 0, 0, 255); } else if (PrimGreen == 1) {strip.setPixelColor (i, 0, 255, 0); } else if (PrimRed == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 0, 0); } else if (PrimWhite == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 255); } else if (PrimYellow == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 0); } else if (PrimOrange == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 102, 0); } else if (PrimPink == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 0, 255); } else if (PrimPurple == 1) {strip.setPixelColor (i, 102, 0, 204); } else {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 255); }} strip.show (); }

Ako vas zatraži da instalirate biblioteku Adafruit NeoPixel, učinite to tako da odete na Sketch> Import Library> Adafruit NeoPixel.

Korak 4: Izgradite Bluetooth aplikaciju

Pređimo sada na zanimljiv dio, izradu vaše aplikacije! Odlučio sam za to upotrijebiti softver treće strane pod nazivom MIT App Inventor 2. Ako želite preuzeti datoteke projekta (.aia) i unijeti promjene u aplikaciju, možete je preuzeti u nastavku. Ali možete i odmah preuzeti samu aplikaciju (.apk), a da ne morate ništa kodirati. Morate ga samo instalirati na svoj uređaj.

Korak 5: Izgradite kutiju

U ovom koraku izgradit ćemo okvir/okvir za beskonačno ogledalo.

Spoljašnji okvir

Prvo izrežite debelu letvicu za vanjski okvir (pogledajte gornje slike). Potrebna su vam dva komada dužine 27 cm (za gornju i donju stranu) i dva komada dužine 25 cm (za lijevu i desnu stranu). Sada ih zakucajte zabijajući čavle do uglova kutije (po 4 sa svake strane), ali pazite da se rubovi savršeno uklope. Možete i odabrati njihovo lijepljenje, ali to ovisi o vama.

Unutrašnji okvir

Zatim izrežite tanku letvicu za unutarnji okvir (ponovo pogledajte gornje slike). Potrebna su vam dva komada dužine 25 cm (za gornju i donju stranu) i dva komada dužine 24 cm (za lijevu i desnu stranu). Sada ih želite zabiti na otprilike 0,5 cm ispod vrha vanjskog okvira koristeći 2 čavla sa svake strane. Ovdje sam nanio i malo ljepila za drvo kako bi bili čvršći. NAPOMENA: pobrinite se da jednosmjerno ogledalo savršeno pristaje unutar okvira!

Bušenje rupe za mikrofon

Budući da je mikrofon osjetljiv objekt, ne smije biti pokriven. Zato sam izbušio rupu na vrhu okvira iz koje će stršati glava mikrofona. Nemojte rupu činiti prevelikom jer ne želite da vam mikrofon potpuno ispadne iz okvira.

Slikanje vašeg okvira

Odlučio sam slikati svoj okvir gotovo mat crnom kako bih mu dao neku vrstu mračnog, misterioznog efekta. Ako se i vi odlučite za bojanje, pobrinite se da na okviru nema gustih mrlja boje. Da biste to spriječili, okvir morate nježno obojiti malom do srednjom četkom. Osim toga, možete ga slikati po drugi put ako nije dovoljno prekriven. Ostavite da se osuši dan -dva.

Korak 6: Lemite elektroniku na PCB

U ovom koraku ćemo lemiti elektroniku na PCB koji ćemo kasnije instalirati na stražnju stranu našeg ogledala. Lemljenje nije obavezno, ali toplo preporučujem da to učinite kako bi elektronika bila sigurna. Lemio sam sve korak po korak po "komponenti" na mrežu kako bih spriječio greške. Tako sam prvo lemio zvučni modul na ploču, zatim bluetooth modul i na kraju LED trake. Preporučujem da ostavite malo praznog prostora između komponenti koje se ne smiju direktno dodirivati, poput ulaznih žica +5V i ulaznih žica GND (pogledajte gornje slike).

Nakon što komponente spajkate na ploču, počnite stvarati mostovne veze nanošenjem kositra između komponenti ispod ploče. Alternativno, možete odvojiti neke žice i lemiti ih na komponente kako biste uspostavili mostnu vezu.

Sada želite testirati krug jednostavnim spajanjem žica na Arduino. Uvjerite se da ste uključili i napajanje! Ako se LED diode uspješno uključe, bravo! Ako se ipak ne uključe, možda biste trebali dvaput provjeriti krug i potražiti neispravne veze.

Korak 7: Instalirajte elektroniku sa stražnje strane

Sljedeći korak je instaliranje elektronike na komad drveta, koji ćemo koristiti i za stražnju stranu ogledala. Elektroniku sam pričvrstio nekoliko ploča vijcima i zalijepio dva bloka s desne i lijeve strane stražnje strane koji se koriste za pričvršćivanje stražnje strane kutije na samu kutiju.

Korak 8: Sastavite ogledala s kutijom

Sada je vrijeme da sastavite ogledala, zalijepite LED diode na okvir i postavite senzor za otkrivanje zvuka na mjesto.

Jednosmjerno ogledalo

Jednosmjerno ogledalo bit će postavljeno na sam okvir, sa zatamnjenom stranom okrenutom prema dolje prema ogledalu i LED diodama. Da biste sami napravili ovo ogledalo, trebat će vam staklena ploča i zatamnjena prozorska folija. Prvo izrežite prozorsku foliju odgovarajuće veličine, ali ostavite oko 2-5 cm dodatnog prostora sa svake strane. Zatim želite potpuno očistiti prozor i ukloniti sve ostatke prašine. Zatim prekrijte prozor vodom i sapunom i pažljivo uklonite plastiku s prozorske folije (možete staviti traku sa svake strane kako biste je lako uklonili). Sada također želite pokriti ljepljivu stranu prozorske folije vodom i sapunom kako biste spriječili da se zalijepi za sebe. Sve što sada trebate učiniti je postaviti ga na staklo i čvrsto ga pomesti na mjesto (pogledajte gornje slike). Ostavite da se osuši oko jedan dan i uklonite preostalu prozorsku foliju.

Zalijepite LED diode na kutiju

Sljedeći korak je lijepljenje LED dioda na kutiju što se može učiniti uklanjanjem ljepljivog papira. Preporučujem i nanošenje brzog ljepila na stražnju stranu trake kako se ne bi odvojila.

Postavite ogledala i dovršite ga

Posljednji korak je postavljanje jednosmjernog i normalnog ogledala na mjesto. Uobičajeno ogledalo ide iza LED trake, a jednosmjerno ogledalo ide ispred. Zalijepite ih brzim ljepilom na mjesto i pričvrstite stražnju ploču s elektronikom na stražnju stranu kutije. Postavite senzor za otkrivanje zvuka na mjesto, spojite sve žice i voila, gotovi ste!

Korak 9: Testirajte svoje beskonačno ogledalo

Sve što trebate učiniti je provjeriti radi li sve. I to je to! Sada ste izgradili svoje vlastito Bluetooth kontrolirano i zvučno reaktivno beskonačno ogledalo!: D

Ako imate pitanja, ne ustručavajte se pitati u odjeljku za komentare.

Hvala vam i zabavite se!