Arduino muzička reaktivna stolna lampa: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Pozdrav svima!

U ovoj izgradnji napravit ćemo reaktivnu LED stolnu lampu koristeći jednostavne komponente i nekoliko osnovnih Arduino programiranja. Omogućava impresivan efekat u kojem će svjetlo plesati uz sve zvukove i muziku. Završio sam ovaj projekat sa saigračem.

Šta me je inspirisalo da to učinim? Tijekom jednog od vodiča mog modula dobili smo priliku naučiti kako Arduino radi i od tada sam bio fasciniran nebrojenim mogućnostima, zajedno s činjenicom da se radi o hardveru otvorenog koda. Dobivši zadatak da stvorim i poboljšam digitalni artefakt, htio sam koristiti računanje kao alat i medij za izražavanje umjetnosti i kulture kroz ovaj fizički digitalni artefakt. Također, oduvijek sam se usmjeravao prema objektima koji sadrže LED diode jer osjećam da LED trake upravljaju širokim spektrom mogućnosti - od načina na koji su sastavljene s objektom, do kontrole boje. To bi moglo učiniti da jednostavan objekt izgleda sjajno i interaktivno. Što bi bilo bolje kad bismo ga mogli učiniti nosivim predmetom. Siguran sam da je većina vas znala za DJ marshmella i njegove čuvene kape. Moj originalni koncept bio je poboljšati nosivu marshmello kacigu, u nju ugraditi LED svjetla - pokreće ih Arduino i senzor pokreta akcelerometra (o čemu će se više govoriti u posljednjim mislima). Međutim, zbog budžeta (cijena LED -a je skupa..) i praktičnih razmatranja projekta u to vrijeme, promijenili smo ideju u ovu zvučno reaktivnu marshmello LED lampu. Definitivno se može vidjeti kao medij koji prikazuje pop kulturu, a kao zvučno reaktivna svjetiljka čini se da je to digitalna umjetnost.

Ovo je naša verzija projekta. Sve zasluge youtuberovog "Natural Nerd" -a pratili smo na osnovu onoga što su uradili i želimo im se zahvaliti što su nam dali detalje o tome kako da izvedemo projekat. (Prirodni štreber)

Korak 1: GLAVNE OPSKRBE

Prvo prvo: ovo su namirnice koje su nam potrebne. Uglavnom su izborni - na temelju toga da lako možete napraviti vlastitu improvizaciju i prilagodbu svom projektu. Ipak, neke su ključne stavke potrebne ako želite slijediti ovaj vodič:

• Arduino Uno (ili bilo koji jednako mali Arduino tip)
• Modul detektora zvuka
• Vanjsko napajanje
• Pojedinačno adresirane LED trake 60 LED po metru
• Žice za kratkospojnike
• Breadboard

Ovisno o izgledu koji želite postići, možda ćete htjeti drugačije rasporediti trake ili zračiti svjetlost na drugi način. Za svoj pristup koristio sam sljedeće stavke:

• Reciklirana staklena posuda (ili bilo koja druga tegla koja odgovara vašoj dimenziji)
• Crni papir
• Tabla spužve
• Boja u spreju (koristi se za premazivanje staklenke)

Sve ključne stavke kupljene su od Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), LED trake su bile daleko najskuplji dio koji je koštao 18 SGD za 1 metar - koristili smo 2 metra. Ostali predmeti su ili reciklirani materijali ili su kupljeni u lokalnoj trgovini/ željezari.

Korak 2: NAPAJANJE KOMPONENTA

Koristio sam vanjsko napajanje, poput izvora napajanja naizmjeničnom / istosmjernom strujom - tip za šalterom predložio je vanjsko napajanje jer bi bilo bolje napajati LED traku od 2 metra, a ne spaliti USB priključak. Ako koristite 1 metar ili manje, radite bez vanjskog napajanja i samo upotrijebite USB kabel Arduino Uno i direktno ga priključite na računalo.

Glavna komponenta projekta je modul detektora zvuka. Omogućit će analogni signal (ulaz) Arduinu, koji se koristi za paljenje RGB svjetla (izlaz). Vanjsko napajanje napajat će sve tri komponente - Arduino, modul detektora zvuka i LED svjetla. Priključite VIN (ili 5V) na Arduinu i VCC na ploči detektora zvuka na pozitivni ulaz. Zatim spojite GND na Arduinu i detektor na minus. Ovo je ilustrirano na priloženoj shemi. Također moramo spojiti 5V i GND ulaz na LED traci na izvor napajanja.

Koristili smo matičnu ploču kao posrednika za ove veze. Napajanje će ići na matičnu ploču iz vanjskog izvora napajanja, koji će tada napajati tri komponente kako je spomenuto.

Napomena: naš je mentor predložio upotrebu otpornika za veze između modula detektora napajanja i zvuka, tako da sva energija neće ići u modul, što omogućuje bolji unos.

Korak 3: DETEKTOR I TRAKE

Nakon što sve tri komponente spojimo na napajanje, moramo ih spojiti jedna na drugu.

Modul detektora zvuka komunicirat će s Arduinom preko analognih ulaznih pinova - ja ću koristiti pin A0.

LED trakama je potreban digitalni impuls da bi se razumjelo kojoj LED adresirati. Stoga, digitalni izlazni pin DI treba spojiti na Arduino. Koristit ću pin 6 na Arduinu. Dobili smo trgovinu u kojoj smo kupili elektroniku za lemljenje svih kratkospojnika za LED traku. Dakle, za naš vlastiti posao lemljenja nije bio potreban, štedeći pritom muku. Ono što je preostalo bilo je samo da na njega zakačite muško-ženski kabl.

Slično, možete samo slijediti shematski dijagram koji ste dobili da biste dobili pregled veza.

Korak 4: Učitavanje koda

Ovo je vjerojatno najvažniji dio projekta. Izvor koda koji sam koristio možete pronaći ovdje (veza) ili njegovu verziju (priložena datoteka). Glavni princip je preslikavanje analogne vrijednosti postignute sa senzora na broj LED dioda za prikaz.

Za početak svaki put, želimo osigurati da sva svjetla rade kako se očekuje. To možemo učiniti pomoću funkcije niza koja će vam omogućiti da uključite sve pojedinačne LED diode.

Zatim prelazimo na glavnu funkciju za vizualizaciju zvukova u lampi. To možemo učiniti pomoću funkcije map. To će nam omogućiti da prikažemo određeni broj LED dioda s obzirom na kvantificirani ulaz varijable. Za moj pristup, odlučio sam povećati broj LED dioda u postavci (180 definiranih u kodu za razliku od 120 LED dioda koje imam). Pokušao sam s različitim postavkama - uključujući podešavanje osjetljivosti na modulu detektora zvuka, varijacije niske i maksimalne vrijednosti mikrofona itd. Međutim, nisam mogao postići željenu vizualizaciju sve dok nisam povećao broj LED dioda. Postoji i drugi sloj proceduralnosti. Kôd će omogućiti naprednije praćenje intenziteta zvuka na osnovu prosjeka, kako bi svjetlo promijenilo boje kada pjesma uđe u vrhunac - 'HIGH mode'.

Ovisno o izgledu koji želite postići, možda ćete htjeti prilagoditi korišteni kôd. Ovaj video (veza) detaljno objašnjava kodove.

Korak 5: PRIPREMA STANOVA

Prvo sam razvaljao crni papir s otprilike istim okruglim promjerom kao i otvor staklene posude. Nisam imao odgovarajući mjerni alat. Stoga improviziram tako što u osnovi valjam cijeli papir crne karte u staklenku. Nakon što sam izmjerio količinu dužine crnog kartona koju moram koristiti, pažljivo sam ga izrezao slijedeći oznaku koju sam dao. Zatim sam zalijepio krajeve tako da formiram cilindričnu cijev. Dužina i visina kućišta zavise od dimenzija vaše tegle. Možete koristiti bilo koju dužinu koju želite.

Zatim omotavam kućište koje sam učinio LED trakom oko njega, maskirajući cijelu površinu kućišta. To je učinjeno samo pomoću ljepila na stražnjoj strani trake. Pazim da je izrezan mali prorez kako bi se omogućilo da se višak duljine žice uvuče unutar kućišta radi urednijeg upravljanja žicom, a ne da ometa površinu ispiranja.

Treće, šuplja cilindrična cijev koristi se kao prednost tako da se elektronika napuni iznutra. Za početak, osigurao sam žičane veze na Arduinu i matičnoj ploči, koristeći plavi držač. Zatim sam zalijepio višak duljine žice uobičajenom 3M trakom. Ovaj korak je mjera opreza kako bi se spriječilo lako odvajanje žica u procesu sastavljanja.

Četvrto, sastavljena ploča je tada spremna za umetanje u kućište. Budući da je elektronika "skrivena" unutar kućišta, izgled konstrukcije mora biti takav da omogućuje korisniku lak pristup Arduino USB -u. I ne samo to, modul detektora zvuka će također morati biti okrenut prema dolje kako bi modul lakše pokupio okolni ulaz zvuka. Sastavljena ploča je stoga postavljena okomito kako bi se to omogućilo. Neki od pjenaste ploče korišteni su za držanje sastavljene ploče na kućištu. Tokom ovog koraka, LED traka će biti povezana (sa crvenom, narandžastom, žutom žicom za preskakanje) nakon postavljanja elektronike. Sve veze su izvedene do ovog trenutka, osim onih na vanjski izvor napajanja - crvenu i crnu žicu.

Korak 6: SAM U SLUČAJU

Budući da stolnu lampu baziram na replici Marshmellove glave, morao sam cijelu staklenu posudu - osim očiju i usta koja su morala biti crna, premazati bijelom bojom u spreju. Šablona očiju i usta izrezuje se i lijepi na staklenku prije nanošenja spreja. Staklenka je ostavljena da se osuši prije stavljanja očiju i usta iz posude. To je učinjeno korištenjem preostalog crnog papira (u početku sam razmišljao samo o tome da ga ofarbam u crno). Učinak se pokazao dobro jer izgleda kao da su oči i usni sloj zapravo izrezani.

Metalni poklopac trebao je imati središnji otvor za pristup Arduino USB -u, modulu detektora zvuka i napajanju, kao što je spomenuto. Uspeo sam da napravim rezanje u radionici u školi.

Korak 7: ZAVRŠAVANJE

Sada je to konačna montaža konstrukcije.

LED traka se prvo provjerava kako bi se osiguralo da svjetla zaista rade i da su svi spojevi ispravni. Uvjerivši se da komponente rade, možete nastaviti s umetanjem kućišta u kućište staklenke koje ste napravili. Možete vidjeti po rupi (čak i nakon postavljanja poklopca) i postavljanju elektroničkih komponenti, možete doći do Arduino USB sučelja i dolazne energije s donje strane. Modul detektora zvuka također blago strši prema van, radi boljeg hvatanja zvuka. Za noge sam koristio kocke izrezane sa pjenaste ploče i obojao je u crno. U idealnom slučaju, za stolnu lampu možete upotrijebiti lijep drveni stalak.

Napomena: lakiranje je u početku bilo loše izvedeno, što se vidi iz vodenih žigova u prvom prototipu, pa sam morao cijelu prevući s razrjeđivačem, zatim je ponovno poprskati. Ovo je definitivno zahtijevalo dodatni napor koji možete izbjeći.

I konačno, završio sam projekat. Definitivno su bili potrebni ponovljeni pokušaji i greške - bilo da se pokrene kôd, bilo u pogledu izmjene procesa montaže, ali bio sam zadovoljan postignutim.

Korak 8: ZAVRŠITE

Ovo je bio odličan projekt i bilo mi je zabavno raditi ga. Nadalje, posebno je sjajan jer je tako prilagodljiv i dopušta bilo koje ažuriranje u budućnosti. Kôd se može preraditi u bilo kojem trenutku, a u osnovi svaki put dobijete 'novu' lampu.

BUDUĆA POBOLJŠANJA

Međutim, postoji još mnogo poboljšanja i/ili varijacija koje se mogu napraviti u izgradnji.

Možete dodati različite ulaze za tipke povezane s Arduinom. Ovim možete promijeniti način rada kako biste implementirali opću funkciju svjetiljke, na primjer općenito pulsiranje. To omogućava prebacivanje između trenutnog zvučno reaktivnog načina rada i općeg gradijentnog načina pulsiranja. Može se primijeniti još jedno dugme za promjenu skupa boja zračećih svjetala (set 1 - plava do žuta, postavljena 2 - crvena do ljubičasta itd.). Ili još više, možete imati 3 sloja proceduralnosti gdje postoji više načina naprednog praćenja intenziteta zvuka na osnovu prosjeka - 'LOW', 'NORMAL', 'HIGH'. Na taj način ćete postići širi raspon valova boja.

Također se volim vratiti svom izvornom konceptu, nosivoj marshmello LED glavi. Ovo će izgledati kao hrabrija konstrukcija, koja spaja i upotrebu modula detektora zvuka i modula akcelerometra pokreta. Modul detektora zvuka općenito će prikazati pulsiranje LED svjetla, dok će modul akcelerometra promijeniti boju svjetla u skladu sa ulazom koji očitava - stupnjem kretanja korisnika.

U osnovi, ideja je ovdje da su ograničenja beskonačna i da ih ograničava samo vaša vizija. Hvala vam što gledate/čitate i provedite se sa svojim Arduinom!