JackLit: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta projekt so izvedli študentje, ki pripadajo partnerstvu med ženskimi učitelji Fremont Academy Feminers in tečajem Pomona College Electronics 128. Ta projekt je bil namenjen integraciji tehnologije šestnajstih izdelkov v zabavno jakno, ki v ritmu osvetljuje glasbo. Naš "JackLit" lahko sliši glasbo skozi mikrofon in uporablja kodo za hitro pretvorbo Fourierja, da razvrsti frekvence v glasbi, ki jih je mogoče količinsko opredeliti in uporabiti za razlikovanje določenih svetlobnih skupin na jakni. Pri tem elektroluminiscenčne plošče, vzporedno ožičene, osvetljujejo z ritmom katere koli pesmi glede na obseg frekvenc, ki jih sliši mikrofon. Ta projekt je namenjen ustvarjanju zabavne jakne, ki lahko zasveti v ritmu katere koli pesmi. Lahko ga nosite na družabnih dogodkih ali nanesete na različne obleke. Tehnologijo bi lahko uporabili v čevljih, hlačah, klobukih itd. Lahko pa jo uporabimo tudi za nastavitev razsvetljave na razstavah in koncertih.

1. korak: Materiali

Vse materiale najdete na adafruit.com in amazon.com.

• 10cmX10cm bela elektroluminiscenčna plošča (x3)
• 10cmX10cm modra elektroluminiscenčna plošča (x4)
• 10cmX10cm aqua elektroluminiscenčna plošča (x3)
• 20cmX15cm aqua elektroluminiscenčna plošča (x2)
• 100 cm zelen elektroluminiscenčni trak (x3)
• 100 cm rdeč elektroluminiscenčni trak (x4)
• 100 cm modri elektroluminiscenčni trak (x2)
• 100 cm bel elektroluminiscenčni trak (x1)
• 12 -voltni pretvornik (x4)
• SainSmart 4 -kanalni relejni modul (x1)
• 9 -voltna baterija (x5)
• 9 -voltni zaskočni priključek (x5)
• Veliko žic
• HexWear

2. korak: Programska oprema Arduino

Preden začnete graditi JackLit, morate imeti ustrezna programska orodja za nadzor. Najprej morate obiskati spletno mesto Arduino in prenesti Arduino IDE. Ko to storite, morate narediti naslednje korake, da se nastavite za programiranje vašega Hex.

1. (Samo v sistemu Windows, uporabniki Mac lahko ta korak preskočijo.) Namestite gonilnik na spletnem mestu https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Prenesite in namestite gonilnik (datoteka.exe, navedena v 2. koraku v na vrhu povezane strani RedGerbera).
2. Namestite potrebno knjižnico za Hexware. Odprite Arduino IDE. Pri »Datoteka« izberite »Nastavitve«. V prostor, ki je na voljo za dodatne URL-je upravitelja plošč, prilepite https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Nato kliknite »V redu«. Pojdite v Orodja -> Upravni odbor: -> Upravitelj odbora. V zgornjem levem kotu izberite »Prispevek«. Poiščite in kliknite Gerbera Boards ter kliknite Install. Zaprite in znova odprite Arduino IDE. Če želite zagotoviti, da je knjižnica pravilno nameščena, pojdite na Orodja -> Plošča in se pomaknite do dna menija. Videti bi morali razdelek z naslovom "Gerbera Boards", pod katerim bi se moral pojaviti vsaj HexWear (če ne več plošč, kot je mini-HexWear).

3. korak: Postavitev pretvornika

Ta diagram prikazuje vezje, ki povezuje 9 -voltne baterije vzporedno s pretvorniki in nato naprej v plašč. Upoštevajte, da par žic, ki prihaja iz vsakega pretvornika, nosi izmenični tok in pomembno je, da so žice, ki so vzporedno povezane z razsmerniki, v fazi, sicer neto dobiček ne bo 1.

4. korak: Postavitev releja

To je naslednja komponenta vezja od koraka 3 z oznako "do stikal", ki povezuje Hex s stikali (relejni modul).

5. korak: Zgradite

Priključite 9 -voltne baterije in pretvornike, kot je prikazano na sliki 1. Pet 9 -voltnih napetosti mora biti vzporednih in hkrati vzporedno priključenih na štiri pretvornike. Izhodne žice iz pretvornikov je treba povezati vzporedno in fazno. Eno od vzporednih žic izhodnega pretvornika je treba nato odstaviti, da se poveže naravnost z elektroluminiscenčnimi ploščami na plašču. Drugi bo priključen na relejni modul. Upoštevajte, da gre za poljubno, ker gre za izmenični tok. Kot je prikazano v 4. koraku, morate vzporedne žice razdeliti na tri, od katerih se vsaka poveže z enim od štirih stikal. Eno stikalo ne bo uporabljeno. Oglejte si navodila na adafruit.com ali amazon.com, če želite vedeti, kje naj se vaše žice povežejo s stikali. Na vsako stikalo je treba priključiti drugo žico, ki bo nameščena za povezavo z elektroluminiscenčnimi ploščami na plašču. Prepričajte se, da je relejski modul ustrezno priključen na Hex, kot je prikazano v 4. koraku in zgoraj.

Prehajamo na vezje, integrirano v plašč. Zdaj imamo nabor treh žic, ki se povezujejo s pretvorniki, in še en sklop treh žic, ki se povezujejo s stikali. So v kompletih trojk, ker imamo na plašču 3 vzporedna vezja elektroluminiscenčnih plošč. Elektroluminiscenčne plošče lahko vroče lepimo na plašč, v tkanini pa izrežemo luknje, da navijemo žice, tako da se ne vidijo na zunanji strani. Naslednji korak je zaradi vseh elektroluminiscenčnih plošč najpreprostejši, a najbolj dolgočasen. Izberite, katere plošče želite hkrati osvetliti. Določite lahko tri skupine plošč, od katerih mora biti vsaka povezana vzporedno. Vzporedno morajo biti pozitivne vhodne žice in vzporedno negativne vhodne žice, čeprav je pozitivno in negativno poljubno, ker gre za vezje AC. Priključite eno od treh žic, ki prihajajo iz pretvornikov, v vsako od treh elektroluminiscenčnih vzporednih svetlobnih skupin. Nato priključite eno od treh žic, ki prihajajo iz stikal, na vsako od treh elektroluminiscenčnih vzporednih svetlobnih skupin. Ne pozabite pokriti izpostavljenih žic, saj bodo povzročile lahek šok.

6. korak: Kodiranje

Naša koda uporablja knjižnico Arduino Fast Fourier Transform (fft) za razčlenitev hrupa na frekvence, ki jih sliši Hex. Dejanska matematika za Fourierjevo preobrazbo je nekoliko zapletena, vendar sam proces ni preveč zapleten. Prvič, Hex sliši hrup, ki je v resnici kombinacija številnih različnih frekvenc. Hex lahko posluša le določen čas, preden mora izbrisati vse podatke in znova, zato mora biti frekvenca hrupa največ polovica časa, odkar Hex posluša, da lahko sliši hrup. Hex mora biti sposoben dvakrat slišati, da ve, da je njegova lastna frekvenca. Če bi grafično prikazali čisti ton kot funkcijo amplitude in časa, bi videli sinusni val. Ker v resnici čisti toni niso običajni, je namesto tega videti precej zmedena in nepravilna vrteča se črta. Lahko pa to približamo z vsoto različnih frekvenc čistega tona do precej visoke stopnje natančnosti. To počne knjižnica fft: vzame hrup in ga razdeli na različne frekvence, ki jih sliši. V tem procesu imajo nekatere frekvence, ki jih knjižnica fft uporablja za približevanje dejanskega hrupa, večje amplitude kot druge; se pravi, da so nekateri glasnejši od drugih. Torej ima vsaka frekvenca, ki jo Hex sliši, tudi ustrezno amplitudo ali glasnost.

Naša koda naredi fft, da dobi seznam amplitud vseh frekvenc v območju, ki ga lahko sliši Hex. Vključuje kodo, ki natisne seznam frekvenc in amplitud ter jih tudi grafično prikaže, tako da lahko uporabnik preveri, ali Hex dejansko nekaj sliši in da se zdi, da ustreza spremembam v ravni glasnosti ne glede na to, kaj je Hex. sluh. Od tedaj, ker ima naš projekt 3 stikala, smo frekvenčna območja razdelili na tretjine: nizko, srednje in visoko ter vsaki skupini prilagodili stikalo. Hex teče skozi frekvence, ki jih je slišal, in če je kaj v nizki/srednji/visoki skupini nad določeno glasnostjo, se vklopi stikalo, ki ustreza skupini, ki ji pripada frekvenca, in vse se ustavi, da svetloba ostane naprej. To se nadaljuje, dokler niso preverjene vse frekvence, nato pa Hex ponovno posluša in se celoten postopek ponovi. Ker smo imeli 3 stikala, smo tako razdelili frekvence, vendar je to enostavno prilagoditi poljubno številu stikal.

Opomba o nekaterih nenavadnostih kode. Razlog, da pri ponavljanju frekvenc, ki se začnejo pri desetem, je ta, da je pri frekvenci 0 amplituda izredno visoka, ne glede na raven hrupa zaradi enosmernega odmika, zato začnemo šele po tem udarcu.

Za dejansko kodo, ki smo jo uporabili, si oglejte priloženo datoteko. Lahko se igrate z njim, da bo bolj ali manj občutljiv, ali če želite, dodajte več svetlobnih skupin! Zabavaj se!