Svetlobni šov na osnovi Arduina: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Zgradil sem Arduino nadzorovano svetlobno predstavo kot vstop v Makers Rock, Album Art Collab. Več o njem lahko izveste na naslednji povezavi: Makers Rock. Naslovnica, ki jo izberem, je iz albuma Judas Priest - Painkiller.

Celoten kos je svetlobna predstava, ki je zaprta v lesenem okvirju, umetnina albuma pa je postavljena na vrh, tako da svetloba sije skozi.

Korak: Pripravite leseni okvir

Okvir ali ohišje lahko zgradite na kakršen koli način. Izberem les, saj je z njim enostavno delati le z osnovnimi orodji.

Okvir sem sestavil iz nekaj paletnih plošč, ki sem jih rešil. Označil sem 4 kose čistih delov plošč, ki so merile 30 centimetrov v dolžino, pri tem pa obvezno označil 45 stopinj mitre za spoje.

Vse rezanje sem opravil z vbodno žago in delovalo je v redu. Če imate dostop do žage ali mize, jih lahko uporabite in dobite veliko boljše rezultate. Spoji niso bili popolni, vendar sem s tračnim brusilnikom uspel, da so se kosi lepo prilegali.

Med preskusom sem ugotovil, da so preširoke in da bodo v notranjosti ohišja zavzele veliko prostora, zato sem se odločil, da jih razrežem na 2 cm v širino. Spet sem uporabil vbodno žago, pri čemer pazim, da ne zarežem znotraj črte.

Kosi spoji sami po sebi niso imeli velike podpore, zato sem izrezal majhne trikotne kose, ki sem jih prilepil v vogalih kot dodatno oporo. Prepričan sem, da je tukaj na voljo veliko boljših možnosti, vendar je bila to trenutno najboljša ideja, ki sem jo imel.

Košarice sem spojila z lepilom za les na sredini spojev in lepilom CA na koncih, da bi delovala kot objemka in jo držala na mestu, medtem ko se lepilo za les strdi. Majhni podporni trikotniki so bili zlepljeni le s CA lepilom, da bi bil postopek hitrejši.

2. korak: Prototip vezja

Elektronika za svetlobni šov v notranjosti je sestavljena iz plošče Arduino Uno z mikrofonom iz pokvarjenih slušalk, ki poslušajo zvoke v prostoru, nato pa odraža celotno glasnost zvoka tako, da prižge enega od 5 kosov led traku v notranjosti.

Vezje je sestavljeno iz dveh neodvisnih delov. Prvi del je mikrofon z enim tranzistorskim ojačevalnikom, drugi del pa gonilniki za LED trakove. Potrebujemo jih, ker Arduino in mikrofonski ojačevalnik delujeta na 5V, LED trak pa na 12V.

Mikrofon je priključen na 5V izhod na Arduinu preko 10k upora in skozi kondenzator na podnožje tranzistorja. Tranzistor nato ojača signal s srednjim nivojem 2,5 V, tako da ga lahko poberemo na analognem vhodu A0 na Arduinu.

Za vklop 12V za LED je osnova tranzistorjev povezana z digitalnim izhodom skozi 10k upor in isto vezje se ponovi 5 -krat. V vsakem odsekih vklopim samo 3 LED diode, da se lahko znebim s tranzistorji. Če želite projekt spremeniti tako, da uporablja daljše trakove, boste morali uporabiti nekaj MOSFET -ov.

Čeprav se morda zdi zapleteno vezje, je v resnici zelo preprosto. Vse sem preizkusil na plošči in potem, ko sem se prepričal, da deluje po pričakovanjih, sem zgradil ščit za neposredno montažo na Arduino Uno.

Shema je na voljo na:

3. korak: Zgradite Arduino ščit

Ko sem bil vesel vezja, sem zgradil ščit za Arduino na plošči. Celoten postopek izdelave si lahko ogledate v priloženem videu projekta.

4. korak: Programirajte Arduino

Glavna zvezda projekta je koda, ki je programirana na Arduinu. To je tisto, kar analizira raven zvoka iz mikrofona in jih spremeni v vidno svetlobo, ki sledi glasbi. Celotno kodo lahko prenesete z moje strani GitHub in povezavo do nje najdete v opisu videa skupaj s shemo za elektroniko.

Na kratko koda ima tri glavne dele: pridobivanje vzorca glasbe za analizo, določanje ravni zvoka in nato nadzor izhoda na LED diode na podlagi izračunane vrednosti. Vem, da se bo to komu zdelo kot raketna znanost, vendar je res enostavno, ko se stvari lotiš.

Skica na začetku opredeljuje vse spremenljivke in konstante, ki jih bomo uporabili. Vsakemu sem zagotovil razlago, da ga boste lažje razumeli. Po tem imamo nastavitveno funkcijo, ki zažene serijsko komunikacijo za namene odpravljanja napak, izprazni in inicializira matriko, ki jo bomo uporabili za zaznavanje glasnosti od vrha do vrha, in definira izhode za LED.

V odseku zanke kode najprej zaženemo vzorčenje zvoka, da lahko zaznamo njegovo največjo glasnost. V običajnem zvočnem valu je odsotnost kakršnega koli šuma raven na sredini najmanjše in največje napetosti, ki jo lahko ustvari ojačevalnik. V našem primeru je to 2.5V.

Ko zaznamo zvok, dobimo val, ki se premika navzgor in navzdol, zato nas za zaznavanje visokih šumov zanima skupna amplituda v tem valu. Tako namesto gibljivega vala preslikamo vrednosti od 0 do max v nekakšnem obrnjenem stanju, da zlahka ločimo zvoke visoke in nizke glasnosti.

Naslednja dva odseka kode počneta točno to, najprej izmerimo amplitudo od vrha do vrha in določimo največjo vrednost tega vrha za obdobje. Način delovanja mikrofona, dlje ko ste od njega, manj glasnosti lahko izbere, zato moramo izračunati faktor, ki bo ojačal ali zmanjšal izmerjeni signal in imel enako reakcijo na različnih ravneh.

Kot zadnji korak pomnožimo izmerjeno vrednost iz mikrofona s faktorjem, ki smo ga pravkar izračunali, in na podlagi rezultata vklopimo posebne LED.

Ko je bila plošča vsa spajkana v skladu s shemo, sem jo preizkusil, preden sem nadaljeval s pripravo dejanske slike albuma.

Koda na GitHubu:

5. korak: Pripravite sprednji pokrov

Za sprednjo stran kosa sem uporabil list prozornega akrila. Natisnjene umetnine sem razrezal na dimenzije in na površino nanesel plast prozornega lepila za les brez zaščitnega pokrova na akrilu. Če imate dostop do Mod Podge ali do čistega akrilnega gelnega medija, je bolje, da uporabite to namesto lepila za les, vendar deluje skoraj enako.

Trik med nanašanjem slike ni v tem, da uporabite preveč lepila, kot sem to storil jaz, da ne bi prišlo do gub na papirju. V tem primeru je bolje manj, vendar mora biti površina popolnoma pokrita. Ker je lepilo še mokro, je umetnina komaj vidna, po popolnem sušenju pa postane prozorna.

Okvir sem pustil, da se strdi 24 ur, nato pa sem ugotovil postavitev Arduina v okvir. Želim, da umetniško delo visi na steni in ker ga je treba priključiti na napajanje, sem ploščo namestil na spodnjo stran, tako da bo žica napajalnika prišla iz stenske vtičnice.

Večino materiala sem odstranil z žago, nato pa sem se prebil z dletom in pilico. Če imate ročni usmerjevalnik, bo to veliko hitreje kot dleto. Prav tako sem izvrtal luknjo skozi okvir, da lahko mikrofon štrli ven in pobere zvoke iz sobe.

Pred zaključkom sem okvir brusil do brusnega papirja zrnavosti 240 in nato nanesel sloj laka za les. S krpom sem obrisal madež in ga čez nekaj časa obrisal.

6. korak: Sestavite svetlobni šov

Debelina okvirja ni zadostovala, da bi držala vso elektroniko na mestu, zato sem izrezala in prilepila dve plasti 5 mm črne izolacije iz pene XPS na obe strani okvirja. Poleg tega, da je pena naredila prostor za vso elektroniko, je kosu dala lep slojevit videz s strani.

Vse elektronske komponente so nameščene v okvir z uporabo vročega lepila, začenši z mikrofonom in nato na glavni plošči Arduino.

Na hrbtni strani sem označil in izrezal list 3 mm vlaknene plošče visoke gostote, ki bo deloval kot podporna plošča in reflektor, saj je ena stran bela. Za pritrditev od zadaj sem uporabil majhne vijake 3,5 x 16 mm. Nato sem z lepila na LED trakovih odstranil podlago in jih prilepil na vlaknene plošče.

Akrilna sprednja stran je pritrjena tudi z istimi 16 -milimetrskimi vijaki, vendar luknje za vijake poravnam s 6 -milimetrskim svedrom, da se uležejo spredaj. Če imate usmerjevalnik, potem lahko naredite utor v okvirju in tako pritrdite akril.

Na koncu je bilo treba samo odstraniti drugo zaščitno plast z akrilne plošče in jo vse preizkusiti, da se prepriča, da je še vedno funkcionalna. Za obešanje na steno sem med dva melišča na hrbtni strani dodal košček vrvice.

Korak 7: Uživajte v svetlobnem šovu Arduino

Na splošno sem zelo zadovoljen, kako se je to izkazalo. Ohišje bi bilo lahko nekoliko boljše, če bi imel ustrezno orodje za obdelavo lesa, vendar je še vedno lep stenski dekor. Ker sem ga zgradil, smo se z njim zelo zabavali, vendar je čas, da si poišče nov dom.

Del, ki sem ga zgradil, bom podaril, zato si oglejte videoposnetek na YouTubu, če želite izvedeti, kako ga lahko osvojite.

Okusite kodo na YouTubu

Ustvarite video o projektu

Če vam je bil projekt všeč, razmislite o podpori mojega dela na Patreonu! Https: //www.patreon.com/taste_the_code

Shema je na voljo na:

Koda na GitHubu: