Nosljivo zvočno reaktivno krilo izenačevalnika: 21 korakov (s slikami)

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

Nekaj časa sem si želel oblikovati del, ki deluje z zvokom. Ekvilajzer krilo ima vgrajeno elektroniko, ki se odziva na raven hrupa v svojem okolju. Vgrajene LED diode so razporejene kot izenačevalne palice, ki poudarjajo zvočno reaktivno vedenje. Odvisno od jakosti zvoka zasveti le nekaj ali vse LED.

Vključitev prave elektronike, ne da bi bile vidne, ni bila enostavna, saj ima krilo tesno prilegajočo kožo. Želel sem tudi, da bi krilo izenačevalnika izgledalo kot običajno krilo brez lukenj, kadar koli luči ugasnejo. Potreboval sem nekaj časa, da sem našel prave LED in metodo, saj so bili vnaprej izdelani LED trakovi ali LED prameni preveč zajetno in premalo prilagodljivi za krilo.

Uporaba prevodnega navoja je običajno enostaven način za integracijo elektronike. Ko pa gre za priključitev več LED RGB na trak, je upor prevodnega navoja previsok. LED diode je treba sešiti precej blizu, sicer bodo začele utripati in/ali prikazovati napačno barvo.

V tem navodilu vam bom pokazal, kako narediti po meri narejen, zelo tanek in prilagodljiv LED-trak, pa tudi, kako priključiti elektroniko in integrirati luči v usnje.

1. korak: Oblikovanje

To usnjeno krilo ima 5 stolpcev s po 3 do 6 lučmi in skupaj 20 LED. LED diode in elektronika so pritrjeni na notranjo stran krila. Luči svetijo skozi luknje v zgornji plasti, ki so pritrjene z očesci in vročim lepilom. Ker so ušesci videti kot majhni čepi, je krilo še vedno lepo videti tudi, ko so luči ugasnjene.

2. korak: Zaloge

Materiali:

• Usnje
• Podloga
• Zadrga
• ali si priskrbite krilo
• 20 x RGB LED diod [tip WS2812B] podjetja SparkFun
• Mikrokrmilnik [Flora] iz Adafruit
• Ojačevalnik za mikrofon iz Adafruit ali SparkFun
• 3,7 - 5 V baterija podjetja SparkFun ali Amazon
• Fleksibilna žica [prevlečena s silikonom ali PVC] iz Adafruit
• Toplotno krčenje
• 3 x moške mostične žice
• 3 x Ženske mostične žice
• 10 cm Velcro z lepljivim hrbtom
• 20 x ¼”očesci

Orodja:

• Spajkalnik
• Spajkalna žica
• Komplet orodja za ušesa
• Kladivo
• Pištola za vroče lepilo + lepilo
• Merilni trak
• Vladar
• Škarje
• Kreda ali pisalo iz tkanine
• Igla in nit
• Šivalni stroj
• Računalnik in kabel USB

Neobvezno:

• Orodje za pomoč pri spajkanju
• Krokodilski posnetki
• Orodje za stiskanje žice

Korak: WS2812B RGB LED diode

Na zgornji sliki lahko vidite 'gole' LED WS2812B RGB - SMD. Vsaka LED je 5 x 5 mm majhna in ima rdečo (R), zeleno (G) in modro (B) LED ter majhen gonilniški čip. Svetleče diode WS2812B so naslovljive, kar pomeni, da lahko nadzorujete barvo in svetlost vsake posamezne LED. Zato je mogoče programirati skoraj vsak zamisliv vzorec.

Vsaka LED ima štiri spajkalne kontakte: enega za ozemljitev, enega za napajanje in enega za vnos podatkov ter enega za izhod podatkov. Ozemljitveni zatič je označen z izrezanim robom na vrhu LED, poleg ozemljitvenega zatiča je vhodni vnos podatkov. Diagonala nasproti vnosa podatkov je izhod podatkov, ki bo povezan z vhodnim zatičem naslednje LED. Zadnji zatič je napajalni. Podatkovni zatiči so potrebni za prenos informacij o tem, kako svetle in katere barve naj bodo LED diode.

Če potrebujete več informacij, pojdite na stran izdelka Sparkfun, kjer najdete podatkovni list, priročnik za povezavo in LED vadnico.

4. korak: Ojačevalnik za mikrofon

Ojačevalna plošča Electret Microphone Adapruit je opremljena z 20-20KHz elektronskim mikrofonom in 3 spajkalnimi zatiči za povezavo z mikrokrmilnikom. OUT je treba priključiti z zatičem mikrokrmilnika, opredeljenim v kodi, GND bo priključen na ozemljitev, VCC pa na vir napajanja med 2,4 - 5 V. Uporabite "najtišji" vir napajanja, ki je na voljo na plošči. Na Flori bi bil to 3.3 V pin.

Ojačevalnik za mikrofon Electret je odličen za snemanje zvoka ali avdioreaktivne projekte, kot je to LED krilo. Več podatkov o mikrofonu najdete v podatkovnem listu Adafruit.

5. korak: Nosljiv mikrokrmilnik

Na izbiro je veliko nosljivih mikrokrmilnikov. Pregled različnih plošč najdete v 3. koraku navodil za krilo meduze. Za ta projekt je potrebna plošča z nekaj več procesorske moči in pomnilnika, ker je koda nekoliko zapletena. Delo z manjšo ploščo bo najverjetneje bolj zapleteno ali pa sploh ne bo delovalo, ker ni dovolj pomnilnika.

6. korak: Napajanje

Uporaba baterij za napajanje namesto "golih" litijevih polimernih (LiPo) baterij je varnejša, ker je baterija zaščitena v aluminijasto ohišje. Power bank je tudi lažje napolniti in priročne, če želite polniti druge naprave, kot je vaš telefon. Vendar v tem projektu delam z "golo" litijevo -polimerno baterijo, ker potrebujem majhno in prazno baterijo. Ker je krilo tesno prilegajoče, ni toliko dodatnega prostora za veliko banko moči.

LiPo prihaja z 2-polnim priključkom JST, ki ga je mogoče priključiti na mikrokrmilnik. Baterija ima približno 4,2 V, ko je popolnoma napolnjena, in umre pri 3,0 V. Svetleče diode morajo delovati na 5 V napajalniku, delujejo pa tudi s 3,7 V baterijo.

Izračun časa delovanja vaše baterije: Ena LED črpa približno 60 mA (miliamperov) toka. Predstavljajte si, da imate na svojem traku 20 LED diod, ki skupaj porabijo največ 1, 200 mA. 1200mAh (miliamper ur) baterija lahko napaja 1200mA za eno uro; torej, če ima vaša baterija kapaciteto 2 500 mAh, bodo LED zasvetile vsaj dve uri: 2 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

Če pa ste se odločili za LiPo, si najprej oglejte Sparkfunov LiPo baterijski tečaj.

7. korak: Oblikujte in šivajte krilo

Zasnova temelji na klasičnem vzorcu krila z visokim pasom. Spredaj in zadaj sta dve pikadi. Na zadnji strani krila sem dodal zadrgo in dve (od prvotnih štirih pikadov) premaknil v sredino hrbta. Ker lahko LED-trak rahlo srbi, priporočam tudi, da v krilo prišijete podlogo. Dolžino krila sem skrajšala na 42 cm. Če potrebujete pomoč, si oglejte to vadnico "kako šivati krilo".

Na koncu bodo LED trak ter baterija, mikrofon in mikrokrmilnik pritrjeni na notranjo stran krila. Vse skupaj je lahko nekoliko težje za mehkejše materiale, kot je bombaž, in teža lahko potegne tkanino. Za krilo sem uporabil tanko usnje in nisem imel takšnih težav.

V primeru, da ne želite šivati svojega krila, pojdite naprej in uporabite tisto, ki ga že imate. Prepričajte se, da je tkanina dovolj debela.

8. korak: Oblikujte postavitev LED

Zdaj pa pomislite, koliko LED -jev želite uporabiti za krilo in kam jih pritrditi. Usnjeno krilo ima skupaj 20 LED. Na desni strani krila je razporejenih 5 stolpcev s 3 do 6 LED diodami. Ker bodo LED -diode zvočno reaktivne, sem želel, da so videti kot črtice izenačevalnika.

Označite LED pike na vrhu krila s kredo iz tkanine. Kasneje bodo vse LED diode povezane v eno linijo. Začetek LED-niza bo na sredini sprednjega dela krila.

9. korak: izrežite luknje v krilo

V naslednjem koraku nadaljujte in vstavite očesce v zgornjo plast krila [ne podloge]. Na vsakem označenem mestu v tkanino izrežite majhno luknjo. Pazite: najprej izrežite majhno luknjo in preverite, ali očesce ustreza notranjosti. Če je luknja celo malo prevelika, očesce izpade.

Globlje ušesce položite na zgornjo plast krila skozi luknjo. Držite se za očesce in krilo previdno obrnite navzven.

10. korak: Vstavite očesce

Zdaj postavite kovinski (ali včasih gumijasti) kalup pod zgornjo očesce. Podložko postavite na zadnjo stran očesa. Žig držite na vrhu globlje ušesca in s kladivom, previdno vstavite očesce in podložko v njihov stalni položaj. Ponavljajte, dokler niso vse ušesce v krilu.

Korak 11: Najprej spajkajte LED na ozemljitveno žico

Zdaj je čas, da posamezne luči spajkamo v LED-niz. Uporabite zelo prilagodljivo žico, saj bo z njo lažje delati. Odrežite žico dovolj dolgo, da povežete vse LED. To bo neprekinjena ozemljitvena žica.

Z majhnimi škarjami odstranite malo plastike okoli ozemljitvene žice po prvih 10 cm. Prvo LED vstavite v orodje za spajkanje obrnjeno navzdol. Pritrdite ozemljitveno žico znotraj nasprotne sponke. Premikajte obe sponki skupaj, dokler prazen del žice ne bo tik ob ozemljitvenem zatiču LED. Nato vroči spajkalnik potisnite na žico in ozemljitveni zatič ter segrevajte približno dve sekundi. Vzemite spajkalno žico in jo držite tik ob spajkalniku nad zatičem in prazno žico. Nato počakajte, da se nekaj spajkalne žice stopi in LED pritrdi na žico. Spajkalno žico odstranite pred spajkalnikom in počakajte, da se spoj ohladi.

Opomba: Krajša stran žice (dodatnih 10 cm) mora biti na isti strani kot nožica za vnos podatkov. V nasprotnem primeru bo LED-trak obrnjen na glavo in podatki ne bodo mogli potovati v pravo smer.

Korak: Spajkajte še nekaj

Za drugo LED izmerite razdaljo med prvim in drugim očescem krila. Z majhnimi škarjami odstranite silikonski ali PVC premaz okoli žice, kjer bo spajkana druga LED. Drugo LED diodo spajkajte na ozemljitveno žico in ponavljajte, dokler vsaka odprtina nima svoje LED.

Korak: Spajkajte napajalni kabel na LED-trak

Odrežite žico tako dolgo, kot je ozemljitvena žica. Ta žica bo spajkana na napajalni zatič (diagonalno nasproti ozemljitvenega zatiča) LED. Še enkrat odstranite silikonski ali PVC premaz okoli žice na istih mestih in žico spajkajte na napajalni zatič.

Korak 14: Med LED diodami spajkajte podatkovno žico

Zdaj pa spajajte posamezne krajše žice med podatkovne zatiče LED. Podatkovna žica je prerezana med vsako svetlobo, zato bo podatkovni signal tekel skozi čip LED, preden bo prešel na naslednjo LED. Potrebovali boste podatkovno žico na prvi LED na vašem traku (podatkovni vhod), ne pa tudi na izhodni vtičnici zadnje LED.

Nasvet: Pomaga pri topljenju nekaj spajkalne žice na koncih žice, preden žice spajkate na zatiče.

Korak: Prenesite Arduino IDE, namestite knjižnico Neopixel in naložite kodo

Če še niste delali z mikrokrmilnikom Arduino, boste morali prenesti Arduino IDE (integrirano razvojno okolje). To je programska oprema za pisanje programov in njihovo nalaganje na vaš mikrokrmilnik Arduino. Knjižnica vsebuje nekaj osnovnih primerov programov. Programsko opremo lahko prenesete s spletnega mesta Arduino. Pri delu s Floro sledite korakom na spletnem mestu Adafruit, da spremenite svoj Arduino IDE.

Ker v knjižnici Arduino ni primera programa za LED RGB, boste morali za delo prenesti dodatno knjižnico. Adafruitovo knjižnico NeoPixel je enostavno razumeti in delati z njo. Knjižnico prenesite tukaj. Odprite Arduino IDE in namestite knjižnico tako, da odprete Manage Libraries. Odpre se okno, v katerem morate izbrati datoteko z zadrgo Adafruit.

Zdaj odprite novo skico tako, da odprete Datoteka> Novo. Pojdite na stran LED Ampli-Tie in kodo kopirajte in prilepite v skico. V kodi spremenite število LED na dejansko število LED, ki jih uporabljate v svojem projektu. Prav tako morate določiti pin, na katerega bo povezan vaš LED-trak, na mikrokrmilniku in pin za mikrofon. Zdaj izberite svoj mikrokrmilnik prek Orodja> Kartica. Ko mikrokrmilnik povežete s kablom USB na prenosni računalnik, kliknite puščico v zgornjem levem kotu skice. To bo program naložilo na vaš mikrokrmilnik. Če se na skici prikaže oranžna napaka, kopirajte besedilo in poiščite rešitev v Googlu.

Opomba: Analogni (A) pin ne potrebuje iste številke kot digitalni (D) pin. Številke digitalnih pin so zapisane na plošči. Številke analognih pin lahko najdete na diagramu izpisov Flora. Zatič, določen v vaši kodi za vaš mikrofon, mora biti analogni - LED trak digitalni zatič.

Korak 16: Preverite LED trak

Najprej pripravite mikrokrmilnik. Odrezati morate tri ženske mostične žice in jih spajkati na mikrokrmilnik. Spojite podatkovne žice na nožice, ki ste jih določili v kodi (uporabil sem D10 in D12, vendar morate uporabiti D6 in D9 - ti zatiči so že definirani v kodi Ampli -Tie). Dve ozemljitveni in napajalni žici lahko spajate na vsak pin. Spoje pritrdite z vročim lepilom.

Nato odrežite tri moške mostične žice in jih spajkajte na začetek LED-traku. Spoj pritrdite s toplotno krčenjem. Pomagal vam bo pri priklopu in odklopu luči z vaše plošče. Varneje je tudi, ker bo vtič odletel, preden žica odtrga ploščo ali LED-trak. To se lahko zlahka zgodi pri nošenju elektronike.

Zdaj lahko LED-trak povežete s ploščo in ga preizkusite. Najprej sem naložil NeoPixel strandest (program za prižiganje LED brez mikrofona), da vidim, če vse luči delujejo. Za napajanje morate ploščo priključiti tudi na LiPo ali računalnik. Kot lahko vidite na sliki, sem najprej uporabil krokodilske posnetke.

17. korak: Pripravite svoj mikrofon

Spajkajte žico na vsak zatič. Uporabite druge tri žice za moške in jih spajkajte na konce žic. Nato naložite kodo LED Ampli-Tie na svoj mikrokontroler. Ne pozabite spremeniti števila LED diod ter analognega in digitalnega zatiča v kodi. Luči in mikrofon povežite s ploščo in jo preizkusite.

Korak 18: Vključite LED v krilo

Ko delujejo vse LED diode, jih lahko vključite v krilo. Obrnite krilo navznoter in okoli prvega očesa nanesite nekaj vročega lepila. Prvo LED (stran, ki sveti obrnjena navzdol) postavite v prvo odprtino na vrhu lepila. Nato na LED nanesite nekaj vročega lepila, pustite, da se nekoliko ohladi in ga s prstom potisnite navzdol, dokler se ne ohladi. Če spajkalni spoji niso dovolj pritrjeni, na vrh nanesite še nekaj lepila. Ponavljajte, dokler se vse LED ne prilepijo v očesce.

Korak 19: Izpolnite očesce

Ko so vse LED diode prilepljene v očesce, krilo znova obrnite na desno stran in očesce napolnite z vročim lepilom. Pištolo za vroče lepilo previdno držite malo nad očescem in pustite, da nekaj lepila kapne v očesce. Za enakomerno in gladko površino med polnjenjem očesca toplotno pištolo počasi premikajte v krogih.

20. korak: Vključite elektroniko v krilo

V zadnjem koraku izrežite tri delce Velcro z lepljivo podlago: enega za mikrofon, enega za mikrokrmilnik in enega za baterijo. Na svojo elektroniko nalepite grobi del ježka, na usnje pa ustrezno mehko stran krila. Pomaga pri nošenju krila in izbiri dobrega mesta za elektroniko, preden nalepite velcro na usnje.

21. korak: Nosite krilo

Vse nastavljeno. Zdaj lahko v mikrokrmilnik priključite baterijo, mikrofon in luči ter zasvetijo.

Če želite izvedeti več o LED diodah RGB in programiranju lastnih vzorcev, si oglejte knjižnico FastLED. Za preslikavo LED in dodajanje stikalnih gumbov v vaš projekt priporočam sodelovanje s knjižnico RGBShades podjetja macetech.

Če imate kakršna koli vprašanja ali vam kaj ni jasno, vprašajte. Uživajte v nošenju luči!

Velika nagrada na tekmovanju Wearable Tech