Arduino Infinity Mirror (Bluetooth in zvočno reaktivno): 9 korakov (s slikami)

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

Ustvaril sem Infinity Mirror za šolski projekt z Arduinom, ki ga lahko upravljate s telefonom ali tabličnim računalnikom z uporabo Bluetootha. Ogledalo ima tudi vgrajen mikrofon, ki zazna zvok/glasbo in se ustrezno odzove tako, da v ritmu glasbe ustvari privlačne svetlobne strobe! Preprosto zaženite aplikacijo, povežite se z bluetoothom in si oglejte čarobnost!

V tem navodilu vam bom pokazal, kako lahko naredite to ogledalo neskončnosti. Pa začnimo!

Korak: Zberite materiale

Za izdelavo tega neskončnega ogledala boste potrebovali naslednje materiale:

1) Arduino Uno (30 USD)

Uporabite lahko tudi drugo vrsto Arduina, vendar je vse odvisno od vas.

2) Mini plošča ali tiskana vezja (5 USD)

Ohišje sem uporabil za izdelavo prototipov in kasneje vse spajkal na ploščo/trak.

3) WS2813 Digitalni 5050 RGB LED trak - 144 LED (1 meter) (25 USD)

Uporabite lahko tudi drugačen LED trak, vendar se prepričajte, da so vse LED diode posebej naslovljive. Poskrbite tudi, da LED trak daje "dodatno" 5V napetost za vsak meter LED. To je zato, ker napetost pade na trak in tok na začetku se lahko znatno poveča. (in morda zažgete začetek LED traku!) Več o tem lahko preberete tukaj: Napajanje neopikslov.

4) Prototipne žice (3 USD)

Barve na splošno niso pomembne, vendar je zelo koristno, da si jih ogledate sami. Uporabil sem belo, črno, rdečo, zeleno, rumeno, oranžno in modro.

5) Kabel USB A do B (4 USD)

To bo uporabljeno za nalaganje vaše kode Arduino na ploščo Arduino Uno.

6) Napajalnik za preklop srednjih vrtin - 5V 10A (15 USD)

To bo uporabljeno za podporo LED traku z zunanjo napetostjo 5 V, ker sam Arduino ni dovolj močan, da bi prižgal vse LED. Lahko se odločite tudi za uporabo napajalnika za stenski adapter, vendar se prepričajte, da deluje na 5V.

7) 230V napajalni kabel z vtičem (3 USD)

To bo uporabljeno za priključitev stikalnega napajalnika na vtičnico 230 V. Odvisno od tega, kje živite, se lahko napetost iz vtičnice razlikuje. V vsakem primeru boste potrebovali ustrezen kabel z vtičem.

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

Ta modul bo uporabljen za pošiljanje podatkov iz vašega telefona ali tabličnega računalnika v Arduino. Ta modul bluetooth lahko služi samo kot pomožni. Standardni pin / geslo za bluetooth je 1234.

9) Modul senzorja za zaznavanje zvoka 3-PIN (3 USD)

Ta modul bo uporabljen za zaznavanje zvoka, saj ima vgrajen mikrofon. Potenciometer nastavite na želeno količino zvoka, pri katerem nastane signal. Uporabite lahko tudi drug zvočni senzor, vendar je to odvisno od vas.

10) 220 Ω upor (0,25 USD)

To bo uporabljeno za nadzor napetosti LED. Če tega ne uporabite, se bodo LED -diode sčasoma zelo segrele. 220Ω upor ima v tem vrstnem redu rdeče, rdeče in rjave črte. Zadnji trak predstavlja toleranco. Zlato pomeni ± 5%. Več informacij tukaj: 220 ohmski upor.

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

To bo uporabljeno za dodajanje in shranjevanje kapacitivnosti (energije) v vezje. Več informacij tukaj: Elektrolitski kondenzatorji.

Škatla in ogledalo:

To so materiali in dimenzije, ki sem jih uporabil za izdelavo svoje škatle. Odločite se lahko tudi za nakup okvirja ali vnaprej izdelane škatle, ki je dovolj velika, da vanjo namesti enosmerno odsevno ogledalo, običajno ogledalo, LED in elektroniko. Priporočam, da ga zgradite sami, če imate ustrezna orodja in materiale.

12) Steklo 25 x 25 cm (debelina 3 mm) (5 USD)

Steklo se bo uporabljalo kot enosmerno odsevno ogledalo, za katerega boste potrebovali enosmerni zrcalni okenski film (glej 13). Odločite se lahko tudi za namesto enosmernega ogledala/polprozornega ogledala, ki je dovolj veliko, da se prilega vaši škatli. Steklo lahko režete sami z rezalnikom stekla (glej 22), vendar priporočam, da se posvetujete s strokovnjaki, ki bodo to storili namesto vas, ali pa še bolje, da samo kupite steklo ustreznih dimenzij.

13) Zatemnjena enosmerna zrcalna okenska folija 30 x 30 cm (5 USD)

Za posnemanje enosmernega ogledala potrebujete steklo in zvitek zatemnjene enosmerne zrcalne folije, ki ga z vodo in milom nanesete na steklo (glej 29). Razlog, zakaj je nekoliko večji od stekla, je, ker se bo sčasoma skrčil. Če se namesto tega, kot je navedeno zgoraj, odločite za enosmerno ogledalo, tega ne boste potrebovali.

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

Navadno ogledalo, kakršno imate v kopalnici. Ta bo skupaj z enosmernim ogledalom ustvaril učinek "neskončnosti".

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

Dve leseni letvi za zgornji in spodnji del škatle.

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

Dve leseni letvi za desno in levo stran škatle.

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

Dve leseni letvi za zgornji in spodnji del notranjosti škatle (na kateri bodo ležala ogledala in na katero so prilepljene LED diode).

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

Dve leseni letvi za desno in levo stran notranjosti škatle (na kateri bodo ležala ogledala in na katero so prilepljene LED diode).

19) Črna barva/razpršilec

S tem sem svojo škatlo pobarval v črno, da se je bolj zlila s temno temo.

Orodja:

Za ustvarjanje škatle in ogledala boste potrebovali naslednja orodja:

20) Merilni trak (3 USD)

Seveda se uporablja za merjenje vaše škatle. Več informacij tukaj: Kako prebrati merilni trak.

21) Merilni kvadrat (5 USD)

Uporablja se tudi za merjenje vaše škatle/materialov. V resnici ni potrebno, lahko pa bi prišlo zelo prav.

22) Rezalnik/odstranjevalec žice (5 USD)

Uporablja se za odstranjevanje in rezanje žic. Kot alternativo lahko uporabite tudi kuhinjski ali stanley nož. Več informacij tukaj: Kako odstraniti žico.

23) Rezalnik stekla (5 USD)

Uporablja se za rezanje stekla in ogledal. Kot alternativo lahko uporabite diamant, vendar ga ne priporočam. Več informacij tukaj: Kako rezati vitraž.

24) Izvijač/vrtalnik (2 USD)

Uporablja se za vrtanje vijakov in vrtanje lukenj. Več informacij tukaj: Kako voziti leseni vijak.

25) Kladivo (5 USD)

Uporablja se za zabijanje žebljev. Več informacij tukaj: Kako varno uporabljati kladivo.

26) Lepilo za les (5 USD)

Če vijaki ali žeblji niso dovolj dobri, lahko nanesete tudi lepilo za les, da ohranite dele skupaj. Več informacij tukaj: Kako lepiti les skupaj.

27) Žaga (5 USD)

Uporablja se za žaganje lesa. Več informacij tukaj: Kako žagati les z ročno žago.

28) Žeblji (3 USD)

Uporablja se za držanje delov skupaj, v našem primeru trajno.

29) Vijaki (3 USD)

Uporablja se tudi za držanje delov skupaj, vendar z uporabo vijakov namesto žebljev lahko po potrebi enostavno odklopite dele.

30) Voda in milo

Uporablja se za nanašanje zatemnjene enosmerne zrcalne folije na steklo. Uporablja se tudi za čiščenje neskončnega ogledala. Če želite vedeti, kako namestiti okensko folijo, lahko sledite tej vadnici: Kako namestiti okensko folijo.

31) brusni papir (1 USD)

Uporablja se za oplemenititev ostrih robov stekla in lesa.

Spajkalna orodja (neobvezno):

32) Spajkalnik (15 USD)

Izbirno, če se odločite, da vse skupaj spajkate, namesto da ga pustite na plošči. Če želite vedeti, kako spajkati, lahko sledite tej vadnici: Kako spajkati elektroniko.

33) Spajkalna pločevina 0,6 mm - 100 g (5,50 USD)

Uporablja se za spajkanje žic skupaj.

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

Uporablja se za odpakiranje žic, če ste pomotoma naredili napako.

35) Toplo skrčljive cevi (2 USD)

Uporablja se za varno držanje spajkanih žic skupaj.

36) 1x ženska glava s 3 zatiči (0,10 USD)

To v resnici ni potrebno, lahko pa bi bilo priročno, če ne želite neposredno spajkati senzorja za zaznavanje zvoka na žice.

37) 1x ženska glava s 4 zatiči (0,10 USD)

To v resnici ni potrebno, vendar bi bilo lahko priročno, če modula Bluetooth ne želite neposredno spajkati na žice.

2. korak: Povezave z desko

Ko sestavite materiale, je čas, da naredite svoj prvi prototip z uporabo plošče. Matična plošča ima skupaj štiri stolpce. Prva dva in zadnja dva modra in rdeča stolpca imata navpično povezavo, ki predstavlja povezave +5V (rdeča) in ozemljitev/GND (modra). Dva stolpca na sredini sta tista, kjer bodo postavljene vaše glavne komponente. Več o ploščah lahko izveste tukaj.

Torej, kar želite storiti, je, da svoj Arduino povežete s ploščo z uporabo nekaterih prototipnih žic. Kot sem že omenil, barve niso pomembne, vendar so za vas koristna referenca. Na primer, z rdečimi žicami sem predstavljal +5V, z belimi pa GND. Prav tako ni pomembno, kam postavite zatiče, dokler ostanejo v istem vezju.

Nato želite LED trak priključiti na ploščo. Opazili boste, da ima 3-6 žic, odvisno od vrste. Bela označuje GND/min vhod, rdeča predstavlja +5V vhod, zelena predstavlja PIN za vnos podatkov in modra predstavlja varnostno kodo za vnos podatkov za varnostno kopiranje (ne povežite se, če LED ni povezana). Priključite zunanje napajanje 5V in ga priključite na LED trak. Ne pozabite priključiti tudi upora in kondenzatorja, kot je prikazano na zgornji sliki, sicer lahko LED diode izgorejo!

Nazadnje želite povezati modul Bluetooth in senzor za zaznavanje zvoka na ploščo. Senzorju za zaznavanje zvoka dodelite pin A0 (analogno). Kar zadeva modul bluetooth, boste opazili, da ima en RXD in en pin TXD. Namenjeni so pošiljanju in sprejemanju signalov. OPOMBA: priključek TXD modula priključite na pin RXD Arduina, pin RXD modula pa na TXD pin Arduina. Ne do istih zatičev!

Korak: Kodirajte Arduino

Naslednji korak je kodiranje Arduina. Za to potrebujete programsko opremo Arduino IDE, ki jo lahko prenesete tukaj. Ko naložite IDE, odprite nov dokument in kopirajte in prilepite naslednjo kodo v okno projekta:

#vključi

// Zatiči, ki so povezani z Arduinom

const int PIN = 6; // vhodni pin LED traku int NUMPIXELS = 144; // Število slikovnih pik, ki bodo zasvetile const int SOUNDSENSOR = A0; // Vhodni pin senzorja zvoka

int ButtonState = 0; // Stanje, ki je dodeljeno gumbu v aplikaciji bluetooth

int volumen = 0; // Navedite, da preveri, ali je signal v mikrofonu ali ne

// Barvne spremenljivke

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

// Svetlobne in zvočne spremenljivke

boolean SoundDetect = false; boolean FullLight = false;

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

void setup () {

pinMode (SOUNDSENSOR, INPUT); // Vhod pinMode senzorja zvoka (PIN, OUTPUT); // Vhod LED traku

Serial.begin (9600);

strip.setPixelColor (0, 0, 0, 0); strip.setBrightness (0); strip.begin (); // To inicializira knjižnico NeoPixel strip.show ();

}

void loop () {

// Določimo količino svetlosti glede na svetlost bajtov drsnika = analogRead (A0)/4; Serial.println (svetlost); če (Serial.available ()> 0) {ButtonState = Serial.read (); }

// Omogoči ali onemogoči zaznavanje LED in zvoka

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

//////////////////////////// LED stikalo ////////////////////////// ////

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

if (ButtonState == 'b') {

FullLight = 0; SoundDetect = 0; }

//////////////////////////// Stikalo za zaznavanje zvoka /////////////////////// /////

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

if (ButtonState == 'd') {

SoundDetect = 0; FullLight = 0; }

////////////////////////////// Primarne barve //////////////////////// ////

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

if (ButtonState == '2') {

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

if (ButtonState == '3') {

primarne barve (); 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 () {

for (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 (); }

Če vas prosi, da namestite knjižnico Adafruit NeoPixel, to storite tako, da odprete Sketch> Import Library> Adafruit NeoPixel.

4. korak: Zgradite aplikacijo Bluetooth

Zdaj pa pojdimo na zanimiv del, pri ustvarjanju vaše aplikacije! Odločil sem se, da bom za to uporabil programsko opremo drugega proizvajalca, imenovano MIT App Inventor 2. Če želite prenesti projektne datoteke (.aia) in spremeniti aplikacijo, jo lahko prenesete spodaj. Lahko pa tudi sami prenesete aplikacijo (.apk), ne da bi morali kodirati. Namestiti ga morate le v svojo napravo.

5. korak: Zgradite škatlo

V tem koraku bomo zgradili okvir/okvir za neskončno ogledalo.

Zunanji okvir

Najprej izrežite debelo letvico za zunanji okvir (glejte zgornje slike). Potrebovali boste dva kosa dolžine 27 cm (za zgornji in spodnji del) in dva kosa dolžine 25 cm (za levo in desno stran). Sedaj jih pripnite skupaj z žeblji na vogale škatle (po 4 na vsaki strani), vendar pazite, da se robovi popolnoma prilegajo. Lahko se odločite tudi, da jih zlepite skupaj, vendar je to odvisno od vas.

Notranji okvir

Nato izrežite tanko letvico za notranji okvir (glejte slike zgoraj). Potrebovali boste dva kosa dolžine 25 cm (za zgornji in spodnji del) in dva kosa dolžine 24 cm (za levo in desno stran). Zdaj jih želite pribiti na približno 0,5 cm pod vrhom zunanjega okvirja z uporabo 2 žebljev za vsako stran. Tu sem nanesel tudi nekaj lepila za les, da so trdnejši. OPOMBA: Poskrbite, da se enosmerno ogledalo popolnoma prilega okvirju!

Vrtanje luknje za mikrofon

Ker je mikrofon občutljiv predmet, ne sme biti pokrit. Zato sem na vrhu okvirja izvrtal luknjo, iz katere bo štrlela glava mikrofona. Ne naredite luknje prevelike, ker ne želite, da vam mikrofon popolnoma pade iz okvirja.

Slikajte svoj okvir

Odločil sem se, da bom okvir pobarval v skoraj črno mat barvo in mu dal nekakšen temen, skrivnosten učinek. Če se odločite tudi za barvanje, se prepričajte, da na okvirju ni debelih madežev barve. Da bi to preprečili, morate okvir nežno pobarvati z majhno do srednjo krtačo. Poleg tega ga lahko pobarvate drugič, če ni dovolj pokrit. Pustite, da se posuši kakšen dan.

6. korak: Spajkajte elektroniko na tiskano vezje

V tem koraku bomo elektroniko spajkali na tiskano vezje, ki ga bomo kasneje namestili na zadnjo stran ogledala. Spajkanje ni obvezno, vendar toplo priporočam, da elektronika ostane varna. Spajal sem vse korak za korakom na "komponento" v mrežo, da preprečim napake. Tako sem najprej zvočni modul spajkal na ploščo, nato modul bluetooth in nazadnje LED trakove. Priporočam, da med komponentami pustite nekaj praznega prostora, ki se ne sme neposredno dotikati, na primer vhodne žice +5V in vhodne žice GND (glejte zgornje slike).

Ko komponente spajkate na ploščo, začnite povezovati mostove tako, da med komponente pod ploščo nanesete nekaj kositra. Druga možnost je, da odstranite nekaj žic in jih spajkate na komponente, da vzpostavite mostno povezavo.

Zdaj želite preizkusiti vezje tako, da preprosto priključite žice na Arduino. Prepričajte se, da ste priključili tudi napajalnik! Če se LED diode uspešno vklopijo, potem dobro opravljeno! Če se ne vklopijo, boste morda želeli dvakrat preveriti vezje in poiskati napačne povezave.

7. korak: Namestite elektroniko na hrbtni strani

Naslednji korak je namestitev elektronike na kos lesa, ki ga bomo uporabili tudi za hrbtno stran ogledala. Elektroniko sem pritrdil na ploščo z nekaj vijaki in zlepil dva bloka na desni in levi strani hrbta, ki se uporabljata za privijanje hrbtne strani škatle na samo škatlo.

8. korak: Sestavite ogledala s škatlo

Zdaj je čas, da sestavite ogledala, LED prilepite na okvir in namestite senzor za zaznavanje zvoka.

Enosmerno ogledalo

Enosmerno ogledalo bo nameščeno na sam okvir, s tonirano stranjo navzdol obrnjeno proti ogledalu in LED. Za izdelavo tega ogledala boste potrebovali stekleno ploščo in zatemnjeno okno. Najprej izrežite okensko folijo v pravi velikosti, vendar pustite približno 2-5 cm dodatnega prostora na vsaki strani. Nato želite popolnoma očistiti okno in odstraniti vse ostanke prahu. Nato okno pokrijte z vodo in milom ter previdno odstranite plastiko iz okenske folije (na vsako stran lahko položite trak, da ga enostavno odstranite). Zdaj želite tudi lepljivo stran okenske folije prekriti z vodo in milom, da se prepreči, da bi se zlepila vase. Vse, kar morate storiti, je, da ga položite na steklo in ga tesno pometete (glejte zgornje slike). Pustite, da se posuši približno en dan in odstranite preostalo okensko folijo.

Prilepite LED na škatlo

Naslednji korak je, da LED prilepite na škatlo, kar lahko storite tako, da odstranite lepljivi papir. Priporočam tudi, da na zadnjo stran traku nanesete nekaj hitrega lepila, da se prepreči ločitev.

Postavite ogledala in dokončajte

Zadnji korak je namestitev enosmernega ogledala in običajnega ogledala. Običajno ogledalo gre za LED trak, enosmerno ogledalo pa spredaj. Lepite jih s hitrim lepilom in zadnjo ploščo z elektroniko privijte na zadnjo stran škatle. Namestite senzor za zaznavanje zvoka, povežite vse žice in voila, končali ste!

9. korak: Preizkusite svoje ogledalo neskončnosti

Zdaj morate samo preizkusiti, ali vse deluje. In to je to! Zdaj ste zgradili svoje lastno brezžično ogledalo, ki ga je mogoče nadzorovati in zvočno reagirati!: D

Če imate kakršna koli vprašanja, ne oklevajte in vprašajte v oddelku za komentarje.

Hvala in lepo se imejte!