Arduino Music Reactive namizna svetilka: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Pozdravljeni vsi!

V tej zgradbi bomo naredili reaktivno LED namizno svetilko z uporabo preprostih komponent in nekaj osnovnega programiranja Arduino. To naredi impresiven učinek, kjer bo svetloba zaplesala ob vseh zvokih in glasbi. Ta projekt sem zaključil s soigralcem.

Kaj me je navdihnilo za to? Med eno vadnico mojega modula smo imeli priložnost spoznati, kako deluje Arduino, in od takrat sem bil navdušen nad neštetimi možnostmi, skupaj z dejstvom, da gre za odprtokodno strojno opremo. Ko sem imel nalogo ustvariti in izboljšati digitalni artefakt, sem želel uporabiti računalništvo kot orodje in medij za izražanje umetnosti in kulture skozi ta fizični digitalni artefakt. Vedno sem imel tudi kaj proti objektu, ki vsebuje LED, saj menim, da LED trakovi urejajo široko paleto možnosti - od načina, kako je sestavljen s predmetom, do nadzora barve. Lahko bi naredil preprost predmet odličen in interaktiven. Kaj bi bilo bolje, če bi ga naredili nosljivega predmeta. Prepričan sem, da je večina od vas vedela za DJ marshmella in njegove ikonične pokrivala. Moj prvotni koncept je bil izboljšati nosljivo čelado marshmello, vanj vključiti LED luči, ki jih poganja Arduino in senzor gibanja merilnika pospeška (o tem se bom dotaknil več v zadnjih mislih). Vendar smo zaradi proračuna (stroški LED -ja dragi..) in praktičnih premislekov o projektu v tistem času zamisel spremenili v to zvočno reaktivno LED svetilko marshmello. Vsekakor ga lahko vidimo kot medij, ki prikazuje pop kulturo, in kot zvočno reaktivna svetilka se zdi digitalna umetnost.

To je naša različica projekta. Vse zasluge youtuberjeve "Natural Nerd" smo spremljali na podlagi njihovega početja in se jim želimo zahvaliti, ker so nam posredovali podrobnosti o tem, kako narediti projekt. (Naravna nerd)

1. korak: GLAVNA OSKRBA

Najprej najprej: to so zaloge, ki jih potrebujemo. Večinoma so neobvezne - na podlagi tega, da lahko preprosto naredite svojo improvizacijo in prilagodite svoj projekt. Kljub temu so potrebni nekateri ključni elementi, če želite slediti temu priročniku:

• Arduino Uno (ali kateri koli enako majhen tip Arduino)
• Modul za zaznavanje zvoka
• Zunanji napajalnik
• Posamezno naslovljivi LED trakovi 60 LED na meter
• Mostične žice
• Ogledna plošča

Glede na videz, ki ga želite doseči, boste morda želeli trakove urediti drugače ali svetlobo oddajati na drug način. Za svoj pristop sem uporabil naslednje postavke:

• Kozarec iz recikliranega stekla (ali kateri koli drug kozarec, ki ustreza vaši dimenziji)
• Črni papir iz razglednice
• Plošča iz pene
• Razpršilna barva (uporablja se za premazovanje kozarca)

Vsi ključni predmeti so bili kupljeni pri Continental Electronic (stolp B1-25 Sim Lim), LED trakovi so bili daleč najdražji del, ki stane 18 SGD za 1 meter - uporabili smo 2 metra. Preostali predmeti so bili bodisi reciklirani materiali bodisi so bili kupljeni v soseski.

2. korak: VKLOPITE KOMPONENTE

Uporabil sem zunanji napajalnik, kot je vir napajanja z izmeničnim / enosmernim tokom - fant pri pultu je predlagal zunanje napajanje, saj bi bilo bolje napajati 2 -metrski LED trak in ne zažgati vrat USB. Če uporabljate 1 meter ali manj, ne uporabljajte zunanjega napajalnika in samo uporabite kabel USB Arduino Uno in ga neposredno priključite na računalnik.

Glavna sestavina projekta je modul detektorja zvoka. Arduinu bo zagotovil analogni signal (vhod), ki se uporablja za prižig luči RGB (izhod). Zunanji napajalnik bo napajal vse tri komponente - Arduino, modul detektorja zvoka in LED luči. Priključite VIN (ali 5V) na Arduinu in VCC na plošči detektorja zvoka na pozitivni vhod. Nato priključite GND na Arduino in detektor na minus. To je prikazano na priloženi shemi. Na vir napajanja moramo priključiti tudi 5V in GND vhod na LED traku.

Kot posrednik za te povezave smo uporabili načrt. Napajanje bo šlo na mizo iz zunanjega vira napajanja, ki bo nato napajal tri komponente, kot je omenjeno.

Opomba: naš učitelj je predlagal uporabo upora za povezave med modulom detektorja napajanja in zvoka, tako da vsa energija ne bo šla v modul, kar bo omogočilo boljši vnos.

3. korak: DETEKTOR IN TRAKE

Ko priključimo vse tri komponente na napajanje, jih moramo nato povezati med seboj.

Modul detektorja zvoka bo komuniciral z Arduinom prek analognih vhodnih zatičev - uporabljal bom pin A0.

LED trakovi potrebujejo digitalni impulz, da razumejo, katero LED nasloviti. Tako je treba digitalni izhodni pin DI priključiti na Arduino. Na Arduinu bom uporabljal pin 6. Dobili smo trgovino, kjer smo kupili elektroniko za spajkanje vseh mostičkov za LED trak. Zato za naše lastnike ni bilo potrebno spajkanje, kar je prihranilo težave. Kar je ostalo, je bilo le, da nanj pripnemo moško-ženski kabel.

Podobno lahko samo sledite shematičnemu diagramu, da dobite pregled povezav.

4. korak: NALOŽBA KODE

To je verjetno najpomembnejši del projekta. Vir kode, ki sem jo uporabil, najdete tukaj (povezava) ali njeno različico (priložena datoteka). Glavno načelo je preslikati analogno vrednost, doseženo s senzorjem, na število LED za prikaz.

Za vsak zagon želimo zagotoviti, da vse luči delujejo po pričakovanjih. To lahko storimo s funkcijo matrike, ki vam omogoča vklop vseh posameznih LED.

Nato preidemo na glavno funkcijo za vizualizacijo zvokov v svetilki. To lahko storimo s funkcijo zemljevida. To nam bo omogočilo prikaz določenega števila LED glede na količinsko spremenljiv vhod. Za moj pristop sem se odločil povečati število LED v nastavitvi (180 opredeljenih v kodi v nasprotju s 120 LED, ki jih imam). Poskusil sem različne nastavitve - vključno s prilagoditvijo občutljivosti na modulu detektorja zvoka, variacijami nizke in največje vrednosti mikrofona itd. Vendar nisem mogel doseči želene vizualizacije, dokler nisem povečal števila LED. Obstaja tudi druga plast postopkovnosti. Koda bo omogočila naprednejše spremljanje jakosti zvoka na podlagi povprečja, da bo svetloba spremenila barve, ko bo pesem vstopila v vrh - 'HIGH mode'.

Glede na videz, ki ga želite doseči, boste morda želeli prilagoditi uporabljeno kodo. Ta video (povezava) podrobno razlaga kode.

5. korak: PRIPRAVA HIŠA

Najprej sem črni papir razvaljal na približno enak krog in premer kot odprtina steklene posode. Nisem imel ustreznega merilnega orodja. Zato improviziram tako, da v bistvu ves papir črne karte razvaljam v kozarec. Ko sem izmeril količino dolžine črnega papirja, ki ga moram uporabiti, sem ga previdno razrezal po oznaki, ki sem jo dal. Konce sem nato zlepil skupaj, da sem oblikoval valjasto cev. Dolžina in višina ohišja sta odvisna od velikosti kozarca. Uporabite lahko poljubno dolžino.

Nato ohišje, ki sem ga naredil, ovijem z LED trakom okoli njega in prikrijem celotno površino ohišja. To je bilo storjeno samo z lepilom na zadnji strani traku. Poskrbim, da je izrezana majhna reža, ki omogoča, da se odvečna dolžina žice potisne v ohišje za natančnejše upravljanje žice in ne ovira površine splakovanja.

Tretjič, votla cilindrična cev se uporablja kot prednost pri polnjenju elektronike na notranji strani. Za začetek sem z modro pritrditvijo zavaroval žične povezave na Arduinu in plošči. Nato sem odvečno dolžino žice zalepil z običajnim 3M trakom. Ta korak je previdnostni ukrep, ki preprečuje, da bi se žice med montažo enostavno odklopile.

Četrtič, sestavljena plošča je nato pripravljena za vstavljanje v ohišje. Ker je elektronika "skrita" v ohišju, mora biti postavitev takšna, da uporabniku omogoča enostaven dostop do Arduino USB. Ne samo to, modul detektorja zvoka bo treba obrniti tudi navzdol, da bo modul lažje pobral vhodni zvok. Sestavljena plošča je zato postavljena navpično, da to omogoča. Nekaj penaste plošče je bilo uporabljeno za držanje sestavljene plošče na ohišju. Med tem korakom bo LED trak povezan (z rdečo, oranžno, rumeno žico) po namestitvi elektronike. Do te točke so izvedene vse povezave, razen tistih na zunanji vir napajanja - rdečo in črno žico.

Korak 6: ZADEVA SAMA

Ker zasnujem namizno svetilko kot repliko Marshmellove glave, sem moral celotno stekleno posodo, razen oči in ust, ki so morala biti črna, premazati z belo barvo. Pred brizganjem izrežemo šablono oči in ust ter prilepimo na kozarec. Kozarec smo pustili, da se posuši, preden so oči in usta postavili iz kozarca. To je bilo storjeno s preostalim črnim papirjem (najprej sem pomislil, da bi ga samo pobarval v črno). Učinek se je dobro izkazal, saj se zdi, da so bile oči in ustna plast dejansko izrezani.

Kovinski pokrov je moral imeti osrednjo odprtino za dostop do Arduino USB, modula za zaznavanje zvoka in napajanja, kot je omenjeno. Rezanje mi je uspelo narediti v delavnici v šoli.

7. korak: DOKONČANJE

Zdaj je končna montaža konstrukcije.

LED trak najprej preverimo, da luči dejansko delujejo in ali so vsi priključki pravilni. Ko zagotovite, da komponente delujejo, lahko nadaljujete z vstavljanjem ohišja v ohišje kozarca, ki ste ga izdelali. Po luknji (tudi po namestitvi pokrova) in namestitvi elektronskih komponent lahko vidite tako vmesnik Arduino USB kot vhodno moč od spodaj. Modul detektorja zvoka rahlo štrli tudi navzven za boljši zajem zvoka. Za noge sem uporabil kocke, izrezane iz pene, in jo pobarval v črno. V idealnem primeru lahko za namizno svetilko uporabite nekaj lesenega stojala.

Opomba: barvanje je bilo sprva slabo opravljeno, kar je razvidno iz vodnih žigov v prvem prototipu, zato sem moral celotno prevleko odstraniti z razredčilom, nato pa ga ponovno poškropiti. To je vsekakor zahtevalo dodaten napor, ki se mu lahko izognete.

In končno, projekt sem dokončal. Vsekakor so bili potrebni večkratni poskusi in napake - bodisi za zagon kode bodisi za spremembo postopka sestavljanja, vendar sem bil zadovoljen z doseženim.

8. korak: DOKONČAJ

To je bil odličen projekt in pri tem sem se zabaval. Poleg tega je še posebej super, saj je tako prilagodljiv in omogoča prihodnjo posodobitev kadar koli. Kodo lahko kadar koli predelate in v bistvu vsakič dobite 'novo' svetilko.

PRIHODNI IZBOLJŠANJA

Vendar pa je pri gradnji mogoče narediti še veliko izboljšav in/ali sprememb.

Dodate lahko različne vhode za gumbe, povezane z Arduinom. S tem lahko spremenite način za izvajanje splošne funkcije svetilke, na primer s splošnim utripanjem. To omogoča preklapljanje med trenutnim zvočno reaktivnim načinom in splošnim nagibnim načinom naklona. Za spremembo barvnega sklopa sevajočih luči lahko uporabite drug gumb (nastavite 1 - modro na rumeno, nastavite 2 - rdeče na vijolično itd.). Ali še bolj, lahko imate 3 plasti proceduralnosti, kjer obstaja več načinov za napredno sledenje jakosti zvoka na podlagi povprečja - 'LOW', 'NORMAL', 'HIGH'. Tako boste dosegli širši razpon barvnih valov.

Prav tako se rad vrnem k svojemu prvotnemu konceptu, nosljivi marshmello LED glavi. To se bo zdelo kot drznejša zgradba, ki združuje uporabo modula detektorja zvoka in modula merilnika pospeška. Modul detektorja zvoka bo na splošno vizualiziral utripanje LED luči, medtem ko bo modul merilnika pospeška spremenil barvo luči glede na vhod, ki ga bere - stopnjo gibanja uporabnika.

V bistvu je tukaj ideja, da so omejitve neskončne in da jih omejuje le vaša vizija. Hvala za ogled/branje in lepo se imejte z vašim Arduinom!