Πώς να φτιάξετε έναν οπτικοποιητή συχνότητας για ένα κοστούμι (Arduino Project): 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Σε αυτό το Instuctable, θα δώσω συμβουλές, σχέδια και κώδικες για να φτιάξω ένα συναρπαστικό οπτικοποιητή ήχου ενσωματωμένο σε ένα κοστούμι από αφρώδες γυαλί. Στην πορεία θα μοιραστώ χρήσιμα βήματα και επιπλέον κώδικες που κάποιοι που θέλουν να εφαρμόσουν arduino βιβλιοθήκες FFT στα έργα τους θα μπορούσαν να βρουν πολύτιμους.

Βήμα 1: Υλικά και τιμές

Πριν φτιάξω το αφρώδες κοστούμι, έφτιαξα πρώτα μια σειρά για να μάθω πώς να κάνω τη βιβλιοθήκη FFT να λειτουργεί. Τα υλικά που χρειάζονται είναι:

1. 2 λωρίδες 30 neopixel WS2812B ……………………………………………………………. 3,22 $ η λωρίδα
2. Arduino uno (χρησιμοποιείται κινέζικα) ………………………………………………………………… readyδη ανήκει
3. Συνδέστε καλώδια ……………………………………………………………………………. Readyδη ανήκει
4. Εξωτερική τροφοδοσία ……………………………………………………………………. Readyδη ανήκει
5. Επιφάνεια τοποθέτησης (μεταχειρισμένο χαρτόνι) ………………………………………………………
6. LM386 Μονάδα ενισχυτή ήχου ……………………………………………………….. 8,98 $ για 5 μονάδες
7. Σύνδεσμος στερεοφωνικού ήχου 3,5 mm για θηλυκό τερματικό θηλυκό 3 βιδών ………. 6,50 $ για 5 μονάδες
8. 3.5mm Stereo Jack Γυναίκα σε Γυναίκα ………………………………………………….. 5,99 $ για 6 μονάδες
9. Breadboard ……………………………………………………………………………………

Για να υιοθετήσετε τελικά τη ρύθμιση για ένα κοστούμι με μικρόφωνο, χρειάζονται τα εξής:

1. 19 λωρίδες neopixel ……………………………………………………………………
2. 5 λωρίδες neopixel …………………………………………………………………….. Κόψτε από το ίδιο ρολό
3. Arduino nano (χρησιμοποιείται κινέζικα) …………………………………………………. $ 3.00 (5 για $ 15)
4. Συνδέστε καλώδια …………………………………………………………………. Readyδη ανήκει
5. Μπαταρία Li-Ion 6000mAh επαναφορτιζόμενη Talentcell ……………………………. 29,99 $
6. Στερεοφωνικός ακουστικός ακροδέκτης 3,5 mm σε θηλυκό ακροδέκτη 3 βιδών….. 6,50 $ για 5 μονάδες
7. 3.5mm Stereo Jack Γυναίκα σε Γυναίκα ………………………………………….. 5,99 $ για 6 μονάδες
8. Διακόπτες …………………………………………………………………………. Τραβήχτηκε από σπασμένο αυτοκίνητο
9. Ένα κοστούμι ……………………………………………………………………………. $ 50 για διάφορα είδη

Βήμα 2: Συναρμολόγηση και καλωδίωση

Ξεκινήστε με δύο λωρίδες από 30 λωρίδες LED WS2812 και κόψτε τις σε 5 λωρίδες LED κατά μήκος των γραμμών κοπής. Κολλήστε αυτές τις λωρίδες σε μια επίπεδη επιφάνεια. Στο παράδειγμά μου χρησιμοποίησα χαρτόνι. Στη συνέχεια, συνδέστε τα εξαρτήματα μαζί όπως φαίνεται στην εικόνα. Βεβαιωθείτε ότι απαιτείται αρκετός χρόνος για να εξασφαλίσετε καλά σημεία συγκόλλησης. Για να βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούν σωστά, χρησιμοποιήστε τα παραδείγματα στη βιβλιοθήκη Neopixel του Adafruit (το παράδειγμα "Straintest" λειτουργεί τέλεια).

Βήμα 3: Κωδικός Arduino

Απαιτούνται μόνο δύο βιβλιοθήκες για αυτό το έργο.

Για το FFT χρησιμοποίησα το ArduinoFFT της Open Music Lab https://wiki.openmusiclabs.com/wiki/ArduinoFFT. Βεβαιωθείτε ότι ακολουθείτε πιστά τις οδηγίες εγκατάστασης, διαφορετικά δεν θα λειτουργήσει. Αφού το εγκαταστήσω σωστά, θα εξακολουθούσα να λαμβάνω μηνύματα σφάλματος σχετικά με μια "μη έγκυρη βιβλιοθήκη", ωστόσο όλα εξακολουθούν να λειτουργούν για μένα. Σχολιάστε αν εντοπίσετε τι μου έλειψε. Για τα neopixels χρησιμοποίησα τη βιβλιοθήκη του Adafruit NeoPixel (όπως αναφέρθηκε προηγουμένως). Προτείνω να χρησιμοποιήσετε τη Διαχείριση βιβλιοθηκών στο λογισμικό arduino για εγκατάσταση.

Το αρχείο SuitFFT είναι ο κώδικας που τρέχει στο Suit με όλες τις επιπλέον εισόδους από το χειριστήριο μου. Το LightShowFFT είναι για τον πίνακα aux input 60 LED.

Και οι δύο αυτοί κωδικοί μπορούν να λειτουργήσουν γρηγορότερα μειώνοντας το N. N στα παραδείγματά μου είναι 256 και διαπιστώθηκε ότι είναι κάτι παραπάνω από κατάλληλο για τα έργα μου. Πειραματικά διαπίστωσα ότι το πλήρες φάσμα ήχου λειτούργησε πολύ πέραν των 9 kHz όπως φαίνεται στο επόμενο βήμα!

Βήμα 4: Τι κάνει το FFT

Ένας FFT ή Fast Fourier Transform λαμβάνει ένα σήμα και το μετατρέπει στο πεδίο συχνοτήτων. Αυτό που δείχνει κάθε ένα από τα φώτα είναι ένας κάδος συχνοτήτων. Δεδομένου ότι το FFT είναι ένας μαθηματικά πολύπλοκος υπολογισμός, μπορεί κανείς να κάνει τον κώδικα να τρέξει γρηγορότερα, περιορίζοντας τον αριθμό των δειγμάτων. Ωστόσο, η ανάλυση συχνότητας θα υποφέρει. Λόγω έλλειψης λέξεων, το FFT στο Arduino είναι μια πράξη εξισορρόπησης μεταξύ: ρυθμού δειγματοληψίας, αριθμού δειγμάτων, χρόνου βρόχου και πολλά άλλα. Ενθαρρύνω άλλους να παίξουν με τις ρυθμίσεις για να βρουν αυτό που ταιριάζει καλύτερα στο δικό τους έργο.

Τώρα ήρθε η ώρα να φτιάξουμε το κοστούμι.

Βήμα 5: Συμβουλές για κοστούμια

Η φορεσιά μου ήταν φτιαγμένη από αφρό όπου πολλά άλλα δημοσιευμένα Instrucatables έχουν καλύψει καλύτερα το θέμα. Η διαφορά με τη δική μου ήταν ότι έκανα επιπλέον βήματα για το μποντό, το fiberglass και το χρώμα. Οι συμβουλές για αυτό είναι οι ακόλουθες.

• Κάντε εξαιρετική προετοιμασία (κτύπημα, κάλυψη, κλπ) καθώς κάνει μια τεράστια χρονική διαφορά αργότερα
• Ανακατεύετε πάντα μποντό και υαλοβάμβακα σε μικρές ποσότητες
• Χρησιμοποιήστε το Bondo για να γεμίσετε τα κενά
• Χρησιμοποιήστε ρητίνη από υαλοβάμβακα για σφράγιση και ενίσχυση
• Χρησιμοποιήστε ύφασμα από υαλοβάμβακα για να σκληρύνετε καλύτερα τα αδύνατα σημεία
• Πάρτε το χρόνο σας και κάντε υπομονή στη δουλειά σας

• Για λείανση

  • 40-100 άμμος στο υλικό αφαίρεσης
  • 100-400 άμμο για προετοιμασία αστάρι
  • 400-1000 άμμο για αστάρι λείανσης
  • 1000-3000 χαλίκι για λείανση χρώματος

Για να τοποθετήσω τις λωρίδες neopixel χρησιμοποίησα θερμή κόλλα για να στερεώσω τις λωρίδες στη θέση τους. Μερικές προκλήσεις τώρα είναι η παροχή μπαταρίας, η ανίχνευση μικροφώνου, ο χειρισμός του ελεγκτή και πολλά άλλα.

Βήμα 6: Δημιουργία ή επιλογή ελεγκτή, ενσύρματη σύνδεση και κωδικός

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοσδήποτε διακόπτης ή διακόπτης. Για το έργο μου βρήκα ότι τα χειριστήρια παραθύρων ενός 96 Honda Prelude δούλευαν τέλεια. Αφού έβγαλα τους διακόπτες από το περίβλημα τους, χρησιμοποίησα ένα σετ πολλαπλών μετρητών στη λειτουργία συνέχειας για να βρω ποιο καλώδιο έκανε αυτό, μόλις οι διακόπτες πατηθούν (σημειώστε ότι μερικές φορές οι διακόπτες σπάνε τη συνέχεια). Αποφάσισα να κάνω την εναλλαγή κλειδώματος παραθύρου, να κλειδώσω τα χειριστήρια από τυχαία χτυπήματα, να ανοίξω και να κατεβάσω το παράθυρο για τα στοιχεία ελέγχου φωτεινότητας και τον τελευταίο διακόπτη για τις "λειτουργίες φωτισμού".

Για να λειτουργήσουν σωστά οι διακόπτες, χρειάζονται αντιστάσεις έλξης προς τα κάτω. Κανονικά οι αντιστάσεις 50-100 kΩ θα λειτουργήσουν, αλλά μερικοί διακόπτες χρειάστηκε να χρησιμοποιήσουν πολύ χαμηλότερη αντίσταση (περίπου 300 Ω) για να αλλάξουν την τάση αρκετά ώστε το Arduino να διακόψει σωστά την ψηφιακή είσοδο (περίπου μικρότερη από 0,3*Vcc για χαμηλές και μεγαλύτερες από 0,6*Vcc για υψηλό). Όποιος το κάνει αυτό πρέπει να μεταβεί με διακόπτη, κατά προτίμηση με μια σανίδα ψωμιού για να βεβαιωθεί ότι ο ελεγκτής λειτουργεί σωστά.

Αφού ανακάλυψα τον διακόπτη, κόλλησα τα εξαρτήματα μαζί χρησιμοποιώντας το διάγραμμα που φαίνεται. Χρησιμοποιήστε μια πλακέτα κυκλώματος PCB για να στερεώσετε καλύτερα τα εξαρτήματα. Ανατρέξτε στην εικόνα για μια λεπτομερή εμφάνιση. Ο πίνακας 19 LED κατεβαίνει τη ράχη του κοστουμιού μου και ο άλλος μπροστά, ως ένδειξη του τι συμβαίνει.

Για να στερεώσω το χειριστήριο στο κοστούμι, χρησιμοποίησα ζεστή κόλλα για να το τοποθετήσω. Στη συνέχεια, έφτιαξα μικρότερες σφήνες από αφρό και τις κόλλησα ζεστά για να στηρίξω το χειριστήριο.

Βήμα 7: Τελικές πινελιές

Για να τελειώσετε, κόψτε σχισμές στον αφρό για να περάσετε το σύρμα. Ασφαλίστε τα καλώδια με ζεστή κόλλα. Για επιπλέον πινελιές αγόρασα επίσης μερικά επιπλέον αντικείμενα για να «σφραγίσω τη συμφωνία». Σκέφτηκα … αν πρόκειται να βγείτε γελοίοι με ελαφρύ κοστούμι, κάντε το παραπάνω βήμα!

Βήμα 8: Αυτό είναι! (Plus Συμβουλές λήψης προβλημάτων)

Ευχαριστώ που επισκεφτήκατε το instuctable μου και διασκεδάστε εσείς DIY-ers!

Συμβουλές προβλημάτων λήψης από την εμπειρία του έργου:

• Εάν τα φώτα λειτουργούν περίεργα (φως που τρεμοπαίζει, δεν λειτουργούν όλα σωστά, ασυνήθιστα χρώματα)

  • Κακή παροχή ρεύματος στα φώτα

    • Πολλαπλά τροφοδοτικά
    • Μην χορδίζετε έτσι τα νεοπίξελ μαζί
    • Τρέξτε επιπλέον γραμμές ρεύματος σε λωρίδες

  • Πρόβλημα κώδικα

    • Ελέγξτε ότι ο αριθμός των φώτων είναι σωστός
    • Ελέγξτε εάν ο κώδικας εμφανίζει σωστά τα φώτα και τους κάδους συχνοτήτων

  • Κακή παροχή ρεύματος στο Arduino

    Αυξήστε την παροχή ρεύματος

  • Τάση από το Arduino στα νεοπίξελ μακριά

    Χρησιμοποιήστε το ίδιο τροφοδοτικό για να τροφοδοτήσετε και τα δύο

• Ανάβει αλλά δεν υπάρχει FFT

  • Ελέγξτε το καλώδιο από την ισχύ του ενισχυτή και τον ενισχυτή, τη γείωση και την είσοδο
  • Αύξηση/μείωση κέρδους ενισχυτή
  • Κακή ισχύς στα φώτα