Αίθουσα χορού LED: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Αυτός είναι ένας οδηγός για τη δημιουργία ενός οπτικοποιητή μουσικής LED με βάση το Arduino, το AKA μια εντελώς γλυκιά αίθουσα ψηφιακού χορού. Υπάρχουν διάφοροι οδηγοί σχετικά με οδηγίες σχετικά με τους καθαρούς οπτικοποιητές κυκλώματος, αλλά αυτοί είναι γενικά κάποιου είδους ενισχυτές για να κάνουν τα φώτα να πάλλονται και να αλλάζουν ένταση σε απόκριση της ισχύος που μεταδίδεται στο ηχητικό σήμα. Wantedθελα κάτι περισσότερο στη γραμμή πολλαπλών στροβοσκοπήσεων που ανταποκρίνονταν σε διαφορετικές συχνότητες μουσικής. Το τελικό αποτέλεσμα είναι το μεταλλαγμένο τέκνο αυτού και αυτού και λίγο από αυτό, αλλά αξίζει τον κόπο. Το πραγματικό ηχητικό σήμα διαβάζεται από την υποδοχή μικροφώνου στον υπολογιστή, ώστε να μπορεί είτε να δεχτεί τον δικό του ήχο ήχο από iPod / Rock Band / καραόκε / ό, τι μπορείτε να ονειρευτείτε τα τρελά παιδιά. Νέα νέα μουσική! Ευγενική προσφορά του DoKashiteru και των Creative Commons, σας μεταφέρω ένα βίντεο χωρίς λογοκρισία του συστήματος σε δράση:

Βήμα 1: Μέρη / Εργαλεία

Μέρη: LED - Προφανώς. Αγόρασα πραγματικά φωτεινά 10 χιλιοστά σε διάφορα χρώματα χύμα από το eBay, αλλά μπορείτε να τα βρείτε στο Digikey ή στο Mouser. Οι υψηλότερες βαθμολογίες millicandela είναι καλύτερες, ειδικά αν θέλετε αυτές να φωτίζουν οτιδήποτε και όχι μόνο να είναι ένα σημείο χρώματος. Shopωνίστε για να βρείτε μια καλή προσφορά. Αντιστάσεις - Μία για κάθε LED. Το δικό μου απαιτούσε 470 ωμ, αλλά βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει τις βαθμολογίες στα LED σας έτσι ώστε να έχετε όσο το δυνατόν περισσότερο φως χωρίς να τα κάψετε. Φρυγανιά χωρίς κόλλα - Για όλα τα κυκλώματα. Arduino - Η διεπαφή υπολογιστή/κυκλώματος. Ένας υπέροχος μικρός πίνακας. Αγοράστε το online. Σύρμα - Πολλά καλώδια στερεού πυρήνα. Χρειαζόμουν πολλά, γρήγορα, οπότε κατέληξα να καθαρίσω το τοπικό μου RadioShack από αυτό το υλικό, αλλά θα πρέπει να μπορείτε να το βρείτε πολύ φθηνότερα. Το να κρατάτε δύο σκέλη μαζί έτσι είναι εξαιρετικά χρήσιμο, όπως θα δείτε αργότερα. Υπολογιστής - Όπου πραγματοποιείται ο πραγματικός υπολογισμός. Ναι, μπορεί να είναι λίγο υπερβολικό να αναβοσβήνει μερικά φώτα, αλλά καθώς αναπόφευκτα καταλήγουμε να παίζουμε τη χορευτική μας μουσική από φορητό υπολογιστή ούτως ή άλλως λειτούργησε μια χαρά. Τροφοδοσία - Τα LED πιθανότατα θα αντλήσουν περισσότερη ισχύ από ό, τι μπορεί να προσφέρει το arduino, οπότε θα τα τροφοδοτήσουμε εξωτερικά και θα τα αλλάξουμε με τρανζίστορ. Θα πρέπει να έχετε ένα σωρό από αυτά που βρίσκονται από παλιά ηλεκτρονικά είδη, ή μπορείτε να τα βρείτε σε καταστήματα φτηνών. Δείτε τη σελίδα προγραμματισμού για την τάση / ρεύμα που χρειάζεστε. NPN τρανζίστορ - Τα χρησιμοποιούμε ως τρέχοντες ενισχυτές / διακόπτες. Λίγο ρεύμα που αντλείται από το arduino ελέγχει πολύ ρεύμα που αντλεί από το τροφοδοτικό που διατρέχει τα LED. Βρείτε τα στο διαδίκτυο ή στο RadioShack. Συγκολλητικό σίδερο - Αρκετά αυτονόητο. Ηχεία / διαχωριστής ήχου / καλώδιο ήχου αρσενικού -αρσενικού - Ηχεία για ήχο, διαχωριστή και καλώδιο για την τροφοδοσία του σήματος από την έξοδο των ακουστικών στα ηχεία και την υποδοχή μικροφώνου. Λογισμικό: Arduino - Κατεβάστε το περιβάλλον λογισμικού arduino από εδώ. Επεξεργασία - Η επεξεργασία μιλάει καλά με το arduino και έχει ενσωματωμένες μερικές φοβερές βιβλιοθήκες. Κατεβάστε το από εδώ. Βεβαιωθείτε ότι έχετε την πιο πρόσφατη έκδοση της βιβλιοθήκης επεξεργασίας ήχου Minim από εδώ. Mayσως χρειαστεί επίσης να αποκτήσετε τη βιβλιοθήκη «arduino» για να επικοινωνήσετε - πάρτε την από εδώ και κολλήστε την στο φάκελο Επεξεργασία/βιβλιοθήκες.

Βήμα 2: Σχεδιασμός κυκλωμάτων

Μια συνολική άποψη του κυκλώματος που χτίζουμε. Τα δύο σκέλη του σύρματος συνδέονται με τις υψηλές και τις χαμηλές τάσεις και κάθε ζεύγος LED/αντίστασης τις γεφυρώνει για να ανάψει. Το σκέλος χαμηλής τάσης συνδέεται πραγματικά με τη γείωση μέσω ενός τρανζίστορ, ώστε να μπορούμε να ελέγξουμε την ποσότητα ρεύματος που ρέει (και επομένως τη φωτεινότητα των LED).

Βήμα 3: Προγραμματισμός

Το πιο σημαντικό βήμα είναι να προγραμματίσετε τι χρώματα θέλετε και πού. Οι οροφές στον κοιτώνα μου περιγράφονται καλύτερα ως "σε σχήμα βάφλας", με τετράγωνες εσοχές να πλακώνουν την επιφάνεια. Αυτά έκαναν ένα πολύ φυσικό πλέγμα για να διαμορφώσουν τα χρώματα, αλλά θα πρέπει να καταλήξετε στο δικό σας σχέδιο. Μπορείτε να υπολογίσετε έως και περίπου 8 LED σε ένα μόνο σκέλος ελέγχου, πράγμα που σημαίνει ότι αυτά τα 8 θα ενεργοποιηθούν και θα απενεργοποιηθούν ταυτόχρονα. Με μια διάταξη όλων σχεδιασμένη, τώρα χρειαζόμαστε υπολογισμούς ισχύος. Ελέγξτε τα φύλλα δεδομένων για τα LED σας για να καταλάβετε την τάση και το ρεύμα προς τα εμπρός. Το δικό μου έχει πτώση τάσης ~ 3,5 βολτ και έχει μέγιστο ρεύμα 20 milliamps. Καθώς είχα μια τροφοδοσία 12 βολτ γύρω, μπορούμε να κάνουμε λίγο απλά μαθηματικά κυκλώματος χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm (V = IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ωμ. Για απλότητα, το στρογγυλοποιούμε στα 470 ωμ. Τα περισσότερα LED 5 mm θα έχουν πτώση τάσης περίπου 2 βολτ και ονομαστικές τιμές ρεύματος περίπου 15 milliamps, αλλά ελέγξτε ώστε να μην τα κάψετε. Θυμηθείτε: η ένταση του φωτός είναι ανάλογη με το ρεύμα, οπότε χρησιμοποιήστε μια μεγαλύτερη αντίσταση για να περιορίσετε το ρεύμα εάν είναι πολύ φωτεινά. Βεβαιωθείτε επίσης ότι το τροφοδοτικό μπορεί να χειριστεί όλο αυτό το ρεύμα - ορισμένα μικρά είναι μόνο μερικές εκατοντάδες milliamps, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε να τροφοδοτήσετε μόνο 10-20 LED παράλληλα όπως εμείς.

Βήμα 4: Προετοιμάστε LED και καλώδιο

Είναι πολύ πιο εύκολο να συνδέσετε τα LED στα καλώδια αν τα κολλήσουμε πρώτα μαζί με τις αντιστάσεις. Κόψτε τόσο το αρνητικό (μικρότερο) καλώδιο της λυχνίας LED όσο και τη μία πλευρά μιας αντίστασης περίπου στο μισό, στη συνέχεια συγκολλήστε τα μαζί. Μόλις γίνει αυτό, λυγίστε το θετικό καλώδιο και την αντίσταση προς τα έξω, έτσι ώστε το LED να κολλήσει λίγο. Δείτε την εικόνα για μια πολύ πιο σαφή εξήγηση. Στη συνέχεια, απλώστε όλο το καλώδιο και βεβαιωθείτε ότι έχετε αρκετά για να φτάσει κάθε σκέλος. Μετρήστε και σημειώστε πού πρέπει να πάει κάθε LED. Για άλλη μια φορά, η εξήγηση για το πραγματικό συνημμένο δίνεται καλύτερα από την εικόνα. Συγκολλήστε τις λυχνίες LED στο καλώδιο, φροντίζοντας να διατηρούνται οι πολικότητες συνεπείς - όλα τα θετικά οδηγούν στο ένα καλώδιο και όλα τα αρνητικά οδηγούν στο άλλο. Μόλις τελειώσετε, δοκιμάστε τα σκέλη ΠΡΙΝ τα τοποθετήσετε - συνδέστε τα καλώδια στο τροφοδοτικό ή μια μπαταρία 9 volt για να βεβαιωθείτε ότι όλα τα φώτα ανάβουν. Στη συνέχεια, βάλτε όλα τα καλώδια επάνω! Στην περίπτωσή μου, αυτό περιελάμβανε πολλές και πολλές λευκές ταινίες γκάφας και μια στάση σε καρέκλες. Βεβαιωθείτε ότι οι δωρεάν άκρες συγκεντρώνονται σε μια τοποθεσία, όπου θα βάλουμε το breadboard, το arduino και τον υπολογιστή. Έβαλα επίσης μικρές σφαίρες origami πάνω από τις λυχνίες LED για να διαχέουν το φως - απλά κόψτε μικρές σχισμές ακτινικά προς τα έξω από την τρύπα στο μπαλόνι για να κάνετε τέσσερις γλωττίδες και θα γλιστρήσει όμορφα. Δείτε την εικόνα στην προηγούμενη σελίδα για το εφέ. Μπόνους αν οι σφαίρες είναι φτιαγμένες από παλιές σημειώσεις διάλεξης.

Βήμα 5: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Πραγματικά δεν υπάρχουν πολλά περισσότερα να πούμε. Συνδέστε τα θετικά και αρνητικά καλώδια από το τροφοδοτικό σας στις ράγες τροφοδοσίας στο ψωμί σας και συνδέστε τον πείρο γείωσης arduino στην ίδια αρνητική ράγα. Δείτε την εικόνα για ένα καλό σύστημα διάταξης. Δοκιμάστε ότι όλα λειτουργούν αφαιρώντας τους αγωγούς από το arduino (εμφανίζονται με μπλε, μαύρο και κόκκινο παρακάτω) και συνδέοντάς τους με τη ράγα θετικής ισχύος. Το ρεύμα θα ρέει μέσα από τα τρανζίστορ και θα επιτρέψει στις λυχνίες LED να ανάψουν (αν όλα είναι σωστά συνδεδεμένα). Βάλτε τα πίσω όπως πρέπει και συνδέστε το arduino στον υπολογιστή σας με ένα καλώδιο usb. Για να ρυθμίσετε το ηχοσύστημα, συνδέστε τα ηχεία και το καλώδιο αρσενικού-αρσενικού στον διαχωριστή. Στείλτε το άλλο άκρο του καλωδίου αρσενικού-αρσενικού στην υποδοχή μικροφώνου στον υπολογιστή σας. Και πάλι, αυτό είναι ελαφρώς υπερβολικό εάν πρόκειται να παίξετε ήχο από τον υπολογιστή σας (ειδικά αν μπορείτε να καταλάβετε πώς να χρησιμοποιήσετε την υποδοχή), αλλά με αυτόν τον τρόπο το σύστημα μπορεί να αναβοσβήνει σε Rock Band ή καραόκε ή οτιδήποτε άλλο μπορεί να βγει σε ένα Υποδοχή ήχου 3,5 mm. Βεβαιωθείτε ότι το μικρόφωνό σας λειτουργεί - συνδέστε το διαχωριστή σε οποιαδήποτε πηγή ήχου και, στη συνέχεια, ανοίξτε ένα πρόγραμμα εγγραφής ήχου για να δείτε εάν καταγράφετε σήμα. Πολλές φορές το μικρόφωνο μπορεί να τεθεί σε σίγαση, οπότε αν έχετε προβλήματα αυτό είναι το πρώτο μέρος που πρέπει να κοιτάξετε.

Βήμα 6: Κωδικός κωδικός κωδικός

Ανοίξτε το περιβάλλον λογισμικού arduino και ανεβάστε το πρότυπο σκίτσο του StandardFirmata στον πίνακα. Το σκίτσο θα σας επιτρέψει να ελέγξετε το arduino σε μια σειριακή διεπαφή, πράγμα που σημαίνει ότι ο αυθαίρετος κώδικας στον υπολογιστή μπορεί να ελέγξει τα φώτα που μόλις συνδέσαμε. Ο κώδικας που επεξεργάζεται πραγματικά το ηχητικό σήμα είναι (βολικά) ένα σκίτσο επεξεργασίας. Βασίζεται γύρω από την εκπληκτική βιβλιοθήκη BeatDetect στη βιβλιοθήκη ελάχιστων. Η κλάση BeatDetect υπολογίζει τον μετασχηματισμό Fourier του ηχητικού σήματος και παρακολουθεί τον μέσο όρο και τη διακύμανση καθενός από τους συντελεστές για τα τελευταία δευτερόλεπτα. Εάν η τιμή σε οποιονδήποτε από τους κάδους FFT υπερβαίνει τη διακύμανση, ανιχνεύεται ένας ρυθμός και το φως που σχετίζεται με αυτήν τη συχνότητα θα ανάψει. Το Αυτό σημαίνει ότι κάθε σκέλος LED θα αντιστοιχεί σε διαφορετική συχνότητα μουσικής - το ένα σκέλος θα αναβοσβήνει σε μπάσο, ένα άλλο σε χτυπήματα παγίδας, ένα άλλο σε υψηλές φωνητικές νότες και ούτω καθεξής, για 26 διαφορετικές συχνότητες. Κατεβάστε το συνημμένο Processing σχεδιάστε από κάτω και τροποποιήστε τον πίνακα ledPins στη γραμμή 10 για να αντικατοπτρίζει τη δική σας ρύθμιση. Ο πρώτος αριθμός καρφιτσών αντιστοιχεί στις χαμηλότερες συχνότητες. Μόλις τελειώσετε, τελειώσατε! Συνδέστε το διαχωριστή ήχου στην υποδοχή ακουστικών σας, ξεκινήστε το σκίτσο και ξεκινήστε να παίζετε μουσική. Εάν όλα λειτουργούν όπως αναμένεται, θα εμφανιστεί ένας οπτικοποιητής κυματομορφής και τα φώτα θα αναβοσβήνουν. Απολαμβάνω!

Βήμα 7: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Τα κύρια προβλήματα που πιθανότατα θα αντιμετωπίσετε είναι να κάνετε το Processing και το arduino να μιλούν μεταξύ τους. Βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει το λογισμικό arduino - αυτό θα φέρει μαζί του όλες τις απαραίτητες σειριακές βιβλιοθήκες. Μπορείτε να αποφύγετε προβλήματα με το κύκλωμα δοκιμάζοντας καθώς προχωράτε - δοκιμάστε κάθε LED, μετά κάθε κλώνο και μετά κάθε σύνολο τρανζίστορ. Εάν όλα τα άλλα αποτύχουν, επιστρέψτε σε αυτό για να διαγνώσετε πού βρίσκεται το πρόβλημα. Τώρα που κατάφερα να σπρώξω όλα τα σφάλματα από τη δική μου ρύθμιση, δεν μπορώ να σκεφτώ τι ήταν από την κορυφή του κεφαλιού μου. Δημοσιεύστε τυχόν προβλήματα που έχετε, καθώς πιθανότατα τα αντιμετώπισα και έκτοτε τα έχω ξεχάσει.