Světla reagující na hudební náladu: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Úvod a pozadí

V prváku (jaro 2019) jsem chtěl zpestřit pokoj na koleji. Přišel jsem s nápadem vybudovat si vlastní náladová světla, která by reagovala na hudbu, kterou jsem poslouchal ve sluchátkách. Upřímně řečeno, neměl jsem žádnou zvláštní inspiraci, jen jsem si myslel, že vypadají skvěle. V zápalu finále jsem dal dohromady LED páskový ovladač, který mohl reagovat na zvuk. Fungovalo to, ale bylo to jen nastavení na prkénku, daleko od všeho úplného nebo trvalého. Čas plynul, domácí úkoly se hromadily a ten projekt se propadal hlouběji a hlouběji do mé krabice nedokončených věcí.

Pak přišla karanténa.

Získal jsem dostatek času věnovat se věcem, které mám rád, a energii na dokončení projektů minulých dnů. Osamělé prkénko bylo tedy zachráněno ze spodní části hromádky a tento projekt byl nakonec (dobře, většinou) dokončen.

Nejedná se o plnohodnotný produkt, evidentní z kartonu a nekvalitního programování, ale o zábavnou malou dekoraci.

(Tento Instructable není tak podrobný, většinou kvůli tomu, jak dlouho bylo toto zařízení vyrobeno.)

Předpoklady

Základní znalosti obvodu a zkušenosti s programováním Arduina.

Poznámka pro Maker (vy):

Náladová světla, která vyrobíte, se téměř jistě nebudou shodovat s tím, co mám. Zacházejte s tímto Instructable spíše jako s návrhem a dejte na něj točit!

Zásoby

• Teensy ++ 2.0 (nebo co máte Arduino)
• Různé odpory
• Různé spínače
• Různé kondenzátory
• 3,5 mm jack (samec nebo samice)
• Potenciometry (nebo kodéry)
• Zesilovač zvuku IC
• Adresovatelné LED pásky
• Rozdělovač sluchátek

Toto jsou odkazy na pobočky Amazonu, takže při každém prodeji vydělávám malou provizi. Pokud tyto zásoby ještě nemáte a chcete podpořit budoucí mé projekty, použijte tyto odkazy!:)

Krok 1: Plánování a Breadboard

Prvním krokem každého dobrého projektu je nastavení vašich požadavků. Tento krok je poměrně otevřený. Je jen na vás, jestli to uděláte tak jednoduché nebo složité, jak chcete.

Moje požadavky

• Ovládejte adresovatelný LED pás pro náladové osvětlení
• Mějte zvukově reaktivní režim
• Mějte statický režim RGB - když chci jen vidět stále osvětlení
• K přepínání mezi režimy použijte přepínač
• Mají potenciometry pro ovládání režimu RGB
• K připojení 5V zdroje použijte šroubovací svorku

Jakmile definujete své požadavky, další věcí, kterou musíte udělat, je určit, jaké komponenty potřebujete, a rozmístit je. Vezměte můj systémový diagram výše jako vodítko! Testování je zásadním krokem k vyřešení chyb, zajištění součinnosti součástí a vyvarování se časově náročných chyb.

Poznámky:

Proč dělič napětí pro audio vstup?

Možná jste si všimli, že na vstupním řádku zvukového signálu je dělič napětí. To je jedním z omezení ADC Arduinos: ADC může číst pouze napětí mezi 0 - 5V. Protože je zvukový signál střídavý, bude mít části, kde bude záporný. Očividně nechceme, aby toto záporné napětí dosáhlo vstupního kolíku, proto signál vykompenzujeme děličem napětí a ponecháme jej vystředěný na 2,5V.

Proč zesilovač?

Zjistil jsem, že když jsem používal sluchátka nebo reproduktory s nastavením na prkénku, signál byl příliš slabý na to, aby byl zpracován Arduinem. Problém vyřešil přidáním zesilovače. Jak vidíte, testování předem je důležité!

Krok 2: Program

Tento poskytnutý kód je to, co jsem použil ve svých náladových světlech. Tento kód rozhodně nebudete používat, aniž byste jej doladili, kvůli odlišnému rozložení hardwaru a desek. Berte to spíše jako příklad, abyste viděli, jak jsou knihovny využívány.

Použité knihovny:

Fastled.h (pro adresovatelné ovládání LED)

fix_fft.h (Pro ještě rychlejší Fourierovu transformaci. To bylo nutné, protože ostatní knihovny Fourierovy transformace byly příliš pomalé. Problém s rychlostí by bylo možné obejít rychlejším mikrokontrolérem, jako je ESP32.)

Krok 3: Perfboard It

Pokud máte znalosti, vřele doporučuji navrhnout PCB místo perfboardu. Je to mnohem méně únavný proces pájení. Nemohu podrobně popsat každý pájený spoj, který jsem vytvořil, ale zde je několik klíčových tipů:

Tipy:

Rozložte své komponenty na svou perfboardovou desku, abyste je předem namontovali. Ušetříte si tím spoustu bolestí hlavy.

Vložte obtokový kondenzátor na napájecí lištu, abyste zmírnili účinky špiček při odběru energie.

Využijte mimořádnou délku vedení, kterou nabízejí kondenzátory a rezistory s průchozími otvory. Použijte je k připojení dalších bodů na vaší desce.

Pro snadné vyjmutí/připojení součástí použijte zásuvkové konektory PWM a kolíkové kolíky.

Pokud můžete, použijte drát s plným jádrem. Je snazší vkládat do průchozích otvorů.

Krok 4: Sestavte skříň

Je na čase postavit skříň pro vaši novou desku/desku plošných spojů. Použil jsem řezanou lepenku, protože to byla nejlepší věc, kterou jsem měl po ruce. Pokud máte 3D tiskárnu nebo jinou metodu, je to také dobré!

Tipy:

Pomocí třmenů změřte rozměry své desky, zvláště pokud se chystáte pouzdro.

Pokud používáte lepenku

Při řezání vždy ponechejte trochu volného místa. Vždy můžete snížit více, ale nikdy se nemůžete znovu připojit.

Použijte malý nůž nebo přesný nůž. Malá čepel je klíčem k vytváření přesných a dobře padnoucích otvorů.

Krok 5: Užijte si to

Bavte se s novými náladovými světly!

Co je třeba rozšířit:

Vytvoření správného případu?

Více vzorů nebo režimů?

Rychlejší mikrokontrolér?