Arduino Infinity Mirror (Bluetooth a zvuk reagující): 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Vytvořil jsem Infinity Mirror pro školní projekt s Arduino, který můžete ovládat pomocí telefonu nebo tabletu pomocí Bluetooth. Zrcadlo má také vestavěný mikrofon, který detekuje zvuk/hudbu a podle toho reaguje generováním poutavých světelných záblesků v rytmu hudby! Jednoduše spusťte aplikaci, připojte se k bluetooth a sledujte, jak se kouzlo stane!

V tomto Instructables vám ukážu, jak můžete toto Infinity Mirror vyrobit. Začněme tedy!

Krok 1: Shromážděte materiály

K výrobě tohoto nekonečného zrcadla budete potřebovat následující materiály:

1) Arduino Uno (30 $)

Můžete také použít jiný typ Arduina, ale to je zcela na vás.

2) Mini breadboard nebo PCB (5 $)

Použil jsem prkénko pro prototypování a později jsem vše připájel na perfboard/stripboard.

3) WS2813 Digital 5050 RGB LED Strip - 144 LED (1 metr) (25 $)

Můžete také použít jiný LED pásek, ale ujistěte se, že všechny LED diody jsou individuálně adresovatelné. Také se ujistěte, že LED pás dává „extra“5V napětí na každý metr LED. Důvodem je pokles napětí na pásku a proud na začátku se může značně zvýšit. (a možná spálíte začátek LED pásky!) Více si o tom můžete přečíst zde: Napájení Neopixelů.

4) Prototypové dráty ($ 3)

Na barvách obecně nezáleží, ale je velmi užitečné mít je jako referenci pro sebe. Použil jsem bílou, černou, červenou, zelenou, žlutou, oranžovou a modrou.

5) Kabel USB A na B ($ 4)

To bude použito k nahrání vašeho kódu Arduino na desku Arduino Uno.

6) Spínaný napájecí zdroj Mean Well - 5V 10A (15 $)

To bude použito k podpoře LED pásku s externím napětím 5V, protože samotné Arduino není dostatečně výkonné, aby rozsvítilo všechny LED diody. Můžete se také rozhodnout použít napájecí adaptér na zeď, ale ujistěte se, že běží na 5V.

7) Napájecí kabel 230 V se zástrčkou (3 $)

To bude použito pro připojení spínacího zdroje k zásuvce 230V. V závislosti na tom, kde žijete, se množství napětí z elektrické zásuvky může lišit. V každém případě budete potřebovat správný kabel se zástrčkou.

8) Modul Bluetooth HC-06 RF transceiver Slave 4-PIN ($ 8)

Tento modul bude použit pro odesílání dat z vašeho telefonu nebo tabletu do Arduina. Tento bluetooth modul může sloužit pouze jako otrok. Standardní PIN / heslo pro bluetooth je 1234.

9) Modul senzoru detekce zvuku 3-PIN ($ 3)

Tento modul bude použit pro detekci zvuku, protože má vestavěný mikrofon. Potenciometr nastavte na požadované množství zvuku, při kterém se generuje signál. Můžete také použít jiný zvukový senzor, ale to je na vás.

10) Rezistor 220 Ω (0,25 $)

To bude použito pro řízení napětí LED diod. Pokud toto nepoužíváte, LED diody se nakonec opravdu zahřejí. Rezistor 220Ω má červené, červené a hnědé pruhy v tomto pořadí. Poslední pruh představuje toleranci. Zlato znamená ± 5%. Více informací zde: Rezistor 220 Ohm.

11) 1000uF 16V elektrolytický kondenzátor (0,25 USD)

To bude použito k přidání a uložení kapacity (energie) do vašeho obvodu. Více informací zde: Elektrolytické kondenzátory.

Krabice a zrcadlo:

Toto jsou materiály a rozměry, které jsem použil k vytvoření své krabice. Můžete si také místo toho koupit rám nebo předem vyrobenou krabici, která je dostatečně velká na to, aby se do ní vešlo jednosměrné zrcadlo, normální zrcátko, diody LED a elektronika. Doporučuji si jej postavit sami, pokud máte správné nástroje a materiály.

12) Sklo 25 x 25 cm (tloušťka 3 mm) (5 USD)

Sklo bude použito jako jednosměrné reflexní zrcadlo, ke kterému budete potřebovat jednosměrný zrcadlový okenní film (viz 13). Můžete se také rozhodnout koupit jednosměrné zrcadlo/poloprůhledné zrcadlo, které je dostatečně velké, aby se vešlo do vaší krabice. Můžete řezat sklo sami řezačkou skla (viz 22), ale spíše doporučuji poradit se s odborníky, aby to udělali za vás, nebo ještě lépe koupit sklo se správnými rozměry.

13) Tónovaná jednosměrná zrcadlová okenní fólie 30 x 30 cm (5 USD)

K replikaci jednosměrného zrcadla budete potřebovat sklo a roli tónované jednosměrné zrcadlové okenní fólie, která bude nanesena na sklo vodou a mýdlem (viz 29). Důvod, proč je o něco větší než sklo, je ten, že se časem zmenší. Pokud se místo výše uvedeného rozhodnete koupit jednosměrné zrcadlo, nebudete to potřebovat.

14) Zrcadlo 25 x 25 cm (tloušťka 3 mm) (5 USD)

Prostě normální zrcadlo, jako to, které máte v koupelně. To bude použito společně s jednosměrným zrcadlem k vytvoření efektu „nekonečna“.

15) 2x tlustá dřevěná lať 25 x 10 x 2 cm (2 dolary)

Dvě dřevěné lišty pro horní a spodní část krabice.

16) 2x tlustá dřevěná lišta 27 x 10 x 2 cm (2 dolary)

Dvě dřevěné latě pro pravou a levou stranu krabice.

17) 2x tenká dřevěná lišta 25 x 2,5 x 0,5 cm (1 dolar)

Dvě dřevěné laťky pro horní a spodní část vnitřní části krabice (na kterou budou zrcadla spočívat a na které budou nalepeny diody LED).

18) 2x tenká dřevěná lať 24 x 2,5 x 0,5 cm (1 dolar)

Dvě dřevěné latě pro pravou a levou stranu vnitřku krabice (na kterou budou zrcadla spočívat a na které jsou nalepeny LED diody).

19) Plechovka/sprej s černou barvou

Použil jsem to k vymalování mé krabice na černo, aby to více splývalo s temným tématem.

Nástroje:

Toto jsou nástroje, které budete potřebovat k vytvoření krabice i zrcadla:

20) Měřicí páska ($ 3)

Samozřejmě se používá k měření krabice. Více informací zde: Jak číst měřicí pásku.

21) Měřicí čtverec (5 $)

Používá se také k měření krabice/materiálů. Není to opravdu nutné, ale může to být velmi užitečné.

22) Řezačka/odizolovač drátu (5 $)

Používá se k odizolování a stříhání vodičů. Alternativně můžete také použít kuchyňský nůž nebo nůž. Více informací zde: Jak odizolovat drát.

23) Řezačka skla (5 $)

Používá se k řezání skla a zrcadel. Jako alternativu můžete použít diamant, ale nedoporučuji to. Více informací zde: Jak řezat vitráže.

24) Šroubovák/vrtačka (2 $)

Používá se pro šroubování a vrtání otvorů. Více informací zde: Jak řídit vrtačku.

25) Kladivo (5 USD)

Používá se k zatloukání hřebíků. Více informací zde: Jak bezpečně používat kladivo.

26) Lepidlo na dřevo (5 $)

Pokud šrouby nebo hřebíky nejsou dost dobré, můžete také použít nějaké lepidlo na dřevo, aby byly části pohromadě. Více informací zde: Jak slepit dřevo dohromady.

27) Pila (5 $)

Používá se k řezání dřeva. Více informací zde: Jak řezat dřevo ruční pilou.

28) Nehty (3 dolary)

Používá se k udržení dílů pohromadě, v našem případě trvale.

29) Šrouby ($ 3)

Používá se také k udržování součástí pohromadě, ale pomocí šroubů místo hřebíků můžete součásti v případě potřeby snadno odpojit.

30) Voda a mýdlo

Slouží k aplikaci tónované jednosměrné zrcadlové okenní fólie na sklo. A také se používá k čištění zrcadla nekonečna. Pokud chcete vědět, jak nainstalovat okenní fólii, můžete se řídit tímto návodem: Jak nainstalovat okenní fólii.

31) Brusný papír (1 $)

Používá se k zjemnění ostrých hran skla a dřeva.

Pájecí nástroje (volitelně):

32) Páječka (15 $)

Volitelné, pokud se místo pájení na prkénku rozhodnete vše pájet dohromady. Pokud chcete vědět, jak pájet, můžete se řídit tímto návodem: Jak pájet elektroniku.

33) Pájecí cín 0,6 mm - 100 g (5,50 USD)

Používá se k pájení vodičů dohromady.

34) Odpájecí drát - 1 mm 1,5 m (1,50 USD)

Slouží k odpájení vodičů v případě, že jste omylem udělali chybu.

35) Smršťovací bužírky (2 dolary)

Slouží k bezpečnému držení pájených vodičů pohromadě.

36) 1x 3 pinová hlavička samice (0,10 $)

Není to opravdu nutné, ale mohlo by to být užitečné, pokud nechcete přímo připájet snímač detekce zvuku k vodičům.

37) 1x 4 pinová hlavička samice (0,10 $)

Není to opravdu nutné, ale mohlo by to být užitečné, pokud nechcete modul bluetooth přímo připájet k vodičům.

Krok 2: Připojení Breadboard

Jakmile máte materiály shromážděné, je na čase vytvořit svůj první prototyp pomocí prkénka. Prkénko má celkem čtyři sloupce. První dva a poslední dva modrý a červený sloupec sdílejí připojení svisle, což představuje připojení +5 V (červená) a uzemnění/GND (modrá). Dva sloupce uprostřed jsou místem, kde budou umístěny vaše hlavní součásti. Zde se můžete dozvědět více o prkénkách.

Takže to, co chcete udělat, je připojit Arduino k prkénku pomocí prototypových vodičů. Jak jsem již zmínil, na barvách nezáleží, ale jsou pro vás užitečnou referencí. Například jsem použil červené vodiče k reprezentaci +5V a bílé vodiče k reprezentaci GND. Nezáleží také na tom, kam umístíte své kolíky, pokud zůstanou ve stejném okruhu.

Dále chcete připojit svůj LED pásek k prkénku. Všimněte si, že má 3-6 vodičů podle toho, jaký typ máte. Bílá představuje GND/min vstup, červená představuje +5V vstup, zelená představuje PIN pro vstup dat a modrá představuje PIN pro záložní datový vstup (nepřipojujte, pokud není propojena LED). Připojte externí 5V napájení a připojte jej k LED pásku. Nezapomeňte také připojit odpor a kondenzátor, jak je znázorněno na obrázku výše, jinak byste mohli spálit své LED diody!

Nakonec chcete připojit svůj bluetooth modul a senzor detekce zvuku k prkénku. Přiřaďte snímač detekce zvuku ke kolíku A0 (analogový). Pokud jde o modul bluetooth, všimnete si, že má jeden pin RXD a jeden TXD. Jsou určeny pro odesílání a přijímání signálů. POZNÁMKA: připojte pin TXD modulu ke kolíku RXD Arduina a pin RXD modulu ke kolíku TXD Arduina. Ne na stejné kolíky!

Krok 3: Kódujte Arduino

Dalším krokem je tedy kódování Arduina. K tomu budete potřebovat software Arduino IDE, který si můžete stáhnout zde. Jakmile si stáhnete IDE, otevřete nový dokument a zkopírujte a vložte následující kód do okna projektu:

#zahrnout

// Piny, které jsou připojeny k Arduinu

konstantní PIN = 6; // Vstupní pin LED pásku int NUMPIXELS = 144; // Počet pixelů, které se rozsvítí const int SOUNDSENSOR = A0; // Vstupní kolík zvukového senzoru

int ButtonState = 0; // Stav, který je přiřazen tlačítku v aplikaci bluetooth

int objem = 0; // Stav, který kontroluje, zda je v mikrofonu signál nebo ne

// Barevné proměnné

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

// Proměnné světla a zvuku

boolean SoundDetect = false; boolean FullLight = false;

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

neplatné nastavení () {

pinMode (ZVUKOVÝ SNÍMAČ, VSTUP); // Vstup pinMode snímače zvuku (PIN, VÝSTUP); // Vstup LED pásku

Serial.begin (9600);

strip.setPixelColor (0, 0, 0, 0); strip.setBrightness (0); strip.begin (); // Tím se inicializuje knihovna strip NeoPixel.show ();

}

prázdná smyčka () {

// Definujte velikost jasu podle jasu bajtu posuvníku = analogRead (A0)/4; Serial.println (jas); if (Serial.available ()> 0) {ButtonState = Serial.read (); }

// Povolení nebo zakázání LED a detekce zvuku

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

//////////////////////////// LED spínač ////////////////////////// //////

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

if (ButtonState == 'b') {

FullLight = 0; SoundDetect = 0; }

//////////////////////////// Přepínač detekce zvuku ///////////////////////// /////

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

if (ButtonState == 'd') {

SoundDetect = 0; FullLight = 0; }

//////////////////////////// Primární barvy ////////////////////////// //////

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

if (ButtonState == '2') {

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

if (ButtonState == '3') {

primaryColors (); 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; }}

zrušit primaryColors () {

pro (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 (); }

Pokud vás požádá o instalaci knihovny Adafruit NeoPixel, proveďte to v části Skica> Importovat knihovnu> Adafruit NeoPixel.

Krok 4: Vytvořte aplikaci Bluetooth

Pojďme se nyní pustit do zajímavé části, budování aplikace! K tomu jsem se rozhodl použít software třetí strany s názvem MIT App Inventor 2. Pokud si chcete stáhnout soubory projektu (.aia) a provést v aplikaci změny, můžete si je stáhnout níže. Můžete si ale také stáhnout samotnou aplikaci (.apk), aniž byste museli cokoli kódovat. Stačí jej nainstalovat do zařízení.

Krok 5: Postavte krabici

V tomto kroku postavíme rámeček/rámeček pro zrcadlo nekonečna.

Vnější rám

Nejprve uřízněte tlustou lať pro vnější rám (viz obrázky výše). Budete potřebovat dva kusy o délce 27 cm (pro horní a dolní) a dva kusy o délce 25 cm (pro levou a pravou stranu). Nyní je přibijte k sobě zatlačením hřebíků do rohů krabice (4 pro každou stranu), ale ujistěte se, že hrany budou perfektně sedět. Můžete se také rozhodnout je slepit dohromady, ale to je na vás.

Vnitřní rám

Dále odřízněte tenkou lištu pro vnitřní rám (viz znovu obrázky výše). Budete potřebovat dva kusy o délce 25 cm (pro horní a dolní) a dva kusy o délce 24 cm (pro levou a pravou stranu). Nyní je chcete přibít asi 0,5 cm pod horní část vnějšího rámu pomocí 2 hřebíků na každou stranu. Také jsem zde použil nějaké lepidlo na dřevo, aby byly odolnější. POZNÁMKA: ujistěte se, že jednosměrné zrcátko dokonale zapadá do rámu!

Vrtání otvoru pro mikrofon

Protože je mikrofon citlivým předmětem, nesmí být pokrytý žádným pokrytím. Proto jsem do horní části rámu vyvrtal otvor, ze kterého bude trčet hlava mikrofonu. Nedělejte příliš velkou díru, protože nechcete, aby vám mikrofon úplně vypadl z rámu.

Malování rámečku

Rozhodl jsem se namalovat svůj rám téměř matně černě, aby měl nějaký temný, tajemný efekt. Pokud se také rozhodnete malovat, ujistěte se, že na rámu nejsou žádné silné skvrny barvy. Abyste tomu zabránili, musíte rámeček jemně natřít malým až středním štětcem. Pokud není dostatečně zakrytý, můžete jej namalovat i podruhé. Nechte asi den zaschnout.

Krok 6: Připájejte elektroniku k desce plošných spojů

V tomto kroku pájíme elektroniku na desku plošných spojů, kterou později nainstalujeme na zadní stranu zrcadla. Pájení není povinné, ale vřele doporučuji to udělat, aby byla elektronika v bezpečí. Vše jsem připájel krok za krokem na „součástku“k mřížce, abych předešel jakýmkoli chybám. Nejprve jsem tedy připájel zvukový modul k desce, poté bluetooth modul a nakonec LED pásky. Doporučuji ponechat mezeru mezi součástmi, které se nesmí vzájemně přímo dotýkat, jako jsou vstupní vodiče +5 V a vstupní vodiče GND (viz obrázky výše).

Jakmile budete mít své součásti připájené k desce, začněte vytvářet můstková spojení nanesením cínu mezi komponenty pod desku. Alternativně můžete odizolovat některé vodiče a pájet je na součásti, abyste vytvořili můstkové spojení.

Nyní chcete obvod vyzkoušet jednoduchým připojením vodičů k Arduinu. Ujistěte se, že jste také připojili napájecí zdroj! Pokud se LED diody úspěšně rozsvítí, pak dobře! Pokud se však nezapnou, možná budete chtít obvod dvakrát zkontrolovat a vyhledat chybná připojení.

Krok 7: Nainstalujte elektroniku na zadní stranu

Dalším krokem je instalace elektroniky na kus dřeva, který použijeme i na zadní stranu zrcadla. Elektroniku jsem připevnil k desce pomocí několika šroubů a nalepil dva bloky na pravé a levé straně zad, které slouží k přišroubování zadní části krabice k samotné krabici.

Krok 8: Sestavte zrcátka s krabicí

Nyní je čas sestavit zrcátka, přilepit diody LED k rámu a umístit snímač detekce zvuku na místo.

Jednosměrné zrcadlo

Jednosměrné zrcátko bude umístěno na samotný rám tak, aby tónovaná strana směřovala dolů k zrcadlu a LED diodám. K výrobě tohoto zrcadla budete potřebovat skleněnou desku a tónovanou okenní fólii. Nejprve ořízněte okenní fólii ve správné velikosti, ale nechte na každé straně asi 2-5 cm místa navíc. Dále budete chtít okno úplně vyčistit a odstranit všechny zbytky prachu. Poté okno přikryjte trochou vody a mýdla a opatrně odstraňte plast z okenní fólie (na každou stranu můžete umístit pásku, kterou snadno odstraníte). Nyní také chcete pokrýt lepivou stranu okenní fólie vodou a mýdlem, aby se zabránilo přilepení k sobě. Jediné, co teď musíte udělat, je položit ho na sklenici a pevně jej zamést na místo (viz obrázky výše). Nechte asi den zaschnout a odstraňte zbývající okenní fólii.

Přilepte LED diody k krabici

Dalším krokem je přilepit LED diody ke krabici, což lze provést odstraněním lepivého papíru. Doporučuji také nanést na zadní stranu proužku nějaké rychlé lepidlo, aby nedošlo k jeho odlepení.

Umístěte zrcátka a dokončete to

Posledním krokem je zavedení jednosměrného zrcátka a normálního zrcátka na místo. Normální zrcátko jde za LED pásek a jednosměrné zrcátko jde dopředu. Přilepte je na místo rychlým lepidlem a přišroubujte zadní desku s elektronikou k zadní části krabice. Umístěte snímač detekce zvuku na místo, připojte všechny vodiče a voila, jste hotovi!

Krok 9: Otestujte si své zrcadlo Infinity

Teď už jen stačí vyzkoušet, zda vše funguje. A to je vše! Nyní jste vytvořili vlastní infračervené zrcadlo, které lze ovládat pomocí Bluetooth a reagovat na zvuk!: D

Pokud máte nějaké dotazy, neváhejte se zeptat v sekci komentáře.

Děkuji a mějte se!