Stolní lampa Arduino Music Reactive: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Ahoj všichni!

V této sestavě vyrobíme reaktivní stolní lampu LED pomocí jednoduchých komponent a některých základních programování Arduino. Má působivý efekt, kdy světlo tančí na všechny zvuky a hudbu. Dokončil jsem tento projekt se spoluhráčem.

Co mě k tomu inspirovalo? Během jednoho z tutoriálů mého modulu jsme dostali příležitost dozvědět se, jak Arduino funguje, a od té doby mě fascinovalo jeho nespočet možností spolu s tím, že se jedná o hardware s otevřeným zdrojovým kódem. Když jsem měl za úkol vytvořit a zdokonalit digitální artefakt, chtěl jsem použít výpočet jako nástroj a médium pro vyjádření umění a kultury prostřednictvím tohoto fyzického digitálního artefaktu. Také jsem vždy měl něco k předmětu obsahujícímu LED diody, protože mám pocit, že LED pásy řídí širokou škálu možností - od způsobu, jakým je sestaven s objektem, až po ovládání barvy. Jednoduchý předmět by mohl vypadat skvěle a interaktivně. Co je lepší, kdybychom z něj mohli udělat nositelný předmět. Jsem si jist, že většina z vás bude vědět o DJ Marshellovi a jeho ikonické pokrývce hlavy. Mým původním konceptem bylo vylepšit nositelnou přilbu marshmello, začlenit do ní LED světla - poháněná Arduinem a snímačem pohybu akcelerometru (více se toho dotkne v závěrečných myšlenkách). Avšak vzhledem k rozpočtu (cena LED je drahá..) a praktickým úvahám o projektu v daném okamžiku jsme tuto myšlenku změnili na tuto zvukově reaktivní marshmello LED lampu. Rozhodně jej lze považovat za médium, které předvádí popkulturu, a jako zvukově reaktivní lampa se zdá, že jde o digitální umění.

Toto je naše verze projektu. Všechny kredity youtuberova „Natural Nerd“jsme sledovali na základě toho, co udělali, a rádi bychom jim poděkovali za to, že nám poskytli podrobnosti o tom, jak projekt udělat. (Přírodní pitomec)

Krok 1: HLAVNÍ SPOTŘEBY

Nejprve nejprve: toto jsou zásoby, které potřebujeme. Jsou do značné míry volitelné - na základě toho můžete snadno provést vlastní improvizaci a přizpůsobení projektu. I přesto jsou některé klíčové položky potřebné, pokud se chcete řídit tímto průvodcem:

• Arduino Uno (nebo jakýkoli stejně malý typ Arduino)
• Modul detektoru zvuku
• Externí napájení
• Individuálně adresovatelné LED pásky 60 LED na metr
• Propojovací vodiče
• Prkénko

V závislosti na vzhledu, kterého chcete dosáhnout, možná budete chtít pásy různě uspořádat nebo vyzařovat světlo jiným způsobem. Pro svůj přístup jsem použil následující položky:

• Recyklovaná skleněná nádoba (nebo jakákoli jiná nádoba, která odpovídá vašemu rozměru)
• Papír černé karty
• Pěnová deska
• Barva ve spreji (používá se k potažení nádoby)

Všechny klíčové položky byly zakoupeny od společnosti Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), LED pásky byly zdaleka nejdražší částí, která stála 18 SGD za 1 metr - použili jsme 2 metry. Zbytek položek byl buď z recyklovaných materiálů, nebo byl zakoupen v sousedním obchodě/ železářství.

Krok 2: NAPÁJENÍ KOMPONENTŮ

Použil jsem externí napájecí zdroj, například zdroj střídavého proudu na stejnosměrný - chlap u pultu navrhl externí napájecí zdroj, protože by bylo lepší napájet 2metrový LED pásek, a nikoli vypalovat port USB. Pokud používáte 1 metr nebo méně, obejdete se bez externího napájení a stačí použít USB kabel Arduino Uno a přímo jej zapojit do počítače.

Hlavní součástí projektu je modul detektoru zvuku. Poskytne analogový signál (vstup) pro Arduino, který slouží k osvětlení RGB světel (výstup). Externí napájecí zdroj bude napájet všechny tři komponenty - Arduino, modul detektoru zvuku a LED světla. Připojte VIN (nebo 5V) na Arduino a VCC na desce detektoru zvuku ke kladnému vstupu. Poté připojte GND na Arduinu a detektoru k negativu. To je znázorněno na přiloženém schématu. Potřebujeme také připojit 5V a GND vstup na LED pásku ke zdroji energie.

Jako prostředník pro tato připojení jsme použili prkénko. Napájení přejde na prkénko z externího zdroje energie, který pak napájí tři komponenty, jak bylo uvedeno.

Poznámka: náš lektor navrhl použití odporu pro připojení mezi modulem napájení a detektoru zvuku, takže do modulu nepůjde veškerá energie, což umožní lepší vstup.

Krok 3: DETEKTOR A PÁSY

Po připojení všech tří komponent k napájení je pak potřebujeme navzájem propojit.

Modul detektoru zvuku bude komunikovat s Arduino přes analogové vstupní piny - budu používat pin A0.

Pásy LED potřebují digitální puls, aby pochopily, které LED diody mají adresovat. Proto musí být digitální výstupní kolík DI připojen k Arduinu. Na Arduinu budu používat pin 6. Získali jsme obchod, kde jsme zakoupili elektroniku k pájení všech propojovacích kabelů pro LED pásek. Proto pro nás nebylo zapotřebí žádné pájení, což nám ušetřilo potíže. Zbývalo jen připojit k němu kabel muž-žena.

Podobně můžete jednoduše sledovat dodaný schematický diagram, abyste získali přehled o připojeních.

Krok 4: Načtení kódu

Toto je pravděpodobně nejdůležitější část projektu. Zdroj kódu, který jsem použil, najdete zde (odkaz) nebo jeho verzi (přiložený soubor). Hlavním principem je zmapovat analogovou hodnotu dosaženou ze senzoru na počet LED, které se mají zobrazit.

Abychom mohli začít pokaždé, chceme zajistit, aby všechna světla fungovala podle očekávání. Můžeme to udělat pomocí funkce pole, která vám umožní rozsvítit všechny jednotlivé LED diody.

Poté přejdeme k hlavní funkci pro vizualizaci zvuků v lampě. Můžeme to udělat pomocí funkce mapy. To nám umožní zobrazit určitý počet LED diod vzhledem k kvantifikovatelnému vstupu proměnné. Pro svůj přístup jsem se rozhodl načerpat počet LED v nastavení (180 definovaných v kódu na rozdíl od 120 LED, které mám). Zkoušel jsem různá nastavení - včetně přizpůsobení citlivosti modulu zvukového detektoru, variací nízké a maximální hodnoty mikrofonu atd. Nemohl jsem však dosáhnout žádoucí vizualizace, dokud jsem nenačerpal počet LED diod. Existuje také druhá vrstva procedurality. Kód umožní pokročilejší sledování intenzity zvuku na základě průměrů, aby světlo změnilo barvy, když skladba dosáhne vrcholu - „VYSOKÝ režim“.

V závislosti na vzhledu, kterého chcete dosáhnout, možná budete chtít upravit použitý kód. Toto video (odkaz) vysvětluje kódy podrobně.

Krok 5: PŘÍPRAVA BYDLA

Nejprve jsem svinul černý kartonový papír na přibližně stejný kruhový a průměr jako otvor skleněné nádoby. Neměl jsem správné měřicí nástroje. Proto improvizuji tak, že v podstatě hodím celý černý papír do nádoby. Poté, co jsem změřil množství papíru z černé karty, které potřebuji použít, jsem jej opatrně ořízl podle značky, kterou jsem uvedl. Poté jsem konce slepil páskou a vytvořil válcovou trubici. Délka a výška pouzdra závisí na rozměru vaší nádoby. Můžete použít libovolnou délku, kterou si přejete.

Dále obalím pouzdro, které jsem udělal, pomocí LED pásku kolem něj a zamaskuji celý povrch pouzdra. To bylo provedeno pouze lepidlem na zadní straně pásu. Zajistím, aby byla vyříznuta malá štěrbina, která umožní, aby se přebytečná délka drátu zasunula dovnitř pouzdra pro úhlednější vedení drátu, a aby nebránila splachovací ploše.

Za třetí, dutá válcová trubka se používá jako výhoda plněním elektroniky uvnitř. Pro začátek jsem zajistil kabelové spojení na Arduinu a prkénku pomocí modré příchytky. Poté jsem přebytečnou délku drátu přelepil normální páskou 3M. Tento krok je preventivním opatřením, které má zabránit snadnému odpojení vodičů v procesu montáže.

Za čtvrté, sestavená deska je poté připravena k vložení do pouzdra. Protože je elektronika „skrytá“uvnitř pouzdra, musí být rozložení sestavy takové, aby uživateli umožňovalo snadný přístup k Arduino USB. Nejen to, modul zvukového detektoru bude také muset být otočen dolů, aby modul snadno zachytil okolní zvukový vstup. Sestavená deska se proto nastavuje svisle, aby to umožnila. Některé z pěnové desky byly použity k připevnění sestavené desky k pouzdru. Během tohoto kroku bude LED pásek připojen (s červeným, oranžovým, žlutým startovacím vodičem) po umístění elektroniky. Všechna připojení jsou provedena až do tohoto bodu, kromě připojení k externímu zdroji napájení - červenému a černému vodiči.

Krok 6: POUZDRO SÁM

Jelikož stolní lampu zakládám jako repliku marshmellovy hlavy, musel jsem celou skleněnou nádobu - kromě očí a úst, která měla být černá, potáhnout bílou barvou ve spreji. Před stříkáním se vystřihne šablona očí a úst a nalepí se na nádobu. Sklenice byla ponechána uschnout před vložením očí a úst zevnitř nádoby. To bylo provedeno pomocí zbývajícího černého kartového papíru (zpočátku mě napadlo ho jen natřít černou barvou). Efekt dopadl dobře, protože to vypadalo, že byla skutečně vyříznuta vrstva očí a úst.

Kovové víko muselo mít centrální otvor pro přístup k Arduino USB, modulu detektoru zvuku a napájení, jak bylo uvedeno. Stříhání jsem zvládl na dílně ve škole.

Krok 7: DOKONČENÍ

Nyní se jedná o finální montáž sestavení.

LED pás je nejprve zkontrolován, aby se ujistil, že světla skutečně fungují, a zda jsou všechna připojení správná. Poté, co se ujistíte, že součásti fungují, můžete pokračovat ve vkládání pouzdra do pouzdra nádoby, které jste vyrobili. Podle otvoru (i po umístění víka) a umístění elektronických součástek můžete dosáhnout jak na rozhraní Arduino USB, tak na příkon zespodu. Modul detektoru zvuku také mírně vyčnívá směrem ven, aby bylo možné lépe zachytit zvuk. Na nohy jsem použil kostky vystřižené z molitanového prkénka a natřel černou barvou. V ideálním případě můžete pro stolní lampu použít nějaký pěkný dřevěný stojan.

Poznámka: lakování bylo zpočátku špatně provedeno, jak je patrné z vodoznaků v prvním prototypu, proto jsem musel celý nátěr seškrabat ředidlem a poté jej znovu nastříkat. To rozhodně vyžadovalo další úsilí, kterému se můžete vyhnout.

A nakonec jsem projekt dokončil. Rozhodně to chtělo opakované pokusy a chyby - buďto, aby se kód spustil, nebo s ohledem na změnu montážního postupu, ale byl jsem spokojený s tím, čeho bylo dosaženo.

Krok 8: DOKONČIT

Byl to skvělý projekt a užil jsem si to. Kromě toho je obzvláště skvělý, protože je tak přizpůsobitelný a umožňuje budoucí aktualizaci v budoucnu. Kód lze přepracovat v libovolném bodě a v zásadě dostanete pokaždé „novou“lampu.

BUDOUCÍ VYLEPŠENÍ

Existuje však mnohem více vylepšení a/nebo variací, které lze na sestavení provést.

K Arduinu můžete přidat různé tlačítkové vstupy. Díky tomu můžete změnit režim a implementovat obecnou funkci lampy, například s obecným pulzováním. To umožňuje přepínat mezi aktuálním režimem reagujícím na zvuk a obecným pulzním režimem s přechodem. Lze implementovat další tlačítko pro změnu sady barev vyzařujících světel (sada 1 - modrá na žlutou, sada 2 - červená na fialovou atd.). Nebo ještě více, můžete mít 3 vrstvy procedurality, kde je více režimů pro pokročilé sledování intenzity zvuku na základě průměrů - 'LOW', 'NORMAL', 'HIGH'. Tímto způsobem dosáhnete širšího rozsahu barevných vln.

Také se rád vracím ke svému původnímu konceptu, nositelné marshmello LED hlavě. Bude to vypadat jako odvážnější konstrukce, která spojuje použití modulu zvukového detektoru a pohybového modulu akcelerometru. Modul detektoru zvuku bude generovat pulzní vizualizaci LED světel, zatímco modul pohybu akcelerometru změní barvu světel podle vstupu, který čte - stupeň pohybu uživatele.

V zásadě jde o to, že omezení jsou nekonečná a je omezena pouze vaší vizí. Děkujeme za sledování/čtení a mějte se svým Arduinem skvěle!