LED taneční místnost: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Toto je příručka pro vybudování hudebního vizualizéru LED na bázi Arduina, AKA zcela sladké digitální taneční místnosti. Kolem instrukcí ohledně vizualizátorů čistých obvodů existují různí průvodci, ale většinou se jedná o zesilovače, které nechávají světla pulzovat a mění intenzitu v závislosti na síle přenášené ve zvukovém signálu. Chtěl jsem něco víc v řadě vícenásobných blesků reagujících na různé frekvence hudby. Konečným výsledkem je mutantní nevlastní dítě toho a toho a trochu toho, ale je to naprosto užitečné. Skutečný zvukový signál se načte z konektoru mikrofonu v počítači, takže může buď přijmout svůj vlastní zvuk, nebo zvuk ze zařízení iPod / Rock Band / karaoke / cokoli, o čem si bláznivé děti mohou nechat zdát. Nová hudba! S laskavým svolením DoKashiteru a Creative Commons vám přináším necenzurované video systému v akci:

Krok 1: Díly / Nástroje

Díly: LED diody - samozřejmě. Z eBay jsem hromadně koupil opravdu světlé 10 mm v různých barvách, ale najdete je na Digikey nebo Mouser. Vyšší hodnocení millicandela je lepší, zvláště pokud chcete, aby cokoli osvětlovala a nebyla jen barevnou skvrnou. Nakupujte, abyste našli výhodnou nabídku. Rezistory - jeden pro každou LED. Můj vyžadoval 470 ohmů, ale nezapomeňte zkontrolovat hodnocení svých LED diod, abyste získali co nejvíce světla, aniž byste je vypálili. Bezpájivá chlebovka - pro všechny obvody. Arduino - rozhraní počítač/obvod. Úžasná malá deska. Koupit online. Wire - Spousta drátů s plným jádrem. Potřeboval jsem hodně, rychle, takže jsem skončil s úklidem mého místního RadioShacku od těchto věcí, ale měli byste to najít mnohem levněji. Mít takto spojené dva prameny je nesmírně užitečné, jak uvidíte později. Počítač - Kde probíhá vlastní výpočet. Ano, může to být trochu přehnané, aby se rozsvítilo několik světel, ale protože jsme nevyhnutelně skončili s přehráváním naší taneční hudby z notebooku, fungovalo to dobře. Napájení - LED diody pravděpodobně odeberou více energie, než může arduino poskytnout, takže je budeme napájet externě a přepínat je pomocí tranzistorů. Měli byste jich mít spoustu povalujících se od staré elektroniky, nebo je najdete v obchodech se spoustou věcí. Na stránce plánování najdete, jaké napětí / proud potřebujete. NPN tranzistory - používáme je jako proudové zesilovače / přepínače. Malý proud odebíraný z arduina ovládá velký proud odebíraný z napájecího zdroje procházejícího LED diodami. Najděte je online nebo na RadioShack. Páječka - Docela samozřejmé. Reproduktory / zvukový rozbočovač / zvukový kabel male -male - reproduktory pro zvuk, rozbočovač a kabel pro přenos signálu z výstupu sluchátek do konektoru pro reproduktory a mikrofon. Software: Arduino - stáhněte si softwarové prostředí arduino odtud. Processing - Processing dobře hovoří s arduino a má zabudované některé úžasné knihovny. Stáhněte si jej zde. Ujistěte se, že odtud máte nejnovější verzi knihovny minimálního zpracování zvuku. Možná budete také muset získat knihovnu „arduino“, aby mohli komunikovat - stáhněte si ji odsud a vložte ji do složky Processing/libraries.

Krok 2: Návrh obvodu

Celkový pohled na okruh, který stavíme. Dva prameny drátu jsou připojeny k vysokému a nízkému napětí a každý pár LED/odpor je přemosťuje, aby se rozsvítil. Vlákno nízkého napětí je ve skutečnosti připojeno k zemi prostřednictvím tranzistoru, abychom mohli řídit množství proudu, který protéká (a tedy jas LED diod).

Krok 3: Plánování

Nejdůležitějším krokem je naplánovat si, jaké barvy chcete a kde. Stropy v mé koleji lze nejlépe popsat jako „vaflové“, se čtvercovými prohlubněmi obkládajícími povrch. Ty vytvořily velmi přirozenou mřížku pro rozložení barev, ale budete muset přijít s vlastním plánem. Na jeden ovládací prvek můžete mít až 8 LED diod, což znamená, že se těchto 8 zapíná a vypíná současně. S celkovým sestavením rozvržení nyní potřebujeme výpočet výkonu. Zkontrolujte datové listy pro vaše LED diody, abyste zjistili dopředné napětí a proud. Moje mají pokles napětí ~ 3,5 voltů a maximální proud 20 miliampérů. Když jsem měl kolem sebe ležet 12voltový napájecí zdroj, můžeme udělat malou jednoduchou matematiku obvodu pomocí Ohmova zákona (V = IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ohmů. Pro jednoduchost to zaokrouhlujeme na 470 ohmů. Většina 5mm LED bude mít pokles napětí kolem 2 voltů a jmenovitý proud kolem 15 miliampérů, ale zkontrolujte, abyste je nespálili. Pamatujte: intenzita světla je úměrná proudu, proto použijte větší odpor k omezení proudu, pokud jsou příliš jasné. Také se ujistěte, že napájecí zdroj zvládne veškerý tento proud - některé malé jsou dimenzovány pouze na několik set miliampérů, což znamená, že můžete paralelně napájet pouze 10-20 LED diod jako my.

Krok 4: Připravte LED diody a drát

Je mnohem snazší připojit LED diody k vodičům, pokud je nejprve pájíme společně s odpory. Odřízněte záporný (kratší) vodič LED a jednu stranu odporu asi na polovinu a poté je spojte dohromady. Jakmile to provedete, ohněte kladný vodič a odpor směrem ven, aby se LED dioda trochu zasekla. Mnohem jasnější vysvětlení najdete na obrázku. Poté rozložte veškerý drát a ujistěte se, že máte dost na to, aby každý pramen dosáhl. Změřte a označte, kam musí každá LED svítit. Vysvětlení skutečné přílohy opět nejlépe podává obrázek. Pájejte LED diody na vodič a ujistěte se, že jsou polarity konzistentní - všechny kladné vodiče k jednomu vodiči a všechny negativní vodiče k druhému. Jakmile dokončíte, vyzkoušejte prameny, NEŽ je založíte - připojte vodiče k napájecímu zdroji nebo 9voltové baterii, abyste se ujistili, že se rozsvítí všechna světla. Poté zapojte všechny vodiče! V mém případě to zahrnovalo spousty a spousty bílé gafferové pásky a postavení na židle. Zajistěte, aby se všechny volné konce spojily na jednom místě, kam dáme prkénko, arduino a počítač. Také jsem na LED diody vložil malé origami glóby, které rozptylovaly světlo - stačí vyříznout malé štěrbiny radiálně směrem ven z otvoru v balónu, aby vznikly čtyři poutka a hezky to sklouzlo. Efekt najdete na obrázku na předchozí stránce. Bonusové body, pokud jsou glóby vyrobeny ze starých poznámek z přednášky.

Krok 5: Sestavte obvod

Víc opravdu není co říct. Připojte kladné a záporné vodiče z napájecího zdroje k napájecím lištám na desce a připojte zemnicí kolík arduino ke stejné záporné liště. Podívejte se na obrázek pro dobrý systém rozložení. Vyzkoušejte, zda vše funguje, tak, že vyjmete svody z arduina (níže zobrazeno modře, černě a červeně) a připojíte je k kladné napájecí liště. Tranzistory bude proudit proud a umožní rozsvícení LED diod (pokud je vše správně připojeno). Vraťte je tak, jak by měly být, a připojte arduino k počítači pomocí USB kabelu. Chcete-li nastavit zvukový systém, zapojte reproduktory a kabel male-male do rozbočovače. Druhý konec kabelu muž-muž zasuňte do konektoru mikrofonu v počítači. Opět je to trochu přehnané, pokud budete pouze přehrávat zvuk z počítače (zvláště pokud můžete zjistit, jak používat konektor), ale tímto způsobem může systém blikat na Rock Band nebo karaoke nebo na cokoli jiného, co může vycházet z 3,5mm zvukový konektor. Ujistěte se, že váš mikrofon funguje - zapojte rozbočovač do jakéhokoli zdroje zvuku a poté otevřete program pro záznam zvuku, abyste zjistili, zda registrujete signál. Mikrofon lze často ztlumit, takže pokud máte problémy, je to první místo, kde se můžete podívat.

Krok 6: Kód Kód Kód

Otevřete softwarové prostředí arduino a nahrajte na tabuli příklad skici StandardFirmata. Skica vám umožní ovládat arduino přes sériové rozhraní, což znamená, že libovolný kód v počítači může ovládat světla, která jsme právě připojili. Kód, který ve skutečnosti zpracovává zvukový signál, je (pohodlně) skica zpracování. Je založen na úžasné knihovně BeatDetect v knihovně minim. Třída BeatDetect počítá Fourierovu transformaci zvukového signálu a na posledních několik sekund sleduje průměr a rozptyl každého z koeficientů. Pokud hodnota v kterémkoli z FFT zásobníků překročí rozptyl, je detekován úder a rozsvítí se kontrolka spojená s touto frekvencí.. To znamená, že každý pramen LED bude odpovídat jiné frekvenci hudby - jeden řetězec bude blikat pro basové beaty, další pro snare hity, další pro vysoké vokály a tak dále, pro 26 různých frekvencí. Stáhněte si přiložené zpracování načrtněte zespodu a upravte pole ledPins na řádku 10 tak, aby odráželo vaše vlastní nastavení. První číslo kolíku odpovídá nejnižším frekvencím. Jakmile je hotovo, jste hotovi! Zapojte zvukový rozbočovač do konektoru pro sluchátka, spusťte skicu a začněte přehrávat hudbu. Pokud vše funguje podle očekávání, vyskočí vizualizátor průběhu a světla budou blikat. Užívat si!

Krok 7: Odstraňování problémů

Hlavní problémy, se kterými se pravděpodobně setkáte, jsou přimět Processing a arduino, aby spolu mluvili. Ujistěte se, že jste nainstalovali software arduino - to s sebou přinese všechny potřebné sériové knihovny. Vyhněte se problémům s obvodem tak, že budete průběžně testovat - testovat každou LED, potom každý pramen a pak každou sadu tranzistorů. Pokud vše ostatní selže, vraťte se k diagnostice, kde je problém. Nyní, když se mi podařilo vymazat všechny chyby z vlastního nastavení, nemohu přemýšlet o tom, co byly z hlavy. Zveřejněte jakékoli problémy, které máte, protože jsem na ně pravděpodobně narazil a od té doby na ně zapomněl.