Svjetlosni show temeljen na Arduinu: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Napravio sam Arduino kontrolirani svjetlosni show kao svoj ulaz u Makers Rock, Album Art Collab. Više o tome možete saznati na sljedećoj poveznici: Makers Rock. Naslovnica koju odaberem je s albuma Judas Priest - Painkiller.

Cijeli je komad svjetlosna predstava koja je zatvorena u drvenom okviru, a omot albuma stavljen je na vrh tako da svjetlost prodire.

Korak 1: Pripremite drveni okvir

Okvir ili kućište možete izgraditi na bilo koji način koji želite. Odabirem drvo jer je s njim lako raditi koristeći samo osnovne alate.

Okvir sam izgradio od nekoliko paleta koje sam spasio. Obilježio sam 4 komada čistih dijelova dasaka duljine 30 centimetara, pazeći pritom na spojeve od 45 stupnjeva.

Sve sam rezanje obavio ubodnom pilom i sve je radilo u redu. Ako imate pristup kosilici ili stolnoj pili, možete ih koristiti i postići mnogo bolje rezultate. Spojevi nisu bili savršeni, ali sam pomoću brusilice uspio postići da se komadi lijepo uklope.

Tijekom testiranja shvatio sam da su preširoke i da će zauzeti puno prostora u unutrašnjosti kućišta pa sam ih odlučio izrezati na 2 cm širine. Ponovno sam upotrijebio ubodnu pilu pazeći da ne režem unutar crte.

Spojevi ukošenja nisu sami imali veliku potporu pa sam izrezao male komade trokuta za lijepljenje u uglovima kao dodatnu potporu. Siguran sam da ovdje postoji hrpa boljih mogućnosti, ali ovo je bila najbolja ideja koju sam imao u ovom trenutku.

Spojeve sam spojio ljepilom za drvo u sredini spojeva i CA ljepilom na krajevima kako bih djelovao kao stezaljka i držao je na mjestu dok se ljepilo za drvo stvrdnjava. Mali trokutići za podršku zalijepljeni su na mjesto koristeći samo CA ljepilo kako bi se proces ubrzao.

Korak 2: Prototip kruga

Elektronika za svjetlosni show unutra sastoji se od Arduino Uno ploče s mikrofonom iz slomljenih slušalica koje osluškuju zvukove u prostoriji, a zatim odražava ukupnu glasnoću zvuka osvjetljavajući jedan od 5 komada LED trake unutra.

Krug se sastoji od dva neovisna dijela. Prvi dio je mikrofon s jednim tranzistorskim pojačalom, dok su drugi dio upravljački programi za LED trake. Potrebni su nam jer Arduino i pojačalo za mikrofon rade na 5V, dok LED traka radi na 12V.

Mikrofon je spojen na 5V izlaz na Arduinu kroz 10k otpornik i preko kondenzatora na bazu tranzistora. Tranzistor zatim pojačava signal sa srednjom razinom od 2,5 V tako da ga možemo pokupiti na analognom ulazu A0 na Arduinu.

Kako bi se uključilo 12V za LED diode, baza tranzistora je spojena na digitalni izlaz kroz 10k otpornik i isti krug se ponavlja 5 puta. Uključujem samo 3 LED diode u svakom odjeljku kako bih se mogao izvući pomoću tranzistora. Ako želite izmijeniti projekt tako da koristi duže trake, morat ćete koristiti neke MOSFET -ove.

Iako se može činiti kao komplicirano kolo, ono je doista vrlo jednostavno. Sve sam to isprobao na ploči i nakon što sam se uvjerio da radi kako se očekuje, izgradio sam štit koji se montira izravno na Arduino Uno.

Shema je dostupna na:

Korak 3: Izgradite Arduino štit

Kad sam bio zadovoljan krugom, izgradio sam štit za Arduino na ploči za postavljanje. Cijeli proces izgradnje možete vidjeti u priloženom videu za projekt.

Korak 4: Programirajte Arduino

Glavna zvijezda projekta je kôd koji je programiran na Arduinu. To je ono što čini teško analiziranje razine zvuka iz mikrofona i pretvaranje u vidljivo svjetlo koje prati glazbu. Cijeli kôd možete preuzeti s moje stranice GitHub, a vezu do njega možete pronaći u opisu videa zajedno sa shemom za elektroniku.

Ukratko, kôd ima 3 glavna dijela: dohvaćanje uzorka glazbe za analizu, određivanje razine zvuka i zatim upravljanje izlazom prema LED diodama na temelju izračunate vrijednosti. Znam da bi ovo nekome moglo zvučati kao raketna znanost, ali to je stvarno lako kad se uhvatite stvari u koštac.

Skica na početku definira sve varijable i konstante koje ćemo koristiti. Pobrinuo sam se da svakom od njih dam objašnjenje kako biste ga lakše razumjeli. Nakon toga imamo funkciju postavljanja koja započinje serijsku komunikaciju u svrhu otklanjanja pogrešaka, prazni i inicijalizira niz koji ćemo koristiti za detekciju vršne do najveće glasnoće te definira izlaze za LED diode.

U petlji koda, prvo započinjemo uzorkovanje zvuka kako bismo mogli otkriti njegovu glasnoću. U redovitom zvučnom valu, odsutnost bilo kakve buke razina je na sredini minimalnog i maksimalnog napona koji pojačalo može proizvesti. U našem slučaju to je 2.5V.

Nakon što se detektira zvuk, dobivamo val koji se kreće gore -dolje pa nas za otkrivanje visokih šumova zanima kombinirana amplituda u tom valu. Dakle, umjesto pokretnog vala, preslikavamo vrijednosti od 0 do max u svojevrsnom obrnutom stanju kako bismo lako razlikovali zvukove visoke i niske glasnoće.

Sljedeća dva odjeljka koda rade upravo to, prvo mjerimo amplitudu od vrha do vrha i određujemo maksimum tog vrha za razdoblje. Način na koji mikrofon radi, što ste dalje od njega, može odabrati manje glasnoće pa moramo izračunati faktor koji će ili pojačati ili smanjiti izmjereni signal i imati istu reakciju na različitim razinama.

Kao posljednji korak, množimo izmjerenu vrijednost s mikrofona s faktorom koji smo upravo izračunali i na temelju rezultata uključujemo određene LED diode.

Nakon što je ploča lemljena prema shemi, pobrinuo sam se da je testiram prije nego što sam nastavio s pripremom stvarne omota albuma.

Kod na GitHubu:

Korak 5: Pripremite prednji poklopac

Za prednju stranu komada upotrijebio sam list prozirnog akrila. Narezao sam tiskano umjetničko djelo na dimenzije i nanio sloj prozirnog ljepila za drvo na površinu bez zaštitnog omota na akrilu. Ako imate pristup Mod Podgeu ili nekom prozirnom akrilnom gel mediju, bolje je koristiti to umjesto ljepila za drvo, ali djeluje gotovo isto.

Trik prilikom nanošenja slike nije u tome da koristite previše ljepila kao što sam to učinio kako ne biste dobili bore na papiru. U ovom slučaju bolje je manje, ali površina mora biti potpuno prekrivena. Dok je ljepilo još mokro, umjetničko djelo je jedva vidljivo, ali nakon što se potpuno osuši postat će prozirno.

Ostavio sam okvir da se stvrdne 24 sata, a zatim sam shvatio postavljanje Arduina unutar okvira. Želim da umjetničko djelo bude obješeno na zid, a budući da ga je potrebno priključiti na napajanje, montirao sam ploču na donju stranu tako da će žica adaptera za napajanje izlaziti iz zidne utičnice.

Upotrijebio sam nožnu pilu za uklanjanje većine materijala, a zatim sam se probio dlijetom i turpijom. Ako imate ručni usmjerivač, to će biti puno brže od dlijeta. Također sam izbušio rupu kroz okvir kako bi mikrofon mogao stršati i pokupiti zvukove iz sobe.

Prije završetka, brusio sam okvir do brusnog papira granulacije 240, a zatim nanio sloj laka za drvo. Komadom tkanine obrisao sam mrlju, a zatim je nakon nekog vremena obrisao.

Korak 6: Sastavite Light Show

Debljina okvira nije bila dovoljna da zadrži svu elektroniku na mjestu pa sam izrezao i zalijepio dva sloja izolacije od crne XPS pjene od 5 mm na obje strane okvira. Osim što je napravila mjesta za svu elektroniku, pjena je komadu dala lijep slojevit izgled sa strane.

Sve elektroničke komponente ugrađene su u okvir pomoću vrućeg ljepila, počevši od mikrofona, a zatim glavne Arduino ploče.

Na stražnjoj strani označio sam i izrezao list od 3 mm vlaknaste ploče visoke gustoće koja će djelovati kao podloga i reflektor jer je jedna strana bijela. Koristio sam male vijke 3,5 x 16 mm za pričvršćivanje sa stražnje strane. Zatim sam uklonio podlogu s ljepila na LED trakama i zalijepio ih na vlaknastu ploču.

Akrilna prednja strana također je pričvršćena istim vijcima od 16 mm, ali ja rupe za vijke upuštam bušilicom od 6 mm kako bi mogli sjediti u ravnini s prednjom stranom. Ako imate usmjerivač, tada možete napraviti utor u okviru i na taj način zatvoriti akril.

Na kraju je bilo samo pitanje ukloniti drugi zaštitni sloj s akrilne ploče i sve to isprobati kako bi se uvjerilo da je još uvijek u funkciji. Da bih ga objesio na zid, dodao sam komad žice između dva sipa sa stražnje strane.

Korak 7: Uživajte u svjetlosnom showu Arduino

Sve u svemu jako sam zadovoljan kako je ovo ispalo. Kućište je moglo biti malo bolje da sam imao odgovarajuće alate za obradu drveta, ali i dalje je lijep zidni dekor. Otkad sam ga izgradio, s djecom smo se jako zabavili, ali vrijeme je da pronađe novi dom.

Poklonit ću djelo koje sam napravio pa pogledajte video na YouTubeu kako biste saznali kako ga možete osvojiti.

Okušajte kôd na YouTubeu

Napravite video zapis projekta

Ako vam se svidio projekt, razmislite o podršci mom radu na Patreonu! Https: //www.patreon.com/taste_the_code

Shema je dostupna na:

Kod na GitHubu: