Nosiva zvučno reaktivna suknja ekvilajzera: 21 korak (sa slikama)

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

Neko sam vrijeme želio osmisliti komad koji komunicira sa zvukom. Ekvilajzer suknja ima integriranu elektroniku koja reagira na razinu buke u svom okruženju. Integrirane LED diode raspoređene su kao šipke ekvilajzera kako bi istaknule zvučno reaktivno ponašanje. Ovisno o intenzitetu zvuka, svijetli samo nekoliko ili sve LED diode.

Integriranje prave elektronike bez njihove vidljivosti nije bilo previše jednostavno jer suknja dobro pristaje uz kožu. Također sam želio da suknja ekvilajzera izgleda kao obična suknja bez rupa kad god su svjetla ugašena. Trebalo mi je neko vrijeme da pronađem prave LED diode i metodu, budući da su unaprijed izrađene LED trake ili LED niti bile previše glomazne i nedovoljno fleksibilne za suknju.

Korištenje vodljivog navoja obično je jednostavan način za integraciju elektronike. Međutim, kada je u pitanju spajanje više RGB LED dioda na traku, otpor provodnog navoja je previsok. LED diode moraju biti ušivene prilično blizu, inače će početi treperiti i/ili prikazivati pogrešnu boju.

U ovom uputstvu pokazat ću vam kako napraviti prilagođenu, vrlo tanku i fleksibilnu LED traku, kao i kako spojiti elektroniku i integrirati svjetla u kožu.

Korak 1: Dizajn

Ova kožna suknja ima 5 stupova sa po 3 do 6 svjetala i ukupno 20 LED dioda. LED diode i elektronika pričvršćene su na unutarnju stranu suknje. Svjetla siju kroz rupe u gornjem sloju koje su učvršćene ušicama i vrućim ljepilom. Budući da ušice izgledaju poput malih čavlića, suknja i dalje izgleda lijepo čak i kad su svjetla ugašena.

Korak 2: Opskrba

Materijali:

• Koža
• Oblaganje
• Zatvarač
• ili nabavite suknju
• 20 x RGB LED dioda [tip WS2812B] iz SparkFuna
• Mikrokontroler [Flora] iz Adafruit -a
• Pojačalo za mikrofon tvrtke Adafruit ili SparkFun
• 3,7 - 5 V baterija iz SparkFuna ili Amazona
• Fleksibilna žica [presvučena silikonom ili PVC -om] iz Adafruit -a
• Termoskupljanje
• 3 x Žice kratkospojnika za muškarce
• 3 x Žice za kratkospojnike
• 10 cm čičak traka s ljepljivim naslonom
• 20 x ¼”ušice

Alati:

• Lemilica
• Lemljena žica
• Komplet alata za ušice
• Čekić
• Pištolj za vruće ljepilo + ljepilo
• Traka za mjerenje
• Vladar
• Škare
• Kreda ili olovka od tkanine
• Igla i konac
• Mašina za šivanje
• Računalo i USB kabel

Izborno:

• Alat za lemljenje pomoćnim rukama
• Pucanje krokodila
• Alat za stezanje žice

Korak 3: WS2812B RGB LED diode

Na gornjoj slici možete vidjeti 'gole' WS2812B RGB - SMD LED diode. Svaka LED dioda je 5 x 5 mm mala i ima crvenu (R), zelenu (G) i plavu (B) LED diodu, kao i maleni upravljački čip. WS2812B LED diode su adresabilne što znači da možete kontrolirati boju i svjetlinu svake pojedinačne LED diode. Stoga se može programirati gotovo svaki zamislivi uzorak.

Svaka LED dioda ima četiri kontakta za lemljenje: jedan za uzemljenje, jedan za napajanje i jedan za unos podataka i jedan za izlaz podataka. Pin za uzemljenje označen je izrezanim rubom na vrhu LED -a, pored uzemljenja je pin za unos podataka. Dijagonala preko puta unosa podataka je izlaz podataka, koji će biti spojen na pin za unos podataka sljedeće LED diode. Posljednji pin je pin za napajanje. Pinovi za podatke su potrebni za prijenos informacija o tome koliko LED -e trebaju biti svijetle i koje boje trebaju biti.

Ako vam je potrebno više informacija, idite na stranicu proizvoda tvrtke Sparkfun gdje možete pronaći podatkovnu tablicu, vodič za povezivanje i LED vodič.

Korak 4: Pojačalo za mikrofon

Ploča za pojačalo za mikrofon Electret tvrtke Adafruit dolazi s elektronskim mikrofonom od 20-20KHz, kao i 3 lemna pina za povezivanje s mikrokontrolerom. OUT je potrebno spojiti iglom mikrokontrolera definiranom u kodu, GND će biti spojen na masu, a VCC na izvor napajanja između 2,4 - 5 V. Koristite "najtiše" napajanje dostupno na ploči. Na Flori bi to bio pin od 3,3 V.

Pojačalo za mikrofon Electret izvrsno je za snimanje zvuka ili audio-reaktivne projekte poput ove LED suknje. Više informacija o mikrofonu možete pronaći u podatkovnom listu Adafruit.

Korak 5: Nosivi mikrokontroler

Na izboru je mnogo nosivih mikrokontrolera. Pregled različitih ploča možete pronaći u 3. koraku upute za suknju meduze. Za ovaj projekt potrebna je ploča s nešto više procesorske snage i memorije jer je kod malo složen. Rad s manjom pločom najvjerojatnije će biti složeniji ili uopće neće funkcionirati jer nema dovoljno memorije.

Korak 6: Napajanje

Korištenje energetskih banaka umjesto "golih" litij -polimernih (LiPo) baterija sigurnije je jer je baterija zaštićena u aluminijskom kućištu. Power banke se također lakše pune i zgodne su u slučaju da želite puniti druge uređaje poput telefona. Međutim, u ovom projektu radim s "golom" litij -polimernom baterijom jer mi treba mala i prazna baterija. Budući da suknja čvrsto pristaje, nema toliko dodatnog mjesta za veliku banku snage.

LiPo dolazi s 2-pinskim JST konektorom koji se može priključiti u mikrokontroler. Baterija ima oko 4,2 V kad je potpuno napunjena i prazni pri 3,0 V. LED diode bi trebale raditi na napajanju od 5 V, ali rade i s baterijom od 3,7 V.

Izračunavanje vremena rada vaše baterije: Jedna LED dioda troši oko 60 mA (miliampera) struje. Zamislite da na traci imate 20 LED dioda, koje će ukupno izvući najviše 1, 200 mA. Baterija od 1200 mAh (miliamper sati) može opskrbiti 1200 mA sat vremena; pa ako vaša baterija ima kapacitet od 2 500 mAh, LED diode će svijetliti najmanje dva sata: 2 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

Međutim, ako ste se odlučili za LiPo, prvo provjerite Sparkfun -ov LiPo vodič za njegu baterije.

Korak 7: Dizajnirajte i sašite suknju

Dizajn se temelji na klasičnom uzorku suknje s visokim strukom. Prednje i stražnje strane su dvije strelice. Na stražnju stranu suknje dodala sam patentni zatvarač i pomaknula dva (od izvorna četiri strelica) u središnji dio leđa. Budući da bi LED traka mogla malo svrbjeti, preporučio bih i ušivanje podstave u suknju. Skratio sam duljinu suknje na 42 cm. Ako vam je potrebna pomoć, pogledajte ovaj vodič "kako sašiti suknju".

Na kraju će LED traka, kao i baterija, mikrofon i mikrokontroler biti pričvršćeni na unutrašnjost suknje. Sve u svemu, moglo bi biti malo teško za mekše materijale poput pamuka, a težina bi mogla povući tkaninu. Za svoju suknju koristila sam tanku kožu i nisam imala takav problem.

U slučaju da ne želite sašiti svoju suknju, samo naprijed i upotrijebite onu koju već imate. Pazite da tkanina bude dovoljno gusta.

Korak 8: Dizajnirajte LED raspored

Sada razmislite koliko LED dioda želite koristiti za svoju suknju i gdje ih pričvrstiti. Kožna suknja ima ukupno 20 LED dioda. 5 stupova s po 3 do 6 LED dioda raspoređeno je s desne strane suknje. Budući da će LED diode zvučno reagirati, želio sam da izgledaju poput traka ekvilajzera.

Označite LED mrlje na vrhu suknje kredom od tkanine. Kasnije će se sve LED diode spojiti u liniju. Početak LED žice bit će u sredini prednje strane suknje.

Korak 9: Izrežite rupe u suknju

U sljedećem koraku nastavite i integrirajte ušice u gornji sloj suknje [ne podstavu]. Izrežite malu rupu u tkanini na svakom označenom mjestu. Pazi: prvo izreži malu rupu i provjeri stane li rupica unutra. Ako je rupa čak i prevelika, ušica će ispasti.

Stavite dublju ušicu na gornji sloj suknje, kroz rupu. Držite se za ušicu i pažljivo okrenite suknju prema van.

Korak 10: Umetnite ušice

Sada postavite metalni (ili ponekad gumeni) kalup ispod gornjeg otvora. Postavite podlošku na stražnju stranu rupice. Držite žig na vrhu dublje ušice i čekićem, pažljivo vratite ušicu i podlošku u njihov stalni položaj. Ponavljajte dok sve ušice ne budu u suknji.

Korak 11: Lemljenje prve LED diode na uzemljenu žicu

Sada je vrijeme za spajanje pojedinačnih svjetala u LED niz. Upotrijebite vrlo fleksibilnu žicu jer će s njom biti lakše raditi. Odrežite žicu dovoljno dugo da spojite sve LED diode. Ovo će biti kontinuirana žica za uzemljenje.

Malim škarama uklonite malo plastike oko uzemljene žice nakon prvih 10 cm. Postavite prvu LED diodu u alat za pomoć pri lemljenju prema dolje. Učvrstite žicu za uzemljenje unutar suprotne kopče. Pomaknite obje kopče zajedno sve dok prazni dio žice ne bude odmah do uzemljenja LED diode. Zatim gurnite vruće lemilicu na vrh žice i uzemljenja i zagrijte oko dvije sekunde. Uzmite žicu za lemljenje i držite je kraj lemilice iznad igle i prazne žice. Zatim pričekajte da se neka žica za lemljenje otopi i LED dioda pričvrsti za žicu. Prije lemljenja uklonite žicu za lemljenje i pričekajte da se spoj ohladi.

Napomena: Kraća strana žice (dodatnih 10 cm) mora biti na istoj strani kao i pin za unos podataka. U suprotnom će LED traka biti okrenuta naopačke i podaci neće moći putovati u pravom smjeru.

Korak 12: Lemite još malo

Za drugu LED diodu izmjerite udaljenost između prvog i drugog otvora vaše suknje. Malim škarama uklonite silikonski ili PVC premaz oko žice na koju će biti zalemljena druga LED dioda. Lemite drugu LED diodu na žicu za uzemljenje i ponavljajte sve dok svaki otvor ne dobije svoju LED diodu.

Korak 13: Lemite žicu za napajanje na LED traku

Prerežite žicu koliko i žica za uzemljenje. Ova će žica biti zalemljena na utikač za napajanje (dijagonalno preko uzemljenja) LED dioda. Još jednom uklonite silikonski ili PVC premaz oko žice na istim mjestima i lemite žicu na utikač za napajanje.

Korak 14: Lemljenje podatkovne žice između LED dioda

Sada samo lemite pojedinačne, kraće žice između podatkovnih pinova LED dioda. Podatkovna žica presječena je između svakog svjetla, pa će podatkovni signal prolaziti kroz čip LED prije nego što pređe na sljedeću LED. Trebat će vam podatkovna žica na prvoj LED diodi vaše trake (pin za ulaz podataka), ali nećete imati žicu na priključku za izlaz podataka vaše posljednje LED diode.

Savjet: Pomaže otapanje neke žice za lemljenje preko krajeva žice prije lemljenja žica na igle.

Korak 15: Preuzmite Arduino IDE, instalirajte Neopixel knjižnicu i prenesite kôd

U slučaju da prije niste radili s Arduino mikrokontrolerom, morat ćete preuzeti Arduino IDE (Integrirano razvojno okruženje). Ovo je softver za pisanje programa i njihovo učitavanje na vaš Arduino mikrokontroler. Knjižnica dolazi s nekim osnovnim primjerima programa. Softver možete preuzeti s web stranice Arduino. Prilikom rada s Florom slijedite korake na web stranici Adafruit kako biste izmijenili svoj Arduino IDE.

Budući da u biblioteci Arduino nema primjera programa za RGB LED diode, morat ćete preuzeti dodatnu biblioteku za rad. Adapruitova biblioteka NeoPixel jednostavna je za razumijevanje i rad s njom. Knjižnicu preuzmite ovdje. Otvorite Arduino IDE i instalirajte knjižnicu tako da odete na Manage Libraries. Otvorit će se prozor i morat ćete odabrati Adafruit zip datoteku.

Sada otvorite novu skicu tako što ćete otići na Datoteka> Novo. Idite na stranicu LED Ampli-Tie i kopirajte i zalijepite kôd u svoju skicu. U kodu promijenite broj LED dioda u stvarni broj LED dioda koje koristite u svom projektu. Također morate definirati pin na koji će vaša LED traka biti spojena na mikrokontroleru i pin za mikrofon. Sada odaberite svoj mikrokontroler putem Alati> Ploča. Nakon što ste mikrokontroler spojili USB kabelom na prijenosno računalo, kliknite strelicu u gornjem lijevom kutu skice. To će učitati program na vaš mikrokontroler. Ako se na skici pojavi narančasta pogreška, kopirajte tekst i pretražite Google kako biste pronašli rješenje.

Napomena: Analogni (A) pin ne mora imati isti broj kao digitalni (D) pin. Digitalni pin brojevi zapisani su na ploči. Brojeve analognih pinova možete pronaći na Flora dijagramu ispisa. Pin definiran u vašem kodu za vaš mikrofon mora biti analogni pin - LED traka digitalni pin.

Korak 16: Testirajte LED traku

Prvo pripremite mikrokontroler. Morat ćete odrezati tri ženske kratkospojne žice i lemiti ih na mikrokontroler. Lemite žice podataka na pinove koje ste definirali u svom kodu (ja sam koristio D10 i D12, ali trebali biste koristiti D6 i D9 - ti su pinovi već definirani u kodu Ampli -Tie). Dvije žice za uzemljenje i napajanje mogu se lemiti na svaki pin. Spojeve učvrstite vrućim ljepilom.

Zatim izrežite tri muške žice kratkospojnika i lemite ih na početak LED trake. Spoj učvrstite toplinskim skupljanjem. Pomoći će vam da spojite i odspojite svjetla s ploče. Također je sigurnije jer će se utikač odvojiti prije nego što žica otkine ploču ili LED traku. To se lako može dogoditi pri nošenju elektronike.

Sada možete spojiti svoju LED traku s pločom i testirati je. Najprije sam učitao NeoPixel strandest (program za paljenje LED dioda bez mikrofona) kako bih provjerio rade li sva svjetla. Također morate priključiti ploču na LiPo ili računalo za napajanje. Kao što možete vidjeti na slici, prvo sam koristio krokodilske snimke.

Korak 17: Pripremite svoj mikrofon

Lemite žicu na svaki pin. Upotrijebite ostale tri žice ženskih kratkospojnika i lemite ih na krajeve žica. Zatim postavite LED Ampli-Tie kod na svoj mikokontroler. Ne zaboravite promijeniti broj LED dioda, kao i analogni i digitalni pin u kodu. Spojite svjetla i mikrofon s pločom i testirajte je.

Korak 18: Integrirajte LED diode u suknju

Kad sve LED diode rade, možete ići naprijed i integrirati LED diode u svoju suknju. Okrenite suknju naopako i stavite malo vrućeg ljepila oko prve rupice. Postavite prvu LED diodu (strana koja svijetli okrenuta prema dolje) u prvi otvor na vrhu ljepila. Zatim stavite malo vrućeg ljepila na LED, pustite da se malo ohladi i gurnite ga prstom prema dolje dok se ne ohladi. Ako spojevi za lemljenje nisu dovoljno učvršćeni, stavite još malo ljepila na vrh. Ponavljajte dok sve LED diode ne budu zalijepljene u ušicu.

Korak 19: Ispunite ušice

Nakon što su sve LED diode zalijepljene u ušice, okrenite suknju ponovno na desnu stranu i ispunite rupice vrućim ljepilom. Pažljivo držite pištolj za vruće ljepilo malo iznad ušice i pustite da malo ljepila kapne u ušicu. Za ravnu i glatku površinu, polako pomičite toplinski pištolj u krugovima dok punite rupicu.

Korak 20: Integrirajte elektroniku u suknju

U posljednjem koraku izrežite tri čička s ljepljivom podlogom: jedan za mikrofon, jedan za mikrokontroler i jedan za bateriju. Zalijepite grubi komad čičak na svoju elektroniku, a odgovarajuću mekšu stranu unutar suknje na kožu. Pomaže pri nošenju suknje i odabiru dobrog mjesta za elektroniku prije nego što zalijepite čičak na kožu.

Korak 21: Nosite svoju suknju

Sve je spremno. Sada možete priključiti bateriju, mikrofon i svjetla u mikrokontroler i upaliti.

Ako želite saznati više o RGB LED diodama i programiranju vlastitih uzoraka, pogledajte knjižnicu FastLED. Za mapiranje vaših LED dioda i dodavanje prekidača u vaš projekt, preporučujem rad s bibliotekom RGBShades iz macetecha.

U slučaju da imate pitanja ili nešto nije jasno, slobodno pitajte. Uživajte u nošenju svjetla!

Velika nagrada na natječaju za nosivu tehnologiju