Nastrojowe światła reagujące na muzykę: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Wprowadzenie i tło

Na pierwszym roku (wiosna 2019) chciałem odświeżyć mój pokój w akademiku. Wpadłem na pomysł zbudowania własnych nastrojowych światełek, które reagowałyby na muzykę słuchaną na słuchawkach. Szczerze mówiąc, nie miałem szczególnej inspiracji, po prostu myślałem, że wyglądają fajnie. W gorączce finałowego sezonu skleiłem kontroler taśmy LED, który mógł reagować na dźwięk. Udało się, ale była to tylko konfiguracja płytki prototypowej, daleka od czegoś kompletnego lub trwałego. Czas mijał, prace domowe piętrzyły się, a ten projekt coraz głębiej zapadał się w moje pudełko z niedokończonymi rzeczami.

Potem uderzyła kwarantanna.

Zyskałem wystarczająco dużo czasu, aby zająć się tym, co lubię i energię, aby ukończyć projekty z minionych dni. W ten sposób ta samotna płytka stykowa została uratowana z dna mojego stosu i ten projekt został ostatecznie (no, w większości) ukończony.

Nie jest to pełnoprawny produkt, co widać po tekturowym i tandetnym programowaniu, ale mimo to zabawna mała dekoracja.

(Ta instrukcja nie jest tak szczegółowa, głównie ze względu na to, jak dawno temu powstało to urządzenie.)

Wymagania wstępne

Podstawowa znajomość układów i doświadczenie w programowaniu Arduino.

Uwaga dla Twórcy (Ciebie):

Nastrojowe światła, które wykonasz, prawie na pewno nie będą pasować do tego, co mam. Potraktuj ten Instruktaż bardziej jako sugestię i nadaj mu własny styl!

Kieszonkowe dzieci

• Teensy++ 2.0 (lub jakikolwiek inny Arduino)
• Różne rezystory
• Różne przełączniki
• Różne kondensatory
• Gniazdo 3,5 mm (męskie lub żeńskie)
• Potencjometry (lub enkodery)
• Układ scalony wzmacniacza audio
• Adresowalne paski LED
• Rozdzielacz słuchawek

Są to linki partnerskie Amazon, więc zarabiam niewielką prowizję przy każdej sprzedaży. Jeśli nie masz jeszcze tych materiałów i chcesz wesprzeć moje przyszłe projekty, skorzystaj z tych linków!:)

Krok 1: Planowanie i deska do krojenia chleba

Pierwszym krokiem dla każdego dobrego projektu jest ustalenie wymagań. Ten krok jest dość otwarty. Od Ciebie zależy, czy będzie to tak proste lub złożone, jak tylko chcesz.

Moje wymagania

• Kontroluj adresowalną taśmę LED do nastrojowego oświetlenia
• Miej tryb reaktywny na dźwięk
• Miej tryb statycznego RGB - gdy chcę tylko zobaczyć nieruchome oświetlenie
• Mieć przełącznik wyboru do przełączania między trybami
• Mają potencjometry do sterowania trybem RGB
• Mieć zacisk śrubowy do podłączenia zasilania 5 V do

Po zdefiniowaniu wymagań, następną rzeczą do zrobienia jest określenie, jakich komponentów potrzebujesz i rozwinięcie ich. Weź mój schemat systemu powyżej jako przewodnik! Testowanie to kluczowy krok w rozwiązywaniu błędów, upewnieniu się, że komponenty współpracują ze sobą i aby uniknąć czasochłonnych błędów.

Uwagi:

Dlaczego dzielnik napięcia dla wejścia audio?

Być może zauważyłeś, że na linii wejściowej sygnału audio znajduje się dzielnik napięcia. Ma to na celu uwzględnienie jednego z ograniczeń ADC Arduinos: ADC może odczytywać tylko napięcia w zakresie 0-5V. Ponieważ sygnał audio jest prądem przemiennym, będzie miał części, w których będzie ujemny. Oczywiście nie chcemy, aby to ujemne napięcie dotarło do pinu wejściowego, dlatego kompensujemy sygnał za pomocą dzielnika napięcia i utrzymujemy go wyśrodkowany na 2,5V.

Dlaczego wzmacniacz?

Odkryłem, że kiedy używałem słuchawek lub głośników z konfiguracją płytki stykowej, sygnał był zbyt słaby, aby mógł zostać przetworzony przez Arduino. Dodanie wzmacniacza rozwiązało ten problem. Jak widać, wcześniejsze przetestowanie jest ważne!

Krok 2: Program

Ten dostarczony kod jest tym, czego użyłem w moich nastrojowych światłach. Na pewno nie użyjesz tego kodu bez jego modyfikacji, ze względu na różne układy sprzętu i płyty. Weź to bardziej jako przykład, aby zobaczyć, jak wykorzystywane są biblioteki.

Używane biblioteki:

Fastled.h (Do sterowania adresowalnymi diodami LED)

fix_fft.h (Dla jeszcze szybszej transformacji Fouriera. Było to konieczne, ponieważ inne biblioteki transformacji Fouriera były zbyt wolne. Problem z prędkością można by obejść za pomocą szybszego mikrokontrolera, takiego jak ESP32.)

Krok 3: Płyta perforowana to

Jeśli masz wiedzę, gorąco polecam zaprojektowanie PCB zamiast płytki perforowanej. To znacznie mniej żmudny proces lutowania. Nie mogę szczegółowo opisać każdego połączenia lutowanego, które wykonałem, ale oto kilka kluczowych wskazówek:

Porady:

Rozłóż swoje komponenty na płycie perforowanej, aby je wstępnie dopasować. To zaoszczędzi ci wielu bólów głowy.

Umieść kondensator obejściowy na szynie zasilającej, aby złagodzić skutki skoków w poborze mocy.

Skorzystaj z dodatkowej długości przewodu oferowanej przez kondensatory i rezystory przewlekane. Użyj ich, aby połączyć inne punkty na swojej planszy.

Użyj żeńskich złączy PWM i męskich pinów nagłówka, aby łatwo zdejmować/mocować komponenty.

Jeśli to możliwe, używaj drutu litego. Łatwiej jest włożyć do otworów przelotowych.

Krok 4: Zbuduj obudowę

Czas zbudować obudowę dla Twojej nowej płyty perfboard/PCB. Użyłem ciętej tektury, bo to była najlepsza rzecz, jaką miałem pod ręką. Jeśli masz drukarkę 3D lub inną metodę, to również dobrze!

Porady:

Użyj suwmiarki, aby zmierzyć wymiary swojej deski, zwłaszcza jeśli robisz obudowę.

Jeśli używasz kartonu

Zawsze zostawiaj trochę luzu podczas cięcia. Zawsze możesz wyciąć więcej, ale nigdy nie możesz ponownie dołączyć.

Użyj małego noża lub noża dokładnego. Małe ostrze to klucz do wykonania precyzyjnych, dobrze dopasowanych otworów.

Krok 5: Ciesz się

Baw się nowymi nastrojowymi światłami!

Rzeczy do rozwinięcia:

Robisz porządną sprawę?

Więcej wzorów lub trybów?

Szybszy mikrokontroler?