Sala taneczna LED: 7 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

To jest przewodnik po tworzeniu wizualizatora muzycznego LED opartego na Arduino, czyli całkowicie słodkiego cyfrowego pokoju tanecznego. Istnieją różne przewodniki po instruktażach dotyczących czystych wizualizatorów obwodów, ale zazwyczaj są to pewnego rodzaju wzmacniacze, które powodują pulsowanie świateł i zmianę intensywności w odpowiedzi na moc przenoszoną w sygnale audio. Chciałem czegoś więcej na wzór wielu stroboskopów reagujących na różne częstotliwości muzyki. Końcowym rezultatem jest zmutowany pasierb tego i tego i odrobiny tego, ale jest to całkowicie warte zachodu. Rzeczywisty sygnał audio jest odczytywany z gniazda mikrofonu w komputerze, więc może on albo zaakceptować swój własny dźwięk zwrotny, albo dźwięk z iPoda/zespołu rockowego/karaoke/cokolwiek wymyślicie szalone dzieciaki. Jay nowa muzyka! Dzięki uprzejmości DoKashiteru i Creative Commons przedstawiam nieocenzurowane wideo przedstawiające system w akcji:

Krok 1: Części/Narzędzia

Części: Diody - Oczywiście. Kupiłem na eBayu naprawdę jasne 10mm w różnych kolorach, ale można je znaleźć na Digikey lub Mouser. Wyższe wskaźniki milikandeli są lepsze, zwłaszcza jeśli chcesz, aby oświetlały cokolwiek, a nie były tylko plamą koloru. Rozejrzyj się, aby znaleźć dobrą ofertę. Rezystory - po jednym dla każdej diody LED. Mój wymagał 470 omów, ale upewnij się, że sprawdziłeś oceny na swoich diodach LED, aby uzyskać jak najwięcej światła bez ich wypalania. Płytka chlebowa bez lutowania - dla wszystkich obwodów. Arduino - Interfejs komputera/układu. Niesamowita mała deska. Kup online. Drut - dużo drutu z rdzeniem stałym. Potrzebowałem dużo, szybko, więc wyczyściłem mój lokalny RadioShack z tych rzeczy, ale powinieneś być w stanie go znaleźć o wiele taniej. Posiadanie dwóch pasm trzymanych razem w ten sposób jest niezwykle przydatne, jak zobaczysz później. Komputer - miejsce, w którym odbywa się rzeczywiste obliczenie. Tak, może to być trochę przesada, aby błyskać kilkoma światłami, ale ponieważ nieuchronnie kończymy odtwarzanie naszej muzyki tanecznej z laptopa, i tak wyszło to dobrze. Zasilanie – diody LED prawdopodobnie będą pobierać więcej energii niż może zapewnić arduino, więc będziemy je zasilać zewnętrznie i przełączać za pomocą tranzystorów. Powinieneś mieć kilka takich leżących ze starej elektroniki lub możesz je znaleźć w sklepach z używanymi rzeczami. Zobacz stronę planowania, aby dowiedzieć się, jakiego napięcia / natężenia potrzebujesz. Tranzystory NPN - używamy ich jako wzmacniaczy/przełączników prądowych. Niewielki prąd pobierany z arduino kontroluje dużo prądu pobieranego z zasilacza, który przepływa przez diody LED. Znajdź je online lub w RadioShack. Lutownica - Dość oczywista. Głośniki / rozdzielacz audio / kabel audio męsko-męski - Głośniki dźwięku, rozdzielacz i kabel do przesyłania sygnału z wyjścia słuchawkowego do głośników i gniazda mikrofonowego. Oprogramowanie: Arduino - Pobierz środowisko oprogramowania arduino stąd. Przetwarzanie - Przetwarzanie dobrze współpracuje z arduino i ma wbudowane niesamowite biblioteki. Pobierz go stąd. Upewnij się, że masz najnowszą wersję biblioteki przetwarzania dźwięku Minim stąd. Być może będziesz musiał również pobrać bibliotekę „arduino”, aby mogli się komunikować – pobierz ją stąd i umieść w folderze Processing/libraries.

Krok 2: Projekt obwodu

Ogólny widok toru, który budujemy. Dwie żyły przewodu są połączone z wysokim i niskim napięciem, a każda para dioda/rezystor łączy je w celu zapalenia. Niskonapięciowa nić jest w rzeczywistości podłączona do masy przez tranzystor, dzięki czemu możemy kontrolować ilość płynącego prądu (a tym samym jasność diod LED).

Krok 3: Planowanie

Najważniejszym krokiem jest zaplanowanie, jakie kolory chcesz i gdzie. Sufity w moim akademiku najlepiej opisać jako „w kształcie wafla”, z kwadratowymi wgłębieniami na powierzchni. Utworzyły one bardzo naturalną siatkę do rozmieszczenia kolorów, ale musisz wymyślić własny plan. Na jednej nitce sterującej można umieścić do 8 lub więcej diod LED, co oznacza, że te 8 będą się włączać i wyłączać jednocześnie. Po rozplanowaniu całego układu potrzebujemy teraz obliczeń mocy. Sprawdź arkusze danych swoich diod LED, aby określić napięcie i prąd przewodzenia. Moje mają spadek napięcia ~3,5 woltów i maksymalny prąd 20 miliamperów. Ponieważ miałem zasilacz 12 V, możemy wykonać prostą matematykę obwodów przy użyciu prawa Ohma (V=IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 omów. Dla uproszczenia zaokrąglamy to do 470 omów. Większość diod LED 5 mm będzie miała spadki napięcia około 2 woltów i prąd znamionowy około 15 miliamperów, ale sprawdź, aby ich nie przepalić. Pamiętaj: natężenie światła jest proporcjonalne do prądu, więc użyj większego rezystora, aby ograniczyć prąd, jeśli są zbyt jasne. Upewnij się również, że zasilacz poradzi sobie z całym tym prądem - niektóre małe mają tylko kilkaset miliamperów, co oznacza, że możesz zasilać równolegle tylko 10-20 diod LED, tak jak my.

Krok 4: Przygotuj diody LED i przewód

Dużo łatwiej przymocować diody do przewodów, jeśli najpierw przylutujemy je razem z rezystorami. Przeciąć ujemny (krótszy) przewód diody LED i jedną stronę rezystora na pół, a następnie zlutować je razem. Gdy to zrobisz, wygnij dodatni przewód i rezystor na zewnątrz, aby dioda LED trochę wystawała. Zobacz zdjęcie, aby uzyskać znacznie jaśniejsze wyjaśnienie. Następnie rozłóż cały drut i upewnij się, że masz wystarczająco dużo, aby dotrzeć do każdego pasma. Odmierz i zaznacz, gdzie powinna się znaleźć każda dioda LED. Po raz kolejny wyjaśnienie rzeczywistego przywiązania najlepiej oddaje obrazek. Przylutuj diody LED do przewodu, upewniając się, że polaryzacja jest spójna – wszystkie dodatnie przewody do jednego przewodu, a wszystkie ujemne przewody do drugiego. Gdy skończysz, przetestuj żyły ZANIM je ułożysz - podłącz przewody do zasilacza lub baterii 9 V, aby upewnić się, że wszystkie światła się zapalają. Następnie podnieś wszystkie przewody! W moim przypadku wiązało się to z dużą ilością białej taśmy izolacyjnej i stania na krzesłach. Upewnij się, że wszystkie wolne końce łączą się w jednym miejscu, w którym umieścimy płytkę stykową, arduino i komputer. Na diody LED nałożyłem również małe kule origami, aby rozproszyć światło - wystarczy wyciąć małe szczeliny promieniowo na zewnątrz z otworu w balonie, aby zrobić cztery zakładki i ładnie się wsunie. Zobacz zdjęcie na poprzedniej stronie, aby zobaczyć efekt. Dodatkowe punkty, jeśli globusy są wykonane ze starych notatek z wykładów.

Krok 5: Zbuduj obwody

Naprawdę nie ma wiele więcej do powiedzenia. Podłącz dodatnie i ujemne przewody z zasilacza do szyn zasilających na płytce stykowej i podłącz pin uziemiający arduino do tej samej szyny ujemnej. Zobacz zdjęcie dla dobrego systemu rozmieszczenia. Sprawdź, czy wszystko działa, usuwając przewody z arduino (pokazane poniżej w kolorze niebieskim, czarnym i czerwonym) i podłączając je do dodatniej szyny zasilającej. Prąd przepłynie przez tranzystory i pozwoli włączyć diody LED (jeśli wszystko jest prawidłowo podłączone). Umieść je z powrotem tak, jak powinny i podłącz arduino do komputera za pomocą kabla USB. Aby skonfigurować system dźwiękowy, podłącz głośniki i kabel męsko-męski do rozgałęźnika. Podłącz drugi koniec kabla męsko-męskiego do gniazda mikrofonu w komputerze. Ponownie, jest to trochę przesada, jeśli zamierzasz odtwarzać dźwięk tylko z komputera (zwłaszcza jeśli potrafisz dowiedzieć się, jak korzystać z gniazda), ale w ten sposób system może flashować do Rock Band lub karaoke lub czegokolwiek innego, co może być odtwarzane na Gniazdo audio 3,5 mm. Upewnij się, że mikrofon działa - podłącz rozdzielacz do dowolnego źródła dźwięku, a następnie otwórz program do nagrywania dźwięku, aby sprawdzić, czy rejestrujesz sygnał. Często mikrofon można wyciszyć, więc jeśli masz problemy, to jest to pierwsze miejsce, do którego należy zajrzeć.

Krok 6: Kod Kod Kod

Otwórz środowisko oprogramowania arduino i prześlij przykładowy szkic StandardFirmata na tablicę. Szkic pozwoli ci kontrolować arduino przez interfejs szeregowy, co oznacza, że dowolny kod na komputerze może sterować światłami, które właśnie podłączyliśmy. Kod, który faktycznie przetwarza sygnał audio, jest (wygodnie) szkicem przetwarzania. Opiera się na niesamowitej bibliotece BeatDetect w bibliotece minim. Klasa BeatDetect oblicza transformację Fouriera sygnału audio i śledzi średnią i wariancję każdego ze współczynników przez ostatnie kilka sekund. Jeśli wartość w którymkolwiek z przedziałów FFT przekracza wariancję, wykrywane jest dudnienie i włącza się światło związane z tą częstotliwością.. Oznacza to, że każda nić diod LED będzie odpowiadać innej częstotliwości muzyki – jedna nić będzie migać do uderzeń basu, druga do uderzeń werbla, druga do wysokich tonów wokalnych i tak dalej, dla 26 różnych częstotliwości. Pobierz załączone przetwarzanie naszkicuj od dołu i zmodyfikuj tablicę ledPins w linii 10, aby odzwierciedlić twoją własną konfigurację. Pierwszy numer pinu odpowiada najniższym częstotliwościom. Gdy to zrobisz, gotowe! Podłącz rozdzielacz audio do gniazda słuchawkowego, rozpocznij szkicowanie i zacznij odtwarzać muzykę. Jeśli wszystko działa zgodnie z oczekiwaniami, pojawi się wizualizator przebiegów i światła będą migać. Cieszyć się!

Krok 7: Rozwiązywanie problemów

Główne problemy, które możesz napotkać, to przetworzenie i arduino do komunikowania się ze sobą. Upewnij się, że zainstalowałeś oprogramowanie arduino - to przyniesie ze sobą wszystkie niezbędne biblioteki szeregowe. Możesz uniknąć problemów z obwodem, testując w drodze - testuj każdą diodę LED, następnie każdą nitkę, a następnie każdy zestaw tranzystorów. Jeśli wszystko inne zawiedzie, wróć do tego, aby zdiagnozować, gdzie leży problem. Teraz, gdy udało mi się zdusić wszystkie błędy z mojej własnej konfiguracji, nie mogę sobie wyobrazić, co było z mojej głowy. Opublikuj wszelkie problemy, które masz, ponieważ prawdopodobnie natknąłem się na nie i od tego czasu zapomniałem.