Arduino baseret lysshow: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Jeg har bygget et Arduino -kontrolleret lysshow som min indgang til Makers Rock, Album Art Collab. Du kan lære mere om det på følgende link: Makers Rock. Coveret jeg vælger er fra Judas Priest - Painkiller album.

Hele stykket er et lysshow, der er indesluttet i en træramme, og albumbillederne sættes ovenpå, så lyset skinner igennem.

Trin 1: Forbered trærammen

Du kan bygge rammen eller kabinettet på enhver måde, du ønsker. Jeg vælger træ, da det er let at arbejde med kun at bruge grundlæggende værktøjer.

Jeg har bygget rammen ud af nogle pallebrædder, som jeg har bjærget. Jeg markerede 4 stykker af de rene dele af brædderne, der målte 30 centimeter i længden, og sørgede for at markere 45 graders dæmper for leddene.

Jeg lavede hele skæringen ved hjælp af min jigssav, og det fungerede OK. Hvis du har adgang til en geringssav eller en bordsav, kan du bruge dem og få meget bedre resultater. Samlingerne var ikke perfekte, men med min båndsliber kunne jeg få stykkerne til at passe pænt.

Under testtilpasningen indså jeg, at de er for brede, og at de vil tage meget plads inde i kabinettet, så jeg besluttede at skære dem til 2 cm i bredden. Igen brugte jeg min stiksav og sørgede for ikke at skære inde i linjen.

Geringsforbindelserne havde ikke meget støtte alene, så jeg har skåret små trekantstykker til at lime i hjørnerne som lidt ekstra støtte. Jeg er sikker på, at der er masser af bedre muligheder at gøre her, men det var den bedste idé, jeg havde i øjeblikket.

Jeg sluttede møtrene med trælim i midten af samlingerne og CA -lim i enderne for at fungere som en klemme og holde den på plads, mens trælim hærder. De små støttetrekanter blev limet på plads ved hjælp af kun CA -lim for at gøre processen hurtigere.

Trin 2: Prototype kredsløbet

Elektronikken til lysshowet inde, består af et Arduino Uno -kort med en mikrofon fra et ødelagt headset, der lytter efter lydene i rummet, og derefter afspejler det det samlede lydvolumen ved at tænde et af de 5 stykker ledstrimmel indeni.

Kredsløbet består af to uafhængige dele. Den første del er mikrofonen med sin enkelt transistorforstærker, mens den anden del er driverne til LED -strimlerne. Vi har brug for dem, da Arduino og mikrofonforstærkeren arbejder på 5V, mens LED -stripen kører på 12V.

Mikrofonen er forbundet til 5V -udgangen på Arduino gennem en 10k modstand og gennem en kondensator til transistorens bund. Transistoren forstærker derefter signalet med et mellemniveau på 2,5V, så vi kan opfange det på den analoge indgang A0 på Arduino.

For at tænde 12V for lysdioderne er bunden af transistorer forbundet til en digital udgang via en 10k modstand, og det samme kredsløb gentages 5 gange. Jeg tænder kun 3 lysdioder i hver af sektionerne, så jeg kan slippe væk ved hjælp af transistorer. Hvis du gerne vil ændre projektet til at bruge længere strimler, end du skal bruge nogle MOSFET'er.

Selvom det kan virke som et kompliceret kredsløb, er det virkelig en meget enkel. Jeg har testet det hele på et brødbræt, og efter at jeg havde sørget for, at det fungerer som forventet, har jeg bygget et skjold, der skal monteres direkte på Arduino Uno.

Skematisk er tilgængelig på:

Trin 3: Byg Arduino Shield

Når jeg var tilfreds med kredsløbet, har jeg bygget et skjold til Arduino på et perfboard. Du kan se hele byggeprocessen i den vedhæftede video til projektet.

Trin 4: Programmer Arduino

Projektets hovedstjerne er koden, der er programmeret på Arduino. Det er det, der gør det tungt at analysere lydniveauerne fra mikrofonen og gøre dem til synligt lys, der følger musikken. Du kan downloade hele koden fra min GitHub -side, og du kan finde linket til den i videobeskrivelsen sammen med skematikken for elektronikken.

I en nøddeskal har koden 3 hoveddele: Hentning af et musikeksempel til analyse, bestemmelse af lydniveauer og derefter kontrol af output til lysdioderne baseret på den beregnede værdi. Jeg ved, at dette måske lyder som raketvidenskab for nogle, men det er virkelig let, når man får styr på tingene.

Skitsen i begyndelsen definerer alle de variabler og konstanter, som vi vil bruge. Jeg sørgede for at give en forklaring til hver af dem, så du lettere kan forstå det. Derefter har vi opsætningsfunktionen, der starter den serielle kommunikation til fejlsøgningsformål, tømmer og initialiserer den matrix, vi vil bruge til detektering af spids til spids volumen og definerer output til lysdioderne.

I loop -sektionen af koden starter vi først samplingen af lyden, så vi kan registrere dens top til top -volumen. I en almindelig lydbølge er fraværet af støj et niveau ved midtpunktet af den minimale og maksimale spænding, forstærkeren kan producere. I vores tilfælde er det 2,5V.

Når en lyd er registreret, får vi en bølge, der bevæger sig op og ned, så for at registrere høje lyde er vi interesseret i den kombinerede amplitude i den bølge. Så i stedet for en bølge i bevægelse kortlægger vi værdierne fra 0 til max i en slags omvendt tilstand for let at skelne mellem høje og lave volumenlyde.

De næste to sektioner af koden gør præcis det, først måler vi højde til spids amplitude, og vi bestemmer maksimum for denne top for perioden. Den måde, mikrofonen fungerer på, jo længere du er fra den, jo mindre volumen kan den vælge, så vi skal beregne en faktor, der enten forstærker eller formindsker det målte signal og har den samme reaktion på de forskellige niveauer.

Som et sidste trin multiplicerer vi den målte værdi fra mikrofonen med den faktor, som vi lige har beregnet og baseret på resultatet tænder vi for bestemte lysdioder.

Efter at brættet var loddet i henhold til skematisk, sørgede jeg for at teste det, før jeg fortsatte med at forberede den faktiske albumkunst.

Kode på GitHub:

Trin 5: Forbered frontdækslet

Til forsiden af stykket har jeg brugt et ark klart akryl. Jeg har skåret det trykte kunstværk til dimensioner og påført et lag gennemsigtig trælim på overfladen uden det beskyttende dæksel på akrylen. Hvis du har adgang til Mod Podge eller til noget klart akrylgelmedium, er det bedre at bruge det i stedet for trælim, men det virker næsten det samme.

Tricket ved påføring af billedet er ikke at bruge for meget lim, som jeg gjorde for ikke at få rynker på papiret. Mindre er bedre i dette tilfælde, men overfladen skal være helt dækket. Da limen stadig er våd, er kunstværket næsten ikke synligt, men når det er helt tørret, bliver det gennemsigtigt.

Jeg forlod rammen for at hærde i 24 timer, og så fandt jeg ud af placeringen af Arduino inde i rammen. Jeg vil have kunststykket til at blive hængt på en væg, og da det skal tilsluttes strøm, har jeg monteret kortet på undersiden, så strømadapterledningen kommer op af stikkontakten.

Jeg brugte en hacksav til at fjerne det meste af materialet og arbejdede mig derefter igennem med en mejsel og en fil. Hvis du har en håndrouter, vil det være meget hurtigere end mejslen. Jeg borede også et hul gennem rammen, så mikrofonen kan stikke ud og opfange lydene fra rummet.

Inden afslutningen har jeg slebet rammen op til 240 sandpapir af grus og derefter påført et lag med bejdslak. Jeg brugte et stykke klud til at tørre pletten af og derefter tørre den af efter et stykke tid.

Trin 6: Saml lysshowet

Rammens tykkelse var ikke nok til at holde al elektronikken på plads, så jeg har klippet og limet to lag 5 mm sort XPS skumisolering til begge sider af rammen. Bortset fra at give plads til al elektronikken gav skummet stykket et flot lagdelt look fra siderne.

Alle elektronikkomponenterne er monteret inde i rammen ved hjælp af varm lim, startende fra mikrofonen og derefter hoved Arduino -kortet.

På bagsiden har jeg markeret og skåret et ark med 3 mm fiberplade med høj densitet, der vil fungere som et bagplade og en reflektor, da en af siderne er hvid. Jeg har brugt små 3,5 x 16 mm skruer til at fastgøre det bagfra. Jeg fjernede derefter bagsiden fra limen på LED -strimlerne og satte dem fast på fiberpladen.

Akrylfronten er også fastgjort med de samme 16 mm skruer, men jeg forsænker skruehullerne med en 6 mm bor, så de kan sidde i plan med fronten. Hvis du har en router, kan du lave en rille i rammen og omslutte akrylen på den måde.

Til sidst var det bare et spørgsmål om at fjerne det andet beskyttende lag fra akrylpladen og teste det hele for at sikre, at det stadig var funktionelt. For at hænge den på væggen har jeg tilføjet et stykke snor mellem to af skræberne på bagsiden.

Trin 7: Nyd dit Arduino Light Show

Alt i alt er jeg super tilfreds med hvordan det her er gået. Skabet kunne have været lidt bedre, hvis jeg havde de rigtige træbearbejdningsværktøjer, men det er stadig en flot vægindretning. Siden jeg byggede det, havde vi masser af sjov med det med mine børn, men det er på tide, at det finder et nyt hjem.

Jeg vil give væk det stykke, jeg har bygget, så tjek videoen på YouTube for at lære, hvordan du kan vinde det.

Smag koden på YouTube

Lav en video af projektet

Hvis du kunne lide projektet, kan du overveje at støtte mit arbejde med Patreon! Https: //www.patreon.com/taste_the_code

Skematisk er tilgængelig på:

Kode på GitHub: