Wearable Sound Reactive Equalizer Nederdel: 21 trin (med billeder)

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

I et stykke tid har jeg ønsket at designe et stykke, der interagerer med lyd. Equalizer -nederdelen har integreret elektronik, der reagerer på støjniveauet i sit miljø. De integrerede lysdioder er arrangeret som equalizer-søjler for at fremhæve den lydreaktive adfærd. Afhængigt af lydens intensitet lyser kun få eller alle lysdioder.

Det var ikke så let at integrere den rigtige elektronik uden at gøre dem synlige, da nederdelen har en hudtæt pasform. Jeg ville også have, at Equalizer -nederdelen skulle ligne en almindelig nederdel uden huller i den, når lyset er slukket. Det tog mig noget tid at finde de rigtige lysdioder og metode, da præfabrikerede LED-strips eller LED-strenge var for omfangsrige og ikke fleksible nok til nederdelen.

Brug af ledende tråd er normalt en let måde at integrere elektronik på. Men når det kommer til at forbinde flere RGB -lysdioder til en strimmel, er den ledende tråds modstand for høj. Lysdioderne skal syes ret tæt sammen, ellers begynder de at flimre og/eller vise den forkerte farve.

I denne instruktive vil jeg vise dig, hvordan du laver en skræddersyet, meget tynd og fleksibel LED-strip, samt hvordan du tilslutter elektronikken og integrerer lysene i læderet.

Trin 1: Designet

Denne læder nederdel har 5 søjler med 3 til 6 lys hver og 20 lysdioder i alt. Lysdioderne og elektronikken er fastgjort til indersiden af nederdelen. Lysene skinner gennem huller i det øverste lag, som er fastgjort med øjer og varm lim. Da øjenlågene ligner små nitter, ser nederdelen stadig pæn ud, selv når lyset er slukket.

Trin 2: Forbrugsvarer

Materialer:

• Læder
• Foring
• Lynlås
• eller få en nederdel
• 20 x RGB -lysdioder [type WS2812B] fra SparkFun
• Mikrocontroller [Flora] fra Adafruit
• Mikrofonforstærker fra Adafruit eller SparkFun
• 3,7 - 5 V batteri fra SparkFun eller Amazon
• Fleksibel tråd [silikone eller PVC -belagt] fra Adafruit
• Varme krympe
• 3 x hantrøjer
• 3 x hunkabletråde
• 10 cm klæbende velcro
• 20 x ¼”øjer

Værktøjer:

• Loddekolbe
• Loddetråd
• Værktøjssæt til øje
• Hammer
• Varm limpistol + lim
• Målebånd
• Lineal
• Saks
• Stofkridt eller pen
• Nål og tråd
• Symaskine
• Computer og USB-kabel

Valgfri:

• Værktøj til lodning af hjælpende hænder
• Krokodille snaps
• Wire crimp værktøj

Trin 3: WS2812B RGB -lysdioder

På billedet ovenfor kan du se 'nøgne' WS2812B RGB - SMD LED'er. Hver LED er 5 x 5 mm lille og har en rød (R), en grøn (G) og en blå (B) LED samt en lille driverchip. WS2812B LED'er er adresserbare, hvilket betyder, at du kan kontrollere farven og lysstyrken på hver enkelt LED. Derfor kan næsten alle tænkelige mønstre programmeres.

Hver LED har fire loddekontakter: en til jord, en til strøm og en til dataindgang og en til dataudgang. Jordstiften er markeret med en udskåret kant oven på LED'en, ved siden af stiften er dataindgangsstiften. Diagonal over for dataindgang er dataoutput, som vil blive forbundet til dataindgangsstiften på den næste LED. Den sidste pin er power pin. Datastifterne er nødvendige for at overføre informationen om, hvor lyse og hvilken farve lysdioderne skal have.

Hvis du har brug for flere oplysninger, skal du gå til Sparkfun's produktside, hvor du kan finde databladet, en tilslutningsguide og en LED -vejledning.

Trin 4: Mikrofonforstærker

Electret-mikrofonforstærkerkortet fra Adafruit leveres med en 20-20KHz elektretmikrofon samt 3 loddepinde til at forbinde det til en mikrokontroller. OUT skal tilsluttes med mikrokontrollerpinnen defineret i koden, GND tilsluttes jord og VCC til en strømkilde mellem 2,4 - 5 V. Brug den "støjsvage" strømforsyning, der er tilgængelig på kortet. På Flora ville dette være 3,3 V pin.

Electret-mikrofonforstærkeren er fantastisk til lydoptagelse eller lydreaktive projekter som denne LED-nederdel. Du kan finde flere oplysninger om mikrofonen i Adafruit -databladet.

Trin 5: Bærbar mikrokontroller

Der er mange bærbare mikrokontrollere at vælge imellem. Du kan finde en oversigt over forskellige tavler i trin 3 i Jellyfish Skirt instruerbare. Til dette projekt er et bord med lidt mere processorkraft og hukommelse nødvendigt, fordi koden er lidt kompleks. At arbejde med et mindre bord vil sandsynligvis være mere kompliceret eller slet ikke fungere, fordi der ikke er nok hukommelse.

Trin 6: Strømforsyning

Det er sikrere at bruge powerbanks i stedet for "nøgne" lithiumpolymerbatterier (LiPo), fordi batteriet er beskyttet i en aluminiumskasse. Power -banker er også lettere at genoplade og praktisk, hvis du vil oplade andre enheder som din telefon. Men i dette projekt arbejder jeg med et "nøgen" lithiumpolymerbatteri, fordi jeg har brug for et lille og fladt batteri. Da nederdelen har en stram pasform, er der ikke så meget ekstra plads til en stor powerbank.

LiPo leveres med et 2-benet JST-stik, som kan tilsluttes mikrokontrolleren. Batteriet har omkring 4,2 V når det er fuldt opladet og dør ved 3,0 V. Lysdioderne skal køre på en 5 V strømforsyning, men de fungerer også med et 3,7 V batteri.

Beregning af batteriets driftstid: En LED trækker omkring 60 mA (milliampere) strøm. Forestil dig, at du har 20 lysdioder på din strimmel, de vil højst trække 1, 200 mA i alt. Et 1200mAh (milliampo) batteri kan levere 1200mA i en time; Så hvis dit batteri har en kapacitet på 2, 500 mAh, lyser LED'erne i mindst to timer: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 t

Men hvis du besluttede dig for en LiPo, så tjek først Sparkfun's LiPo Battery Care Tutorial.

Trin 7: Design og sy nederdelen

Designet er baseret på et klassisk nederdelmønster med høj talje. Der er to dart både foran og bagpå. På bagsiden af nederdelen tilføjede jeg en lynlås og flyttede to (af de originale fire pile) ind i midten bag. Fordi LED-stripen måske klør lidt, vil jeg også anbefale at sy en foring ind i nederdelen. Jeg forkortede nederdelens længde til 42 cm lang. Tjek denne "vejledning til syning af nederdel", hvis du har brug for hjælp.

I sidste ende vil LED-stripen samt batteri, mikrofon og mikrocontroller blive fastgjort til indersiden af nederdelen. Alt i alt kan det være lidt tungt for blødere materialer som bomuld, og vægten kan trække i stoffet. Til min nederdel brugte jeg tyndt læder og havde ikke noget sådant problem.

Hvis du ikke vil sy din egen nederdel, skal du bare bruge en, du allerede har. Sørg for, at stoffet er tykt nok.

Trin 8: Design LED -layout

Tænk nu over, hvor mange lysdioder du vil bruge til dit nederdel, og hvor du skal montere dem. Læderskørtet har i alt 20 lysdioder. 5 kolonner med 3 til 6 lysdioder hver er arrangeret på højre side af nederdelen. Da lysdioderne vil være lydreaktive, ville jeg have, at de lignede equalizer -søjler.

Marker LED -pletterne oven på din nederdel med noget stofkridt. Senere vil alle lysdioder blive forbundet i en linje. Begyndelsen af LED-strengen vil være i midten af forsiden af nederdelen.

Trin 9: Skær huller i nederdelen

I det næste trin skal du gå videre og integrere øjet i det øverste lag af nederdelen [ikke foringen]. Skær et lille hul i stoffet på hvert markeret sted. Pas på: Skær først et lille hul, og kontroller, om øjet passer ind. Hvis hullet bare er lidt for stort, falder øjet ud.

Placer den dybere øje på det nederste lag af nederdelen gennem hullet. Hold fast i øjet og vend forsigtigt nederdelen udad.

Trin 10: Indsæt øjenlåg

Placer nu metalformen (eller undertiden gummi) under den øverste øje. Placer skiven oven på bagsiden af øjet. Hold frimærket oven på den dybere øje og med en hammer, før forsigtigt øjet og skiven til deres permanente position. Gentag, indtil alle øjer er i nederdelen.

Trin 11: Lodde første LED på jordtråd

Nu er det tid til at lodde de enkelte lamper sammen til en LED-streng. Sørg for at bruge meget fleksibel ledning, fordi det bliver lettere at arbejde med. Klip en ledning lang nok til at forbinde alle lysdioder. Dette vil være den kontinuerlige jordledning.

Brug en lille saks til at fjerne en lille smule af plasten omkring jordledningen efter de første 10 cm. Placer den første LED inde i loddehjælpeværktøjet nedad. Fastgør jordledningen inde i den modsatte klemme. Flyt begge clips sammen, indtil den tomme ledningsdel er lige ved siden af jordstiftet på LED'en. Skub derefter det varme loddejern oven på tråden og stiftpinden og varm op i cirka to sekunder. Tag loddetråden, og hold den lige ved siden af loddejernet over stiften og den tomme ledning. Vent derefter, indtil noget loddetråd er smeltet, og LED'en er fastgjort til ledningen. Fjern loddetråden før loddejernet, og vent til samlingen er kold.

Bemærk: Trådens kortere side (ekstra 10 cm) skal være på samme side som data IN -stiften. Ellers vil LED-båndet være på hovedet, og dataene vil ikke kunne rejse i den rigtige retning.

Trin 12: Lodde lidt mere

For den anden LED måles afstanden mellem den første og den anden øje på din nederdel. Brug en lille saks til at fjerne silikone- eller PVC -belægningen omkring ledningen, hvor den anden LED vil blive loddet på. Lod den anden LED på jordledningen og gentag, indtil hvert øje har sin egen LED.

Trin 13: Loddekraftledning til LED-strimmel

Skær en ledning lige så lang som jordledningen. Denne ledning loddes på strømstiften (diagonalt over for jordstiftet) på LED'erne. Fjern igen silikone- eller PVC -belægningen omkring tråden på de samme pletter og lod ledningen på strømstiften.

Trin 14: Loddetatatråd mellem lysdioder

Fortsæt nu og lod individuelle, kortere ledninger ind mellem LED'ernes datapinde. Datatråden skæres mellem hvert lys, så datasignalet løber gennem LED'ens chip, før det går videre til den næste LED. Du skal bruge en datakabel på den første LED på din strip (data IN pin), men ingen ledning på data out -stiften på din sidste LED.

Tip: Det hjælper med at smelte noget loddetråd over trådens ender, før ledningerne loddes på stifterne.

Trin 15: Download Arduino IDE, Installer Neopixel -biblioteket og upload koden

Hvis du ikke har arbejdet med en Arduino -mikrokontroller før, skal du downloade Arduino IDE (Integrated Development Environment). Dette er software til at skrive programmer og uploade dem til din Arduino mikrokontroller. Biblioteket kommer med nogle grundlæggende eksempelprogrammer. Du kan downloade softwaren fra Arduino -webstedet. Når du arbejder med Flora, skal du følge trinene på Adafruit -webstedet for at ændre din Arduino IDE.

Da der ikke er noget eksempelprogram i Arduino -biblioteket til RGB -lysdioder, skal du downloade et ekstra bibliotek til at arbejde med. Adafruit's NeoPixel -bibliotek er let at forstå og arbejde med. Download biblioteket her. Åbn Arduino IDE og installer biblioteket ved at gå til Administrer biblioteker. Et vindue åbnes, og du skal vælge Adafruit zip -filen.

Åbn nu en ny skitse ved at gå til Filer> Ny. Gå til LED Ampli-Tie-siden, og kopier og indsæt koden i din skitse. I koden skal du ændre antallet af lysdioder til det faktiske antal lysdioder, du bruger i dit projekt. Du skal også definere den pin, din LED-strip skal tilsluttes til på mikrokontrolleren og stiften til mikrofonen. Vælg nu din mikrokontroller via Værktøjer> Board. Når du har tilsluttet din mikrokontroller med et USB -kabel til din bærbare computer, skal du klikke på pilen i øverste venstre hjørne af skitsen. Dette vil uploade programmet til din mikrokontroller. Hvis der vises en orange fejl i din skitse, skal du kopiere teksten og lave en Google -søgning for at finde en løsning.

Bemærk: Den analoge (A) pin ikke nødvendigvis har samme nummer som den digitale (D) pin. De digitale pin -numre er skrevet på tavlen. Du kan finde de analoge pin -numre på Flora Pinout -diagrammet. Stiften, der er defineret i din kode til din mikrofon, skal være en analog pin - LED -stripen en digital pin.

Trin 16: Test din LED-strip

Først skal du forberede din mikrokontroller. Du bliver nødt til at skære tre hunkabletråde og lodde dem på din mikrokontroller. Lod datatrådene på de ben, du definerede i din kode (jeg brugte D10 og D12, men du skulle bruge D6 og D9 - disse ben er allerede defineret i Ampli -Tie -koden). De to jord- og strømledninger kan loddes på hver en stift. Fastgør samlingerne med lidt varm lim.

Skær derefter tre hantrøjer og lod dem på begyndelsen af din LED-strip. Fastgør fugen med lidt varmekrympning. Det hjælper dig med at tilslutte og afbryde dine lys fra dit bord. Det er også sikrere, fordi stikket vil løsne, før en ledning rives af tavlen eller LED-båndet. Dette kan let ske, når man bærer elektronik.

Nu kan du forbinde din LED-strip med kortet og teste det. Jeg uploadede først NeoPixel strandest (program til at tænde lysdioderne uden mikrofon) for at se, om alle lysene virker. Du skal også slutte kortet til en LiPo eller din computer for at få en strømforsyning. Som du kan se på billedet, brugte jeg først krokodille -snaps.

Trin 17: Forbered din mikrofon

Lod en ledning på hver stift. Brug de andre tre huntrøjer og lod dem på enderne af ledningerne. Upload derefter LED Ampli-Tie-koden til din mikrocontroller. Husk at ændre antallet af lysdioder samt den analoge og digitale pin i koden. Tilslut dine lys og mikrofon med dit bord og test det.

Trin 18: Integrer lysdioder i nederdel

Når alle lysdioder fungerer, kan du gå videre og integrere lysdioderne i dit nederdel. Vend nederdelen udad og sæt lidt varm lim omkring det første øje. Placer den første LED (den side, der lyser nedad) i den første øje oven på limen. Læg derefter lidt varm lim oven på LED'en, lad den køle lidt ned og skub den ned med din finger, indtil den er kold. Hvis loddeforbindelserne ikke er sikret nok, skal du lægge lidt mere lim ovenpå. Gentag, indtil alle lysdioder er limet ind i et øje.

Trin 19: Udfyld øje

Når alle lysdioderne er limet ind i øjenlågene, skal du dreje nederdelen til højre side igen og fylde øjenlågene med varm lim. Hold forsigtigt den varme limpistol lidt over øjet og lad lidt lim dryppe ind i øjet. For en jævn og glat overflade, bevæg langsomt varmepistolen i cirkler, mens øjet udfyldes.

Trin 20: Integrer elektronik i nederdel

I det sidste trin skal du klippe tre klæbende velcrostykker: en til mikrofonen, en til mikrokontrolleren og en til batteriet. Sæt det ru velcrostykke på din elektronik og den matchende blødere side inde i din nederdel på læderet. Det hjælper med at bære nederdelen og vælge et godt sted til elektronikken, inden velcroen stikkes på læderet.

Trin 21: Bær dit nederdel

Klar. Nu kan du tilslutte batteriet, mikrofonen og lysene til din mikrokontroller og tænde.

Hvis du vil lære mere om RGB -lysdioder og programmering af dine egne mønstre, kan du tjekke FastLED -biblioteket. For at kortlægge dine lysdioder og tilføje switch -knapper til dit projekt, anbefaler jeg at arbejde med RGBShades -biblioteket fra macetech.

Hvis du har spørgsmål eller noget er uklart, er du velkommen til at spørge. Nyd at bære dine lamper!

Storpris i den bærbare tech -konkurrence