LED Dance Room: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Dette er en guide til opbygning af en Arduino-baseret LED musik visualizer, AKA et helt sødt digitalt danserum. Der er forskellige guider omkring instruktører om rene kredsløbsvisualisatorer, men de er generelt en form for forstærker, der får lysene til at pulsere og ændre intensitet som reaktion på den effekt, der overføres i lydsignalet. Jeg ville have noget mere i retning af flere strobes, der reagerede på forskellige musikfrekvenser. Slutresultatet er det mutante stedbarn af dette og dette og lidt af dette, men det er helt umagen værd. Det faktiske lydsignal bliver læst ind fra mikrofonstikket på computeren, så det enten kan acceptere sin egen lyd, der tilbageføres eller lyd fra en iPod / Rock Band / karaoke / hvad end du skøre børn kan drømme om. Yay ny musik! Hilsen af DoKashiteru og Creative Commons, jeg bringer dig en ucensureret video af systemet i aktion:

Trin 1: Dele / værktøjer

Dele: LED'er - Selvfølgelig. Jeg købte virkelig lyse 10 mm i forskellige farver i bulk fra eBay, men du kan finde dem på Digikey eller Mouser. Højere millicandela -bedømmelser er bedre, især hvis du vil have disse til at belyse noget og ikke bare være et sted at farve. Shop rundt for at finde en god handel. Modstande - Én for hver LED. Min krævede 470 ohm, men sørg for at tjekke bedømmelserne på dine lysdioder, så du får så meget lys som muligt uden at brænde dem ud. Loddefri brødbåd - Til alle kredsløb. Arduino - Computer/kredsløbsgrænsefladen. Et fantastisk lille bræt. Køb det online. Wire - Masser af solid -core wire. Jeg havde brug for meget, hurtigt, så jeg endte med at rydde op i min lokale RadioShack af disse ting, men du burde kunne finde det meget billigere. At have to tråde holdt sammen som dette er ekstremt nyttigt, som du vil se senere. Computer - Hvor den faktiske beregning finder sted. Ja, det kan være lidt overkill at blinke et par lys, men da vi uundgåeligt ender med at spille vores dansemusik fra en bærbar computer, lykkedes det alligevel fint. Strømforsyning - LED'erne vil sandsynligvis trække mere strøm end arduinoen kan levere, så vi kommer til at drive dem eksternt og skifte dem med transistorer. Du burde have en flok af dem liggende fra gammel elektronik, eller du kan finde dem i genbrugsbutikker. Se planlægningssiden for hvilken spænding / ampere du har brug for. NPN -transistorer - Vi bruger disse som strømforstærkere / switches. Lidt strøm trukket fra arduino styrer meget strøm fra strømforsyningen, der løber gennem lysdioderne. Find dem online eller på RadioShack. Loddejern - Ret selvforklarende. Højttalere / lyddeler / han -han -lydkabel - Højttalere til lyd, splitter og kabel til at føre signalet fra hovedtelefonudgangen til højttalerne og mikrofonstikket. Software: Arduino - Download arduino -softwaremiljøet herfra. Behandling - Behandling taler godt med arduino og har nogle fantastiske biblioteker indbygget. Download det herfra. Sørg for, at du har den nyeste version af biblioteket Minim lydbehandling herfra. Du skal muligvis også få 'arduino' -biblioteket for at få dem til at kommunikere - hent det herfra og gem det i mappen Processing/libraries.

Trin 2: Kredsløbsdesign

Et samlet overblik over kredsløbet, vi bygger. Ledningens to tråde er forbundet til høj- og lavspændingen, og hvert LED/modstandspar bygger dem til lys. Lavspændingsstrengen er faktisk forbundet til jorden gennem en transistor, så vi kan styre mængden af strøm, der strømmer (og derfor lysdiodernes lysstyrke).

Trin 3: Planlægning

Det vigtigste trin er at planlægge, hvilke farver du vil have, og hvor. Lofterne i min kollegie beskrives bedst som "vaffelformede", med firkantede fordybninger, der fliser overfladen. Disse lavede et meget naturligt gitter til at oprette farverne, men du skal komme med din egen plan. Du kan regne med op til otte LED'er til en enkelt kontrolstreng, hvilket betyder, at disse 8 vil tænde og slukke samtidigt. Med et layout, der er udarbejdet, har vi nu brug for strømberegninger. Tjek databladene for dine lysdioder for at finde ud af fremspændingen og strømmen. Mine har et spændingsfald på ~ 3,5 volt og har en maksimal strøm på 20 milliampere. Da jeg havde en 12 volt strømforsyning liggende, kan vi lave en lille simpel kredsløbsmatematik ved hjælp af Ohms lov (V = IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ohm. For nemheds skyld afrunder vi det til 470 ohm. De fleste 5 mm lysdioder vil have spændingsfald omkring 2 volt og strømværdier omkring 15 milliampere, men tjek, så du ikke brænder dem ud. Husk: lysintensiteten er proportional med strømmen, så brug en større modstand til at begrænse strømmen, hvis de er for lyse. Sørg også for, at strømforsyningen kan klare al denne strøm - nogle små er kun klassificeret til et par hundrede milliampere, hvilket betyder, at du kun kan drive 10-20 lysdioder parallelt, som vi er.

Trin 4: Forbered lysdioder og ledninger

Det er meget lettere at fastgøre lysdioderne til ledningerne, hvis vi først lodder dem sammen med modstandene. Skær både den negative (kortere) ledning på LED'en og den ene side af en modstand omtrent halvt, og lod dem derefter sammen. Når dette er gjort, skal du bøje den positive ledning og modstanden udad, så LED'en stikker lidt op. Se billedet for en meget klarere forklaring. Næste, læg al ledningen ud og sørg for, at du har nok til, at hver streng kan nås. Mål og markér, hvor hver LED skal hen. Endnu en gang er forklaringen på selve vedhæftningen bedst givet af billedet. Lod lysdioderne til ledningen, og sørg for at holde polariteterne konsistente - alle de positive ledninger til den ene ledning og alle de negative ledninger til den anden. Når du er færdig, skal du teste trådene, FØR du sætter dem op - tilslut ledningerne til din strømforsyning eller et 9 volt batteri for at sikre, at alle lysene tændes. Derefter skal du sætte alle ledninger op! I mit tilfælde involverede dette masser af hvidt gaffertape og en stående på stole. Sørg for, at de frie ender alle kommer sammen ét sted, hvor vi skal lægge brødbrættet, arduino og computer. Jeg lagde også små origami -glober over lysdioderne for at sprede lyset - skær bare små små slidser radialt udad fra hullet i ballonen for at lave fire faner, og det glider pænt. Se billedet på den forrige side for effekten. Bonuspoint, hvis kloderne er lavet af gamle forelæsningsnoter.

Trin 5: Byg kredsløbet

Der er virkelig ikke meget mere at sige. Tilslut de positive og negative ledninger fra din strømforsyning til strømskinnerne på dit brødbræt, og tilslut arduino -jordstiften til den samme negative skinne. Se billedet for et godt layout system. Test, at alt fungerer ved at fjerne ledningerne fra arduinoen (vist i blå, sort og rød nedenfor) og tilslutte dem til den positive power rail. Strøm flyder gennem transistorer og gør det muligt for lysdioderne at tænde (hvis alt er tilsluttet korrekt). Sæt disse tilbage, hvordan de skal være, og tilslut arduinoen til din computer med et usb-kabel. For at oprette lydsystemet skal du slutte højttalerne og han-han-kablet til splitteren. Send den anden ende af han-han-kablet ind i mikrofonstikket på din computer. Igen er dette lidt overkill, hvis du kun vil afspille lyd fra din computer (især hvis du kan finde ud af at bruge jack), men på denne måde kan systemet blinke til Rock Band eller karaoke eller andet, der kan output på en 3,5 mm lydstik. Sørg for, at din mikrofon fungerer - tilslut splitteren til en hvilken som helst lydkilde, og åbn derefter et lydoptagelsesprogram for at se, om du registrerer et signal. Ofte kan mikrofonen slås fra, så hvis du har problemer, er det det første sted at kigge.

Trin 6: Kodekode Kode

Åbn arduino -softwaremiljøet, og upload StandardFirmata -eksempelskitsen til tavlen. Skitsen giver dig mulighed for at styre arduinoen over et serielt interface, hvilket betyder, at vilkårlig kode på computeren kan styre lysene, vi lige har tilsluttet. Koden, der faktisk behandler lydsignalet, er (bekvemt) en behandlingsskitse. Det er baseret på det fantastiske BeatDetect -bibliotek i minim -biblioteket. BeatDetect -klassen beregner Fouriers transformering af lydsignalet og holder styr på middelværdien og variansen for hver af koefficienterne i de sidste par sekunder. Hvis værdien i en af FFT -bakkerne overstiger variansen, detekteres et slag, og lyset, der er forbundet med denne frekvens, tændes.. Hvad dette betyder, er, at hver streng af LED'er svarer til en anden frekvens af musik - en streng blinker til bas -beats, en anden til snare -hits, en anden til høje vokalnoter og så videre for 26 forskellige frekvenser. skitser nedenunder, og modificer ledPins -arrayet på linje 10 for at afspejle din egen opsætning. Det første pin -nummer svarer til de laveste frekvenser. Når det er gjort, er du færdig! Tilslut lydopdeleren til dit hovedtelefonstik, start skitsen, og begynd at afspille musik. Hvis alt fungerer som forventet, dukker en bølgeform -visualizer op, og lysene blinker. God fornøjelse!

Trin 7: Fejlfinding

De største problemer, du sandsynligvis vil støde på, er at få Processing og arduinoen til at tale med hinanden. Sørg for at installere arduino -softwaren - dette medfører alle de nødvendige serielle biblioteker. Du kan undgå at undgå problemer med kredsløbet ved at teste undervejs - test hver LED, derefter hver streng, derefter hvert transistorsæt. Hvis alt andet mislykkes, gå tilbage til dette for at diagnosticere, hvor problemet ligger. Nu hvor det er lykkedes mig at squash alle fejlene fra min egen opsætning, kan jeg ikke tænke på, hvad de var fra toppen af mit hoved. Send eventuelle problemer, du har, da jeg sandsynligvis løb ind i dem og siden har glemt.