מופע אור מבוסס Arduino: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

בניתי מופע אור נשלט על ידי ארדואינו ככניסה שלי לסרט Makers Rock, אלבום אמנותי. תוכל ללמוד עוד על כך בקישור הבא: Makers Rock. העטיפה שאני בוחר היא מתוך אלבום Judas Priest - Painkiller.

היצירה כולה היא מופע אור המוקף במסגרת עץ ויצירות האלבום מונחות מעל כך שהאור זורח דרכו.

שלב 1: הכינו את מסגרת העץ

אתה יכול לבנות את המסגרת או המארז בכל דרך שתרצה. אני בוחר בעץ כיוון שקל לעבוד איתו באמצעות כלים בסיסיים בלבד.

בניתי את המסגרת מכמה לוחות משטחים שהצלתי. סימנתי 4 חלקים מהחלקים הנקיים של הלוחות שאורכם 30 סנטימטר, והקפד לסמן 45 מעלות מיטרים למפרקים.

עשיתי את כל החיתוך בעזרת מסור הג'יג שלי וזה עבד בסדר. אם יש לך גישה למסור כירורגי או למסור שולחן, תוכל להשתמש בהם ולקבל תוצאות טובות בהרבה. המפרקים לא היו מושלמים אבל בעזרת מלטשת החגורה שלי הצלחתי לגרום לחלקים להתאים יפה.

במהלך התאמת הבדיקה הבנתי שהם רחבים מדי ושהם יתפסו הרבה מקום בתוך המארז אז החלטתי לחתוך אותם לרוחב של 2 ס מ. שוב השתמשתי במסור הג'יג שלי ודאגתי לא לחתוך בתוך הקו.

להצטרפות הכריתות לא הייתה תמיכה רבה בכוחות עצמן ולכן חתכתי חתיכות משולשות קטנות להדבקה בפינות כתמיכה נוספת. אני בטוח שיש כאן המון אפשרויות טובות יותר לעשות אבל זה היה הרעיון הטוב ביותר שהיה לי כרגע.

הצטרפתי למיטרים בעזרת דבק עץ באמצע החיבורים ודבק CA בקצותיו על מנת לשמש מהדק ולהחזיק אותו במקומו בזמן שדבק העץ נרפא. משולשי התמיכה הקטנים הודבקו למקומם באמצעות דבק CA בלבד על מנת להפוך את התהליך למהיר יותר.

שלב 2: אב טיפוס של המעגל

האלקטרוניקה למופע האור בפנים, מורכבת מלוח Arduino Uno עם מיקרופון מאוזניות שבורות המאזינות לצלילים בחדר ואז הוא משקף את עוצמת הקול הכוללת על ידי הדלקת אחת מחמשת חתיכות רצועת הלדים שבתוכה.

המעגל בנוי משני חלקים עצמאיים. החלק הראשון הוא המיקרופון עם מגבר הטרנזיסטור היחיד שלו בעוד החלק השני הם מנהלי ההתקנים של רצועות הלד. אנו זקוקים להם מכיוון שהארדואינו ומגבר המיקרופון עובדים על 5V בעוד רצועת ה- LED פועלת על 12V.

המיקרופון מחובר לפלט 5V בארדואינו באמצעות נגד 10k ודרך קבל לבסיס הטרנזיסטור. לאחר מכן הטרנזיסטור מגביר את האות ברמת אמצע של 2.5V כך שנוכל להרים אותו על הכניסה האנלוגית A0 בארדואינו.

על מנת להפעיל את 12V עבור נוריות ה- LED, בסיס הטרנזיסטורים מחובר לפלט דיגיטלי באמצעות נגד 10k ואותו מעגל חוזר על עצמו 5 פעמים. אני מדליק רק 3 נוריות בכל אחד מהקטעים כדי שאוכל לברוח באמצעות הטרנזיסטורים. אם תרצה לשנות את הפרויקט כדי להשתמש ברצועות ארוכות יותר, יהיה עליך להשתמש בכמה MOSFET.

למרות שזה עשוי להיראות כמעגל מסובך, הוא באמת מעגל פשוט מאוד. בדקתי הכל על לוח לחם ואחרי שווידאתי שזה עובד כצפוי, בניתי מגן שיורכב ישירות על ה- Arduino Uno.

סכמטי זמין בכתובת:

שלב 3: בנה את מגן הארדואינו

ברגע שהייתי מרוצה מהמעגל, בניתי מגן לארדואינו על לוח לוח. אתה יכול לראות את תהליך הבנייה המלא בסרטון המצורף לפרויקט.

שלב 4: תכנת את הארדואינו

הכוכב הראשי של הפרויקט הוא הקוד המתוכנת על הארדואינו. זה מה שעושה את ההרמה הכבדה של ניתוח רמות הקול מהמיקרופון והפיכתן לאור גלוי העוקב אחר המוזיקה. אתה יכול להוריד את הקוד כולו מדף GitHub שלי ותוכל למצוא את הקישור אליו בתיאור הסרטון יחד עם סכמטי האלקטרוניקה.

בקצרה לקוד יש 3 חלקים עיקריים: אחזור מדגם מוזיקה לניתוח, קביעת רמות הצליל ולאחר מכן שליטה על הפלט לנוריות על סמך הערך המחושב. אני יודע שזה עשוי להישמע כמו מדעי רקטות לחלקם, אבל זה ממש קל ברגע שאתה מחזיק בדברים.

המערכון בהתחלה מגדיר את כל המשתנים והקבועים בהם נשתמש. הקפדתי לספק הסבר לכל אחד מהם כדי שתוכל להבין אותו ביתר קלות. לאחר מכן יש לנו את פונקציית ההתקנה המתחילה את התקשורת הטורית למטרות איתור באגים, מתרוקנת ומאתחלת את המערך בו נשתמש לאיתור נפח משיא עד שיא ומגדירה את התפוקות עבור נוריות הלדים.

בחלק הלולאה של הקוד, אנו מתחילים תחילה את הדגימה של השמע כדי שנוכל לזהות את עוצמת השיא לשיא. בגל קול רגיל, היעדר כל רעש הוא רמה בנקודת האמצע של המתח המינימלי והמקסימלי שהמגבר יכול לייצר. במקרה שלנו זה 2.5V.

ברגע שמתגלה צליל, אנו מקבלים גל שזז למעלה ולמטה כך שאנו מזהים רעשים גבוהים, אנו מעוניינים במשרעת המשולבת באותו גל. אז במקום גל נע, אנו ממפים את הערכים מ -0 למקסימום במעין מצב הפוך כדי להבחין בקלות בצלילים גבוהים מנפח נמוך.

שני החלקים הבאים של הקוד עושים בדיוק את זה, ראשית כל אנו מודדים את משרעת השיא לשיא ואנו קובעים את המקסימום של אותה שיא לתקופה. הדרך שבה המיקרופון פועל, ככל שאתה רחוק ממנו, כך הוא יכול לבחור פחות עוצמה כך שעלינו לחשב גורם שיגביר או יקטין את האות הנמדד ויהיה אותו תגובה ברמות השונות.

כצעד אחרון אנו מכפילים את הערך הנמדד מהמיקרופון עם הגורם שרק חישבנו ועל סמך התוצאה אנו מדליקים נוריות ספציפיות.

לאחר שהלוח כולו מולחם לפי הסכימה, הקפדתי לבדוק אותו לפני שנמשיך בהכנת יצירת האלבום בפועל.

קוד ב- GitHub:

שלב 5: הכינו את המכסה הקדמי

בחזית היצירה השתמשתי ביריעת אקריליק שקוף. חתכתי את היצירות המודפסות למידות והנחתי שכבה של דבק עץ שקוף על פני השטח ללא כיסוי המגן על האקריליק. אם יש לך גישה ל- Mod Podge או לאיזה מדיום ג'ל אקרילי שקוף עדיף להשתמש בזה במקום בדבק עץ, אבל זה עובד כמעט אותו דבר.

הטריק בעת החלת התמונה הוא לא להשתמש יותר מדי דבק כפי שעשיתי כדי לא לקבל קמטים על הנייר. פחות טוב במקרה זה אך על פני השטח להיות מכוסה במלואו. כשהדבק עדיין רטוב, הגרפיקה בקושי נראית לעין, אך לאחר ייבוש מלא הוא יהפוך לשקוף.

השארתי את המסגרת לריפוי למשך 24 שעות ואז הבנתי את המיקום של הארדואינו בתוך המסגרת. אני רוצה שהיצירה תהיה תלויה על קיר ומאחר שצריך לחבר אותה לחשמל, הרכבתי את הלוח בצד התחתון כך שחוט מתאם החשמל יעלה משקע הקיר.

השתמשתי במסור כדי להסיר את רוב החומר ואז עשיתי את הדרך עם אזמל וקובץ. אם יש לך נתב ידיים, זה יהיה הרבה יותר מהיר מהאזל. כמו כן קידחתי חור דרך המסגרת כך שהמיקרופון יכול לבלוט ולקלוט את הצלילים מהחדר.

לפני סיום, שיפשפתי את המסגרת עד 240 נייר זכוכית מחומצם ולאחר מכן מרחתי שכבה של לכה כתמת עץ. השתמשתי בפיס בד כדי לנגב את הכתם ולאחר מכן לנגב אותו לאחר זמן מה.

שלב 6: הרכיב את מופע האור

עובי המסגרת לא הספיק כדי להחזיק את כל האלקטרוניקה במקום ולכן חתכתי והדבקתי שתי שכבות של בידוד קצף XPS שחור 5 מ מ לשני צידי המסגרת. מלבד פינוי מקום לכל האלקטרוניקה, הקצף העניק ליצירה מראה שכבתי יפה מהצדדים.

כל רכיבי האלקטרוניקה מותקנים בתוך המסגרת באמצעות דבק חם, החל מהמיקרופון ולאחר מכן מלוח ה- Arduino הראשי.

מאחור סימנתי וחתכתי גיליון לוח סיבים בצפיפות גבוהה בגודל 3 מ"מ שישמש כקרש מגבה ומחזיר אור מכיוון שאחד הצדדים לבן. השתמשתי בברגים קטנים בגודל 3.5 על 16 מ"מ כדי לחבר אותו מאחור. לאחר מכן הסרתי את הגב מהדבק ברצועות הלד והדבקתי אותו על לוח הסיבים.

החזית האקרילית מחוברת גם היא עם אותם ברגים בגודל 16 מ"מ אך אני מכווצת את חורי הבורג בעזרת מקדח של 6 מ"מ על מנת שהם יושבים סמוך לחזית. אם יש לך נתב, אתה יכול לעשות חריץ במסגרת ולסגור את האקריליק כך.

בסופו של דבר זה היה רק עניין של הסרת שכבת ההגנה השנייה מהדף האקרילי ובדיקת הכל כדי לוודא שהיא עדיין תפקודית. כדי לתלות אותו על הקיר, הוספתי פיסת חוט בין שניים מהמסגרות על הגב.

שלב 7: תהנה ממופע האור שלך בארדואינו

בסך הכל אני מאוד מרוצה מאיך שזה יצא. המארז יכול היה להיות קצת יותר טוב אם היו לי כלים מתאימים לעיבוד עץ אבל זה עדיין עיצוב קיר נחמד. מאז שבניתי אותו, היה לנו המון כיף איתו עם הילדים שלי אבל הגיע הזמן למצוא בית חדש.

אני אתן את היצירה שבניתי, אנא בדוק את הסרטון ביוטיוב כדי ללמוד כיצד תוכל לזכות בו.

טעמו את הקוד ביוטיוב

בנה סרטון של הפרויקט

אם אהבת את הפרויקט, אנא שקול לתמוך בעבודתי על Patreon! Https: //www.patreon.com/taste_the_code

סכמטי זמין בכתובת:

קוד ב- GitHub: