מנורת שולחן עבודה ריאקטיבית של Arduino Music: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

שלום לכולם!

במבנה זה נכין מנורת שולחן עבודה ריאקטיבית באמצעות רכיבים פשוטים ותכנות בסיסי של Arduino. זה עושה אפקט מרשים שבו האור ירקוד לכל הצלילים והמוזיקה. סיימתי את הפרויקט הזה עם חבר צוות.

מה נתן לי השראה לעשות זאת? במהלך אחד מההדרכות של המודול שלי, ניתנה לנו ההזדמנות ללמוד כיצד עובד ארדואינו ומאז הוקסמתי מאינספור האפשרויות שיש בו, יחד עם העובדה שמדובר בחומרת קוד פתוח. לאחר שהוטל עליי ליצור ולחדד חפץ דיגיטלי, רציתי להשתמש בחישוב ככלי ומדיום לביטוי אמנות ותרבות באמצעות חפץ דיגיטלי פיזי זה. כמו כן, תמיד היה לי דבר כלפי אובייקט המכיל נוריות כיוון שאני מרגיש שרצועות LED שולטות במגוון רחב של אפשרויות - החל מאופן חיבורו עם האובייקט וכלה בשליטה על הצבע. זה יכול לגרום לאובייקט פשוט להיראות נהדר ואינטראקטיבי. מה עדיף אם נוכל להפוך אותו לאובייקט לביש. אני בטוח שרובכם ידעתם על המרשמלו DJ ועל כיסוי הראש האיקוני שלו. הרעיון המקורי שלי היה לחדד את קסדת המרשמלו הלבישה, לשלב אליה נורות LED - המופעלות על ידי Arduino וחיישן תנועה של מד תאוצה (יגע בזה יותר במחשבות האחרונות). עם זאת, בשל התקציב (עלות LED יקרה..) ושיקולי פרויקטים פרקטיים בנקודת הזמן, שינינו את הרעיון למנורת LED מרשמלו קול תגובתית זו. בהחלט ניתן לראות בו אמצעי המציג את תרבות הפופ, ובהיותו מנורה תגובתית צלילית, נראה כי מדובר באמנות דיגיטלית.

זו הגרסה שלנו לפרויקט. כל הקרדיטים ל"חנון טבעי "של היוטיובר, עקבנו על סמך מה שהם עשו ונרצה להודות להם על כך שסיפקו לנו פרטים על אופן ביצוע הפרויקט. (חנון טבעי)

שלב 1: אספקה עיקרית

ראשית הדברים הראשונים: אלו הם הציוד שאנו זקוקים לו. הם אופציונליים במידה רבה - על סמך שאתה יכול בקלות ליצור אלתור והתאמה אישית לפרויקט שלך. למרות זאת, יש צורך במספר פריטי מפתח אם ברצונך לעקוב אחר מדריך זה:

• Arduino Uno (או כל סוג ארדואינו קטן לא פחות)
• מודול גלאי קול
• ספק כוח חיצוני
• רצועות LED ניתנות להתייחסות בנפרד 60 נוריות למטר
• חוטי מגשר
• לוח לחם

בהתאם למראה שאתה רוצה להשיג, ייתכן שתרצה לסדר את הרצועות בצורה שונה או להקרין את האור בצורה אחרת. לגישה שלי השתמשתי בפריטים הבאים:

• צנצנת זכוכית ממוחזרת (או כל צנצנת אחרת המתאימה למידה שלך)
• נייר כרטיס שחור
• לוח קצף
• צבע ריסוס (משמש לציפוי הצנצנת)

כל פריטי המפתח נקנו בקונטיננטל אלקטרוניקה (B1-25 Sim Lim Tower), רצועות הלד היו ללא ספק החלק היקר ביותר שעלותו 18 SGD למטר אחד - השתמשנו בשני מטרים. שאר הפריטים היו חומרים ממוחזרים או נקנו מחנות הנוחות/ חומרי בניין השכונתית.

שלב 2: הפעלת הרכיבים

השתמשתי באספקת חשמל חיצונית כגון מקור מתח AC ל- DC - הבחור בדלפק הציע אספקת חשמל חיצונית מכיוון שעדיף להפעיל רצועת LED בגודל 2 מטר, ולא לשרוף את יציאת ה- USB. אם אתה משתמש במטר אחד או פחות, אתה מסתדר בלי ספק הכוח החיצוני ופשוט השתמש בכבל ה- USB של Arduino Uno וחבר אותו ישירות למחשב.

המרכיב העיקרי של הפרויקט הוא מודול גלאי הקול. הוא יספק אות אנלוגי (קלט) ל- Arduino, המשמש להדלקת נורות ה- RGB (פלט). ספק הכוח החיצוני יניע את כל שלושת הרכיבים - ארדואינו, מודול גלאי קול ונורות LED. חברו את ה- VIN (או 5V) על Arduino ו- VCC בלוח גלאי הקול לקלט החיובי. לאחר מכן חברו את ה- GND על הארדואינו והגלאי לשלילי. זה מתואר בתרשים המצורף. עלינו גם לחבר את כניסת 5V ו- GND ברצועת ה- LED למקור החשמל.

השתמשנו בלוח לחם כמתווך לחיבורים אלה. אספקת החשמל תעבור ללוח הלחם ממקור החשמל החיצוני, ואז יניע את שלושת הרכיבים כאמור.

הערה: המורה שלנו הציע שימוש בנגד לחיבורים בין מודול גלאי חשמל וקול, כך שלא כל הכוח יגיע למודול, ויאפשר קלט טוב יותר.

שלב 3: גלאי ורצועות

לאחר חיבור שלושת הרכיבים לחשמל, עלינו לחבר אותם זה לזה.

מודול גלאי הקול יתקשר עם ה- Arduino על סיכות הכניסה האנלוגיות - אשתמש בסיכה A0.

רצועות הלד זקוקות לדופק דיגיטלי בכדי להבין לאיזה לד לטפל. לפיכך, יש לחבר את סיכת הפלט הדיגיטלית DI ל- Arduino. אני אשתמש בסיכה 6 בארדואינו. קיבלנו את החנות שבה רכשנו את האלקטרוניקה להלחמת כל חיווט המגשרים לרצועת ה- LED. מכאן שלא נדרשה עבודת הלחמה משלנו, מה שחוסך את הטרחה מכך. מה שנשאר היה רק לחבר אליו כבל זכר-נקבה.

באופן דומה, אתה יכול פשוט לעקוב אחר התרשים הסכימטי שסופק כדי לקבל סקירה כללית של החיבורים.

שלב 4: העלאת הקוד

זהו ללא ספק החלק החשוב ביותר בפרויקט. אתה יכול למצוא את מקור הקוד שהשתמשתי בו כאן (קישור) או את הגירסה שלו (קובץ מצורף). העיקרון העיקרי הוא למפות את הערך האנלוגי המתקבל מהחיישן, למספר נוריות הנראות.

כדי להתחיל בכל פעם, אנחנו רוצים להבטיח שכל האורות פועלים כמצופה. אנו יכולים לעשות זאת באמצעות פונקציית המערך, שתאפשר לך להדליק את כל הלדים הנפרדים.

לאחר מכן, אנו ממשיכים לפונקציה העיקרית להדמיית הצלילים במנורה. אנו יכולים לעשות זאת באמצעות פונקציית המפה. זה יאפשר לנו להציג מספר מסוים של נוריות לאור קלט המשתנה הניתן לכימות. לגישה שלי, החלטתי לשאוב את מספר הלדים במערך (180 מוגדרים בקוד לעומת 120 הנורות שיש לי). ניסיתי התקנות שונות - כולל התאמה לרגישות במודול גלאי הקול, וריאציות של ערך המיקרופון הנמוך והמקסימלי וכו '. עם זאת, לא הצלחתי להשיג ויזואליזציה רצויה לאחר שאיבתי את מספר הלדים. יש גם רובד שני של פרוצדורליות. הקוד יאפשר מעקב מתקדם יותר של עוצמת הקול המבוססת על ממוצעים, כדי לתת לאור לשנות צבעים כאשר השיר נכנס לשיא - 'מצב HIGH'.

בהתאם למראה שברצונך להשיג, מומלץ לבצע התאמות לקוד המשמש. סרטון זה (קישור) מסביר בפירוט את הקודים.

שלב 5: הכנת הבית

ראשית, גלגלתי את נייר הכרטיס השחור בערך באותו מעגל ובקוטר של פתח צנצנת הזכוכית. לא היו לי כלי מדידה מתאימים. מכאן שאני מאלתר בעצם לגלגל את כל נייר הכרטיס השחור לתוך הצנצנת. לאחר מדידת אורך נייר הכרטיס השחור שאני צריך להשתמש בו, חתכתי אותו בזהירות על ידי ביצוע הסימן שסיפקתי. לאחר מכן הדבקתי את הקצוות ויצרו צינור גלילי. אורך וגובה הדיור תלוי במידת הצנצנת שלך. אתה יכול להשתמש בכל אורך שאתה רוצה.

לאחר מכן, אני עוטף את הבית שעשיתי עם פס הלד סביבו, מסווה את כל פני הבית. זה נעשה רק עם הדבק בחלק האחורי של הרצועה. אני מוודא שחתך קטן נחתך כדי לאפשר לאורך החוט העודף להחליק בתוך הבית לניהול חוטים מסודרים יותר, ולא לחסום את משטח ההדחה.

שלישית, הצינור הגלילי החלול משמש יתרון על ידי מילוי האלקטרוניקה מבפנים. בתור התחלה, אבטחתי את חיבורי החוט על הארדואינו ולוח הלחם, בעזרת דבק כחול. לאחר מכן הדבקתי את אורך החוט העודף כלפי מטה באמצעות סרט 3M רגיל. שלב זה הוא אמצעי זהירות למניעת התנתקות החוטים בקלות בתהליך ההרכבה.

רביעית, הלוח המורכב מוכן להכניס אותו לבית. מכיוון שהאלקטרוניקה "מוסתרת" בתוך הדיור, פריסת המבנה חייבת להיות כזו שתאפשר למשתמש גישה נוחה ל- USB Arduino. לא רק זה, גם מודול גלאי הקול יצטרך להיות כלפי מטה כדי שהמודול יהיה קל יותר לאסוף את קלט הצליל שמסביב. לכן הלוח המורכב מוגדר אנכית על מנת לאפשר זאת. חלק מלוח הקצף שימשו לחיזוק הלוח המורכב לבית. במהלך שלב זה, רצועת ה- LED תחובר (עם חוטי הקפיצה האדומים, הכתומים, הצהובים) לאחר מיקום האלקטרוניקה. כל החיבורים מתבצעים עד לנקודה זו, למעט החיבורים למקור החשמל החיצוני - החוט האדום והשחור.

שלב 6: המארז עצמו

מכיוון שאני מבסס את מנורת שולחן העבודה כדי להיות העתק של ראש המרשמלו, הייתי צריך לצפות את כל צנצנת הזכוכית - למעט העיניים והפה שהיו חייבות להיות שחורות, בצבע הריסוס הלבן. סטנסיל של העיניים והפה נחתך ומודבק על הצנצנת לפני עבודת הריסוס. הצנצנת הושארה לייבוש לפני הנחת העיניים והפה מתוך הצנצנת. זה נעשה באמצעות נייר הכרטיס השחור הנותר (בהתחלה חשבתי רק לצייר אותו בשחור). האפקט יצא טוב מכיוון שזה נראה כאילו העיניים ושכבת הפה אכן נחתכו.

מכסה המתכת צריך להיות בעל פתח מרכזי לגישה ל- USB Arduino, מודול גלאי קול ואספקת חשמל כאמור. הצלחתי לבצע את החיתוך בסדנה בבית הספר.

שלב 7: סיום

כעת היא ההרכבה האחרונה של המבנה.

רצועת ה- LED נבדקת תחילה כדי לוודא שהאורות אכן עובדים, וכל החיבורים תקינים. לאחר שווידאת שהרכיבים עובדים, תוכל להמשיך ולהכניס את הדיור לתוך מעטפת הצנצנת שיצרת. אתה יכול לראות לפי החור (גם לאחר הצבת המכסה), ואת המיקום של הרכיבים האלקטרוניים, אתה יכול להגיע הן לממשק ה- USB של Arduino והן לקלט הכוח מלמטה. גם מודול גלאי הקול בולט מעט כלפי חוץ, ללכידת צלילים טובה יותר. לרגליים השתמשתי בקוביות שנחתכו מלוח הקצף וצבעתי אותו בשחור. באופן אידיאלי, אתה יכול להשתמש במעמד עץ נחמד למנורת שולחן העבודה שלך.

הערה: עבודת הצבע בוצעה בתחילה בצורה גרועה כפי שניתן לראות מסימני המים באב -הטיפוס הראשון, לכן נאלצתי לגרד את הציפוי כולו באמצעות דק יותר ואז ריססתי אותו מחדש. זה בהחלט לקח מאמץ נוסף שאפשר להימנע ממנו.

ולבסוף, סיימתי את הפרויקט. בהחלט נדרשו ניסיונות ושגיאות חוזרות ונשנות - או כדי להפעיל את הקוד, או בנוגע לשינוי תהליך ההרכבה, אבל הייתי מרוצה ממה שהושג.

שלב 8: השלם

זה היה פרויקט מצוין והיה לי כיף לעשות את זה. יתר על כן, הוא נהדר במיוחד מכיוון שהוא כל כך ניתן להתאמה אישית ומאפשר לעדכן כל זמן בעתיד. ניתן לעבד את הקוד מחדש בכל שלב, ובעצם אתה מקבל מנורה 'חדשה' בכל פעם.

שיפורים עתידיים

עם זאת, יש הרבה יותר שיפור ו/או וריאציות שניתן לבצע במבנה.

ניתן להוסיף כניסות כפתורים שונות המחוברות ל- Arduino. בעזרת זה, אתה יכול לשנות את המצב כדי ליישם תכונת מנורה כללית, למשל דופק כללי. זה מאפשר מעבר בין מצב התגובה של הצליל הנוכחי, לבין מצב פעימות שיפוע כללי. ניתן ליישם כפתור נוסף שתשנה את מערך הצבעים של האורות המקרינים (סט 1 - כחול לצהוב, סט 2 - אדום לסגול וכו '). או אפילו יותר מכך, תוכל לקבל 3 שכבות של פרוצדורליות שבהן יש יותר מצבים למעקב מתקדם אחר עוצמת הצליל המבוססת על ממוצעים - 'LOW', 'NORMAL', 'HIGH'. כך תוכלו להשיג מגוון רחב יותר של גלי צבע.

אני גם אוהב לחזור לקונספט המקורי שלי, ראש הלד המרשמלו הלביש. זה ייראה כמו מבנה נועז יותר, שמשלב את השימוש במודול גלאי קול ומודול תנועה של מד תאוצה. מודול גלאי הקול יכלול את הדמיית הדופק של נורות ה- LED, ואילו מודול התנועה של מד התאוצה ישנה את צבע האורות בהתאם לקלט שהוא קורא - מידת התנועה של המשתמש.

בעיקרון, הרעיון כאן הוא שהמגבלות הן אינסופיות, והוא כזה שמוגבל רק על ידי הראייה שלך. תודה שצפיתם/קראתם ותהנו מאוד עם הארדואינו שלכם!