חדר ריקודים לד: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

זהו מדריך לבניית ויזואליזציה LED מבוססת ארדואינו, AKA חדר ריקודים דיגיטלי מתוק לגמרי. ישנם מדריכים שונים סביב מדריכים אודות ויזואליזציה של מעגלים טהורים, אך בדרך כלל מדובר במגבר כלשהו שיגרום לנורות לדופק ולשנות את עוצמתן בתגובה לעוצמה המועברת באות השמע. רציתי משהו יותר בקו של מספר רב של strobes המגיבים לתדרים שונים של מוסיקה. התוצאה הסופית היא הילד החורג של זה וזה קצת וקצת מזה, אבל זה לגמרי כדאי. אות השמע בפועל נקרא מתוך שקע המיקרופון במחשב, כך שהוא יכול לקבל צליל משלו או שהוא צליל מאייפוד / להקת רוק / קריוקי / כל מה שילדים המטורפים יכולים לחלום עליהם. יא מוזיקה חדשה! באדיבות DoKashiteru ו- Creative Commons, אני מביא לכם סרטון לא מצונזר של המערכת בפעולה:

שלב 1: חלקים / כלים

חלקים: נוריות - ברור. קניתי ממש 10 מ מ בהירים בצבעים משתנים בכמויות גדולות מאיביי, אבל אתה יכול למצוא אותם ב- Digikey או ב- Mouser. דירוגי millicandela גבוהים יותר טובים יותר, במיוחד אם אתה רוצה שאלו יאירו משהו ולא רק יהיו כתם של צבע. חנות ותמצא עסקה טובה. נגדים - אחד לכל LED. שלי דרש 470 אוהם, אך הקפד לבדוק את הדירוגים על נוריות ה- LED שלך כך שתקבל כמה שיותר אור מבלי לשרוף אותם. סיר לחם ללא הלחמה - לכל המעגלים. Arduino - ממשק המחשב/מעגל. לוח קטן ומדהים. קנה אותו באינטרנט. חוט - הרבה חוט בעל ליבות מוצקות. הייתי צריך הרבה, מהר, אז בסופו של דבר ניקיתי את ה- RadioShack המקומי שלי מהדברים האלה, אבל אתה אמור למצוא את זה הרבה יותר זול. החזקת שני חוטים כך היא שימושית ביותר, כפי שתראה בהמשך. מחשב - המקום בו מתבצע החישוב בפועל. כן, זה עשוי להיות מוגזם מעט להבהב כמה אורות, אך מכיוון שבכל מקרה אנחנו בסופו של דבר מנגנים את מוזיקת הריקוד שלנו ממחשב נייד זה הסתדר מצוין. ספק כוח - סביר להניח שהנוריות ישאבו יותר חשמל ממה שהארדואינו יכול לספק, אז אנחנו הולכים להפעיל אותם חיצונית ולהחליף אותם עם טרנזיסטורים. כדאי שיהיו חבורה כזאת מונחת מאלקטרוניקה ישנה, או שתוכל למצוא אותן בחנויות יד שנייה. עיין בדף התכנון לאיזה מתח / אמפר אתה צריך. טרנזיסטורים NPN - אנו משתמשים בהם כמגברים / מתגים זרמים. מעט זרם שנשאב מהארדואינו שולט בזרם רב שמקורו באספקת החשמל העוברת דרך נוריות הלדים. מצא אותם באינטרנט או ב- RadioShack. מלחם - די מסביר את עצמו. רמקולים / מפצל אודיו / כבל שמע זכר -זכר - רמקולים לצליל, מפצל וכבל להזנת האות מיציאת האוזניות לרמקולים ושקע המיקרופון. תוכנה: Arduino - הורד מכאן את סביבת התוכנה של arduino. עיבוד - העיבוד מדבר היטב עם arduino, ויש בו כמה ספריות מדהימות. הורד אותו מכאן. וודא שמכאן יש לך את הגרסה העדכנית ביותר של ספריית עיבוד האודיו המינימלי. ייתכן שיהיה עליך גם להשיג את ספריית 'arduino' כדי לגרום להם לתקשר - קבל אותה מכאן והדבק אותה בתיקיית העיבוד/ספריות.

שלב 2: עיצוב מעגלים

מבט כולל על המעגל שאנו בונים. שני גדילי החוט מחוברים למתחים הגבוהים והנמוכים, וכל זוג LED/נגדים מגשר אותם לאור. גדיל המתח הנמוך מחובר למעשה לקרקע דרך טרנזיסטור כך שנוכל לשלוט בכמות הזרם הזורם (ולכן בהירות הנורות).

שלב 3: תכנון

השלב החשוב ביותר הוא לתכנן אילו צבעים אתה רוצה, והיכן. התקרות במעונות שלי מתוארות בצורה הטובה ביותר כ"צורת וופל ", עם שקעים מרובעים המרצפים את המשטח. אלה יצרו רשת טבעית מאוד לפריסת הצבעים, אך יהיה עליך להמציא תוכנית משלך. אתה יכול להבין עד 8 נוריות בערך לגדיל בקרה יחיד, כלומר 8 אלה יופעלו ויכבו בו זמנית. עם פריסה שכולה ערוכה, כעת אנו זקוקים לחישובי הספק. בדוק את גליונות הנתונים של נוריות ה- LED שלך כדי להבין את המתח והזרם קדימה. שלי יש ירידת מתח של ~ 3.5 וולט ויש להם זרם מרבי של 20 מיליאמפר. מכיוון שהיה לי ספק כוח של 12 וולט שוכב, אנחנו יכולים לעשות חשבון קטן של מעגלים פשוטים בעזרת חוק אוהם (V = IR): (12 - 3.5) = 0.02 * R R = 425 אוהם. לשם הפשטות אנו מעגלים את זה ל -470 אוהם. לרוב נוריות 5 מ"מ יהיו ירידות מתח סביב 2 וולט ודירוג זרם סביב 15 מיליאמפר, אך בדוק כדי שלא תשרוף אותן. זכור: עוצמת האור פרופורציונלית לזרם, לכן השתמש בנגד גדול יותר כדי להגביל את הזרם אם הם בהירים מדי. וודא גם שספק הכוח יכול להתמודד עם כל הזרם הזה - חלקם קטנים מדורגים רק לכמה מאות מיליאמפר, כלומר אתה יכול להפעיל רק 10-20 נוריות במקביל כמונו.

שלב 4: הכן נוריות וחוט

הרבה יותר קל לחבר את נוריות הלדים לחוטים אם נלחם אותן לראשונה יחד עם הנגדים. חותכים הן את המוליך השלילי (הקצר יותר) של ה- LED והן את צדו האחד של הנגד בערך לשניים ואז מלטחים אותם יחד. ברגע שזה נעשה, כופפו את ההובלה החיובית והנגד כלפי חוץ כך שהנורית תדבק מעט. עיין בתמונה להסבר הרבה יותר ברור. לאחר מכן, פרש את כל החוט וודא שיש לך מספיק לכל גדיל להגיע. מדוד וסמן לאן כל LED צריך ללכת. שוב, ההסבר לקשר המצורף בפועל ניתן בצורה הטובה ביותר על ידי התמונה. הלחם את נוריות החוט אל החוט, וודא שהקוטביות יהיו עקביות - כל ההובלות החיוביות לחוט אחד וכל ההובלות השליליות לשנייה. לאחר שתסיים, בדוק את הגדילים לפני שאתה מעלה אותם - חבר את החוטים לחשמל או סוללת 9 וולט כדי לוודא שכל הנורות נדלקות. לאחר מכן, הרם את כל החוטים למעלה! במקרה שלי, זה היה כרוך בהמון קלטות לבנות ועמידה על כיסאות. וודא שהקצוות החופשיים כולם מתכנסים במיקום אחד, שם נניח את לוח הלחם, הארדואינו והמחשב. שמתי גם גלוביות אוריגמי קטנות מעל נוריות הלדים כדי לפזר את האור - פשוט חתכו חריצים קטנים באופן חיצוני מהחור בבלון כדי ליצור ארבע לשוניות וזה יחליק בצורה יפה. עיינו בתמונה בעמוד הקודם לקבלת האפקט. נקודות בונוס אם הגלובוסים עשויים מהערות הרצאה ישנות.

שלב 5: בנה את המעגל

אין באמת הרבה מה להגיד. חבר את ההובלות החיוביות והשליליות מאספקת החשמל שלך למסילות החשמל בלוח הלחם שלך, וחבר את סיכת הארקה הארגואינו לאותה מסילה שלילית. עיין בתמונה למערכת פריסה טובה. בדוק שהכל עובד על ידי הסרת מוליכים מהארדואינו (המוצג בכחול, שחור ואדום למטה) וחיבורם למעקה הכוח החיובי. הזרם יזרום דרך הטרנזיסטורים ויאפשר לדלקות את הנורות (אם הכל מחובר כראוי). תחזירו את אלה כפי שהם צריכים להיות וחברו את הארדואינו למחשב באמצעות כבל USB. כדי להתקין את מערכת הסאונד, חבר את הרמקולים והכבל זכר-זכר למפצל. שלח את הקצה השני של הכבל זכר-זכר לשקע המיקרופון במחשב שלך. שוב, זה מעט מוגזם אם אתה מתכוון רק להשמיע צליל מהמחשב שלך (במיוחד אם אתה יכול להבין כיצד להשתמש בשקע) אך כך המערכת יכולה להבהב לרוק בנד או לקריוקי או כל דבר אחר שניתן להפיק על גבי שקע שמע 3.5 מ מ. ודא שהמיקרופון שלך פועל - חבר את המפצל לכל מקור שמע ולאחר מכן פתח תוכנית הקלטת קול כדי לראות אם אתה רושם אות. לעתים ניתן להשתיק את המיקרופון, כך שאם יש לך בעיות זה המקום הראשון לחפש.

שלב 6: קוד קוד קוד

פתח את סביבת התוכנה של arduino והעלה את הסקיצה לדוגמה StandardFirmata ללוח. הסקיצה תאפשר לך לשלוט על הארדואינו על ממשק סידורי, כלומר קוד שרירותי במחשב יכול לשלוט באורות שחיברנו זה עתה. הקוד המעבד למעשה את אות השמע הוא (בנוחות) סקיצה לעיבוד. הוא מבוסס סביב ספריית BeatDetect המדהימה בספריית המינימום. מחלקת BeatDetect מחשבת את הטרנספורמציה של פורייה של אות השמע, ועוקבת אחר הממוצע והשונות של כל אחד מהמקדמים בשניות האחרונות. אם הערך בכל אחת מפחי ה- FFT עולה על השונות, תתגלה פעימה והאור הקשור לתדר זה יידלק.. המשמעות היא שכל קווצת נוריות לד תתאים לתדר שונה של מוזיקה - מיתר אחד יהבהב לפעימות בס, אחר לפגיעות סנוור, אחר עד תווים ווקאליים גבוהים וכן הלאה, עבור 26 תדרים שונים. הורד את העיבוד המצורף. שרטוט מלמטה, ושנה את מערך ה- ledPins בשורה 10 כך שישקף את ההתקנה שלך. מספר הסיכה הראשון מתאים לתדרים הנמוכים ביותר. ברגע שזה נעשה, סיימת! חבר את מפצל השמע לשקע האוזניות שלך, התחל את המערכון והתחל להשמיע מוזיקה. אם הכל עובד כצפוי, ויזואליזור של צורת גל יצוץ והאורות יהבהבו. תהנה!

שלב 7: פתרון בעיות

הבעיות העיקריות שאתה צפוי להיתקל בהן הן לגרום לעיבוד ולארדואינו לדבר ביניהם. הקפד להתקין את תוכנת arduino - זה יביא איתו את כל הספריות הטוריות הדרושות. אתה יכול למצוא בעיות במעגל על ידי בדיקה תוך כדי בדיקה - בדוק כל נורית, ואז כל גדיל, ולאחר מכן כל סט טרנזיסטור. אם כל השאר נכשל חזור לזה כדי לאבחן היכן הבעיה טמונה.עכשיו שהצלחתי למחוק את כל הבאגים מההגדרות שלי, אני לא יכול לחשוב מה הם היו בראש שלי. פרסם כל בעיה שיש לך, כפי שכנראה נתקלתי בהן ומאז שכחתי.