JackLit: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Dit project is uitgevoerd door studenten die behoren tot het samenwerkingsverband tussen de Fremont Academy Femineers en de cursus Pomona College Electronics 128. Dit project was bedoeld om hex-ware-technologie te integreren in een leuk jasje dat op het ritme van muziek oplicht. Onze "JackLit" kan muziek horen via een microfoon en gebruikt een Fast Fourier-transformatiecode om frequenties in de muziek te sorteren die kunnen worden gekwantificeerd en gebruikt om bepaalde lichtgroepen op de jas te onderscheiden. Daarbij verlichten elektroluminescente paneelgroepen, parallel geschakeld, met het ritme van elk nummer op basis van het frequentiebereik dat de microfoon hoort. Het doel van dit project is om een onderhoudend jasje te bieden dat kan oplichten op het ritme van elk nummer. Het kan worden gedragen bij sociale evenementen of worden toegepast op verschillende kledingstukken. De technologie kan worden gebruikt in schoenen, broeken, hoeden, enz. Het kan ook worden gebruikt om verlichting op te zetten bij shows en concerten.

Stap 1: Materialen

Alle materialen zijn te vinden op adafruit.com en amazon.com.

• 10cmX10cm wit elektroluminescent paneel (x3)
• 10cmX10cm blauw elektroluminescent paneel (x4)
• 10cmX10cm aqua elektroluminescent paneel (x3)
• 20cmX15cm aqua elektroluminescent paneel (x2)
• 100 cm groene elektroluminescente tape (x3)
• 100 cm rode elektroluminescente tape (x4)
• 100 cm blauwe elektroluminescente tape (x2)
• 100 cm witte elektroluminescente tape (x1)
• 12 volt omvormer (x4)
• SainSmart 4-kanaals relaismodule (x1)
• 9 volt batterij (x5)
• 9 volt klikconnector (x5)
• Veel draden
• HexWear

Stap 2: Arduino-software

Voordat je begint met het bouwen van de JackLit, moet je over de juiste programmeertools beschikken om hem te bedienen. Eerst moet je naar de Arduino-website gaan en de Arduino IDE downloaden. Zodra dat is gebeurd, volgen hier de stappen die u moet volgen om uw Hex te programmeren.

1. (Alleen Windows, Mac-gebruikers kunnen deze stap overslaan) Installeer de driver door naar https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… bovenaan de gelinkte RedGerbera-pagina).
2. Installeer de vereiste bibliotheek voor Hexware. Open de Arduino-IDE. Selecteer onder "Bestand" "Voorkeuren". Plak https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… in de daarvoor bestemde ruimte voor URL's van aanvullende bordenbeheer. Klik vervolgens op "OK". Ga naar Tools -> Board: -> Board Manager. Selecteer 'Bijgedragen' in het menu in de linkerbovenhoek. Zoek naar en klik vervolgens op Gerbera Boards en klik op Installeren. Sluit Arduino IDE af en open het opnieuw. Om ervoor te zorgen dat de bibliotheek correct is geïnstalleerd, gaat u naar Extra -> Bord en scrolt u naar de onderkant van het menu. Je zou een sectie moeten zien met de titel "Gerbera Boards", waaronder er op zijn minst HexWear zou moeten verschijnen (zo niet meer boards zoals mini-HexWear).

Stap 3: Inverterlay-out

Dit diagram illustreert het circuit dat de 9 volt-batterijen parallel verbindt met de omvormers en vervolgens op de mantel. Merk op dat het paar draden dat uit elke omvormer komt, wisselstroom draagt en het is belangrijk dat de parallel aangesloten draden die van de omvormers komen in fase zijn, anders zal de nettowinst niet 1 zijn.

Stap 4: relaislay-out

Dit is het volgende onderdeel van het circuit van stap 3 met het label "naar schakelaars" dat de Hex verbindt met de schakelaars (relaismodule).

Stap 5: Bouw

Sluit de 9 volt-batterijen en omvormers aan zoals weergegeven in afbeelding 1. Vijf 9 volt moeten parallel zijn en moeten ook parallel worden aangesloten op vier omvormers. De uitgangsdraden van de omvormers moeten parallel en in fase worden aangesloten. Een van de parallelle draden van de uitgang van de omvormer moet dan opzij worden gelegd om rechtstreeks op de elektroluminescente panelen op de mantel te worden aangesloten. De andere wordt aangesloten op de relaismodule. Merk op dat welke waarheen gaat, willekeurig is omdat we te maken hebben met een wisselstroomcircuit. Zoals geïllustreerd in stap 4, moet u de parallelle draden in drieën splitsen, die elk op een van de vier schakelaars aansluiten. Een schakelaar zal ongebruikt blijven. Zie de instructies op adafruit.com of amazon.com om te weten waar je draden op de switches moeten worden aangesloten. Er moet een andere draad worden aangesloten op elke schakelaar die opzij wordt gezet om verbinding te maken met de elektroluminescente panelen op de mantel. Zorg ervoor dat u de relaismodule op de juiste manier aansluit op de Hex, zoals weergegeven in stap 4 en hierboven.

Door naar het circuit dat in de jas is geïntegreerd. We hebben nu een set van drie draden die op de omvormers worden aangesloten en nog een set van drie draden die op de schakelaars worden aangesloten. Ze zijn in sets van drie omdat we 3 parallelle circuits van elektroluminescente panelen op de mantel hebben. De elektroluminescente panelen kunnen heet op de mantel worden gelijmd en er kunnen gaten in de stof worden gesneden om de draden door te rijgen zodat ze niet aan de buitenkant zichtbaar zijn. De volgende stap is de eenvoudigste maar meest vervelende vanwege alle elektroluminescente panelen. Kies welke panelen je tegelijk wilt verlichten. U kunt drie groepen panelen toewijzen en elk moet parallel worden aangesloten. Er moeten positieve ingangsdraden parallel zijn en negatieve ingangsdraden parallel, hoewel wat positief en negatief is, willekeurig is omdat het een wisselstroomcircuit is. Sluit een van de drie draden die van de omvormers komen aan op elk van de drie elektroluminescente parallelle verlichtingsgroepen. Sluit vervolgens een van de drie draden die van de schakelaars komen aan op elk van de drie elektroluminescente parallelle verlichtingsgroepen. Zorg ervoor dat u blootliggende draden afdekt, aangezien deze u een lichte schok zullen geven.

Stap 6: Coderen

Onze code gebruikt de Arduino Fast Fourier Transform (fft) -bibliotheek om ruis op te splitsen in de frequenties die de Hex hoort. De eigenlijke wiskunde achter Fourier-transformaties is enigszins gecompliceerd, maar het proces zelf is niet al te ingewikkeld. Ten eerste hoort de Hex ruis, wat in feite een combinatie is van veel verschillende frequenties. De Hex kan maar een bepaalde tijd luisteren voordat hij alle gegevens moet wissen en opnieuw, dus om een ruis te horen, moet de frequentie van die ruis maximaal de helft van de tijd zijn waarnaar de Hex luistert sinds de Hex moet het twee keer kunnen horen om te weten dat het zijn eigen frequentie is. Als we een zuivere toon zouden plotten als een functie van amplitude versus tijd, zouden we een sinusgolf zien. Omdat pure tonen in werkelijkheid niet gebruikelijk zijn, zien we in plaats daarvan een behoorlijk verwarrende en onregelmatige kronkelende lijn. We kunnen dit echter benaderen met een som van veel verschillende zuivere toonfrequenties tot een vrij hoge mate van nauwkeurigheid. Dit is wat de fft-bibliotheek doet: het neemt een geluid en splitst het op in verschillende frequenties die het hoort. In dit proces hebben sommige frequenties die de fft-bibliotheek gebruikt om de werkelijke ruis te benaderen een grotere amplitude dan andere; dat wil zeggen, sommige zijn luider dan andere. Elke frequentie die de Hex kan horen, heeft dus ook een overeenkomstige amplitude of volume.

Onze code doet er alles aan om een lijst te krijgen van de amplitudes van alle frequenties in het bereik dat de Hex kan horen. Het bevat code die zowel een lijst met frequenties en amplitudes afdrukt, en deze ook in een grafiek zet, zodat de gebruiker kan verifiëren dat de Hex daadwerkelijk iets hoort, en dat het lijkt te corresponderen met veranderingen in het volumeniveau van wat de Hex ook is horen. Van daaruit hebben we, aangezien ons project 3 schakelaars heeft, de frequentiebereiken in drieën verdeeld: laag, gemiddeld en hoog en hebben we ervoor gezorgd dat elke groep overeenkomt met een schakelaar. De Hex loopt door de frequenties die hij hoorde en als iets in de laag/midden/hoog groep een bepaald volume overschrijdt, gaat de schakelaar die overeenkomt met de groep waartoe de frequentie behoort aan en pauzeert het hele ding om het licht te laten blijven Aan. Dit gaat door totdat alle frequenties zijn gecontroleerd, en dan luistert de Hex opnieuw en herhaalt het hele proces zich. Omdat we 3 schakelaars hadden, hebben we de frequenties zo verdeeld, maar dit kan eenvoudig worden geschaald naar een willekeurig aantal schakelaars.

Een opmerking over enkele eigenaardigheden van de code. De reden dat wanneer we de frequenties beginnend bij de 10e herhalen, is dat bij een frequentie van 0 de amplitude extreem hoog is, ongeacht het ruisniveau vanwege een DC-offset, dus we beginnen gewoon na die hobbel.

Zie het bijgevoegde bestand voor de daadwerkelijke code die we hebben gebruikt. Speel er gerust mee om het meer of minder gevoelig te maken, of voeg meer lichtgroepen toe als je wilt! Veel plezier!