Arduino Music Reactive Desktop Lamp - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Hallo allemaal!

In deze build zullen we een reactieve LED-bureaulamp maken met behulp van eenvoudige componenten en wat basis Arduino-programmering. Het maakt een indrukwekkend effect waarbij het licht zal dansen op alle geluiden en muziek. Ik heb dit project samen met een teamgenoot afgerond.

Wat inspireerde mij om dit te doen? Tijdens een van de tutorials van mijn module kregen we de kans om te leren hoe een Arduino werkt en sindsdien was ik gefascineerd door de talloze mogelijkheden ervan, gekoppeld aan het feit dat het een open source hardware is. Omdat ik de opdracht had gekregen om een digitaal artefact te maken en te verfijnen, wilde ik berekeningen gebruiken als een hulpmiddel en een medium om kunst en cultuur uit te drukken via dit fysieke digitale artefact. Ik heb ook altijd iets gehad met objecten die LED's bevatten, omdat ik vind dat LED-strips een breed scala aan mogelijkheden beheersen - van de manier waarop het is samengevoegd met het object tot de controle van de kleur. Het kan een eenvoudig object er geweldig en interactief uit laten zien. Wat is er mooier als we er een draagbaar object van kunnen maken. Ik ben er zeker van dat de meesten van jullie hebben geweten van de DJ marshmello en zijn iconische hoofddeksel. Mijn oorspronkelijke concept was om de draagbare marshmello-helm te verfijnen, LED-verlichting op te nemen - aangedreven door Arduino en een bewegingssensor van de versnellingsmeter, (zal hier meer over vertellen in de laatste gedachten). Vanwege het budget (kosten van LED zijn duur …) en praktische projectoverwegingen op het moment, hebben we het idee veranderd in deze geluidsreactieve marshmello LED-lamp. Het kan zeker worden gezien als een medium dat de popcultuur laat zien, en omdat het een geluidsreactieve lamp is, lijkt het een digitale kunst te zijn.

Dit is onze versie van het project. Alle credits voor de "Natural Nerd" van de youtuber, we volgden op basis van wat ze hadden gedaan en we willen hen bedanken voor het verstrekken van details over hoe het project te doen. (Natuurlijke nerd)

Stap 1: BELANGRIJKSTE TOEPASSINGEN

First things first: dit zijn de benodigdheden die we nodig hebben. Ze zijn grotendeels optioneel - op basis van het feit dat u gemakkelijk uw eigen improvisatie en aanpassing aan uw project kunt maken. Toch zijn er enkele belangrijke items nodig als u deze handleiding wilt volgen:

• Arduino Uno (of een even klein Arduino-type)
• Geluidsdetectormodule
• Externe voeding
• Individueel adresseerbare ledstrips 60 leds per meter
• Doorverbindingsdraden
• Breadboard

Afhankelijk van de look die je wilt bereiken, wil je misschien de stroken anders rangschikken of het licht op een andere manier uitstralen. Voor mijn aanpak heb ik de volgende items gebruikt:

• Een gerecyclede glazen pot (of een andere pot die bij jouw maat past)
• Een zwart kaartpapier
• Schuimbord
• Spray paint (gebruikt om de pot te coaten)

Alle belangrijke items zijn gekocht bij Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), de LED-strips waren verreweg het duurste onderdeel dat SGD 18 kostte voor 1 meter - we gebruikten 2 meter. De rest van de items waren gerecyclede materialen of gekocht bij de buurtwinkel / bouwmarkt.

Stap 2: VOEDING VAN DE COMPONENTEN

Ik gebruikte een externe voeding zoals een AC-naar-DC-stroombron - de man aan de balie stelde voor een externe voeding voor omdat het beter zou zijn om een LED-strip van 2 meter van stroom te voorzien en de USB-poort niet te verbranden. Als u 1 meter of minder gebruikt, doet u het zonder de externe voeding en gebruikt u gewoon de USB-kabel van de Arduino Uno en steekt u deze rechtstreeks in de pc.

Het belangrijkste onderdeel van het project is de geluidsdetectormodule. Het geeft een analoog signaal (invoer) aan de Arduino, dat wordt gebruikt om de RGB-verlichting (uitvoer) te verlichten. De externe voeding voedt alle drie de componenten - Arduino, geluidsdetectormodule en LED-verlichting. Sluit de VIN (of 5V) op de Arduino en VCC op het geluidsdetectorbord aan op de positieve ingang. Verbind vervolgens de GND op de Arduino en de detector met de negatieve. Dit wordt geïllustreerd op het bijgevoegde schema. Ook moeten we de 5V- en GND-ingang op de ledstrip aansluiten op de stroombron.

Voor deze verbindingen gebruikten we een breadboard als intermediair. De voeding gaat naar het breadboard vanaf de externe voedingsbron, die vervolgens de drie componenten van stroom voorziet zoals vermeld.

Opmerking: onze docent stelde voor om een weerstand te gebruiken voor de verbindingen tussen de stroom- en geluidsdetectormodule, zodat niet alle stroom naar de module gaat, wat een betere invoer mogelijk maakt.

Stap 3: DETECTOR EN STRIPS

Nadat we alle drie de componenten op de stroom hebben aangesloten, moeten we ze vervolgens met elkaar verbinden.

De geluidsdetectormodule communiceert met de Arduino via de analoge ingangspinnen - ik zal pin A0 gebruiken.

De LED-strips hebben een digitale puls nodig om te begrijpen welke LED moet worden aangesproken. De digitale uitgangspin DI moet dus op de Arduino worden aangesloten. Ik zal pin 6 op de Arduino gebruiken. We hebben de winkel waar we de elektronica hebben gekocht om alle jumperbedrading voor de LED-strip te solderen. Daarom was er voor ons geen soldeerwerk nodig, wat dat gedoe bespaarde. Wat nog nodig was, was om er gewoon een mannelijke-vrouwelijke kabel aan te haken.

Op dezelfde manier kunt u gewoon het meegeleverde schematische diagram volgen om een overzicht van de verbindingen te krijgen.

Stap 4: DE CODE UPLOADEN

Dit is misschien wel het belangrijkste onderdeel van het project. Je kunt de bron vinden van de code die ik hier heb gebruikt (link) of mijn versie ervan (bijgevoegd bestand). Het belangrijkste principe is om de door de sensor bereikte analoge waarde toe te wijzen aan het aantal LED's dat moet worden weergegeven.

Om elke keer te beginnen, willen we ervoor zorgen dat alle lichten werken zoals verwacht. We kunnen dit doen door de array-functie te gebruiken, waarmee u alle individuele LED's kunt inschakelen.

Vervolgens gaan we naar de hoofdfunctie voor het visualiseren van de geluiden in de lamp. We kunnen dit doen met behulp van de kaartfunctie. Hierdoor kunnen we een bepaald aantal LED's weergeven, gegeven de kwantificeerbare variabele invoer. Voor mijn aanpak heb ik besloten om het aantal LED's in de opstelling op te pompen (180 gedefinieerd in de code in tegenstelling tot de 120 leds die ik heb). Ik heb verschillende instellingen geprobeerd - inclusief aanpassing aan de gevoeligheid van de geluidsdetectormodule, variaties van de lage en maximale waarde van de microfoon, enz. Ik kon echter geen gewenste visualisatie bereiken totdat ik het aantal LED's had opgepompt. Er is ook een tweede laag procedureel karakter. De code zorgt voor meer geavanceerde tracking van de geluidsintensiteit op basis van gemiddelden, om het licht van kleur te laten veranderen wanneer het nummer een piek bereikt - 'HIGH-modus'.

Afhankelijk van het uiterlijk dat u wilt bereiken, wilt u misschien de gebruikte code aanpassen. Deze video (link) legt de codes in detail uit.

Stap 5: DE BEHUIZING VOORBEREIDEN

Eerst rolde ik het zwarte kaartpapier tot ongeveer dezelfde cirkel en diameter als de opening van de glazen pot. Ik had niet de juiste meetinstrumenten. Daarom improviseer ik door in feite het hele zwarte kaartpapier in de pot te rollen. Na het meten van de hoeveelheid zwart kaartpapier die ik moet gebruiken, knip ik het zorgvuldig uit door het merkteken te volgen dat ik heb verstrekt. Vervolgens heb ik de uiteinden aan elkaar geplakt om een cilindrische buis te vormen. De lengte en hoogte van de behuizing is afhankelijk van de afmeting van je pot. U kunt elke gewenste lengte gebruiken.

Vervolgens wikkel ik de behuizing die ik had gemaakt met de ledstrip eromheen, waarbij ik het hele oppervlak van de behuizing maskeerde. Dit gebeurde alleen met de lijm op de achterkant van de strip. Ik zorg ervoor dat er een kleine spleet wordt uitgesneden zodat de overtollige draadlengte in de behuizing kan worden geschoven voor een netter draadbeheer, en het vlakke oppervlak niet belemmert.

Ten derde wordt de holle cilindrische buis als een voordeel gebruikt door de elektronica aan de binnenkant te vullen. Om te beginnen heb ik de draadverbindingen op de Arduino en het breadboard beveiligd met blauwe tack. Vervolgens heb ik de overtollige draadlengte afgeplakt met de normale 3M-tape. Deze stap is een voorzorgsmaatregel om te voorkomen dat de draden gemakkelijk losraken tijdens het montageproces.

Ten vierde is de samengestelde plaat dan klaar om in de behuizing te worden gestoken. Aangezien de elektronica "verborgen" is in de behuizing, moet de lay-out van de build zodanig zijn dat de gebruiker gemakkelijk toegang heeft tot de Arduino USB. Niet alleen dat, de geluidsdetectormodule moet ook naar beneden gericht zijn zodat de module de omringende geluidsinvoer gemakkelijk kan oppikken. Het gemonteerde bord wordt daarom verticaal opgesteld om dat mogelijk te maken. Een deel van het foamboard werd gebruikt om het geassembleerde bord aan de behuizing vast te houden. Tijdens deze stap wordt de LED-strip aangesloten (met de rode, oranje, gele springdraden) na de plaatsing van de elektronica. Alle verbindingen zijn tot nu toe gedaan, behalve die met de externe stroombron - de rode en zwarte draad.

Stap 6: DE BEHUIZING ZELF

Omdat ik de bureaulamp baseer als een replica van het hoofd van marshmello, moest ik de hele glazen pot - behalve het gedeelte van de ogen en de mond, dat zwart moest zijn, met de witte spuitverf bedekken. Voor het spuitwerk wordt een sjabloon van de ogen en mond uitgeknipt en op de pot geplakt. De pot werd gelaten om te drogen voordat de ogen en mond vanuit de binnenkant van de pot werden geplaatst. Dit werd gedaan met het resterende zwarte kaartpapier (in eerste instantie dacht ik eraan om het gewoon zwart te schilderen). Het effect bleek goed te zijn, omdat het lijkt alsof de ogen en mondlaag daadwerkelijk werden uitgesneden.

Het metalen deksel moest een centrale opening hebben voor toegang tot de Arduino USB, geluidsdetectormodule en voeding zoals vermeld. Het is me gelukt om het knippen te doen tijdens de workshop op school.

Stap 7: AFWERKING

Het is nu de laatste montage van de build.

De ledstrip wordt eerst gecontroleerd om er zeker van te zijn dat de lampen ook echt werken en dat alle aansluitingen goed zijn. Nadat u ervoor heeft gezorgd dat de componenten werken, kunt u doorgaan met het plaatsen van de behuizing in de potbehuizing die u hebt gemaakt. Aan het gat (ook na plaatsing van het deksel) en de plaatsing van de elektronische componenten kun je zien dat je zowel de Arduino USB interface als de stroomingang van onderaf kunt bereiken. De geluidsdetectormodule steekt ook iets naar buiten uit, voor een betere geluidsopname. Voor de poten heb ik kubussen gebruikt die uit het foamboard zijn geknipt en zwart geverfd. In het ideale geval kunt u een mooie houten standaard gebruiken voor uw bureaulamp.

Opmerking: het lakwerk was aanvankelijk slecht gedaan, gezien de watermerken in het eerste prototype, daarom moest ik de hele coating met verdunner afschrapen en opnieuw spuiten. Dit kostte zeker wat extra moeite die je kunt vermijden.

En als laatste heb ik het project afgerond. Het kostte zeker herhaaldelijk vallen en opstaan - of om de code op gang te krijgen, of met betrekking tot het wijzigen van het assemblageproces, maar ik was blij met wat er werd bereikt.

Stap 8: VOLTOOIEN

Dit was een geweldig project en ik heb er veel plezier aan beleefd. Bovendien is het vooral geweldig omdat het zo aanpasbaar is en in de toekomst op elk moment kan worden bijgewerkt. De code kan op elk moment worden herwerkt en je krijgt in principe elke keer een 'nieuwe' lamp.

TOEKOMSTIGE VERBETERINGEN

Er is echter nog zoveel meer verbetering en/of variaties mogelijk in de build.

U kunt verschillende knopingangen toevoegen die op de Arduino zijn aangesloten. Hiermee kunt u de modus wijzigen om een algemene lampfunctie te implementeren, met bijvoorbeeld algemeen pulseren. Dit maakt het mogelijk om te schakelen tussen de huidige geluidsreactieve modus en de algemene pulserende modus met gradiënt. Er kan een andere knop worden geïmplementeerd waarmee u de kleurenset van de stralende lichten kunt wijzigen (set 1 - blauw naar geel, set 2 - rood naar paars, enz.). Of nog meer, u kunt 3 procedurelagen hebben waar er meer modi zijn voor het geavanceerd volgen van de geluidsintensiteit op basis van gemiddelden - 'LAAG', 'NORMAAL', 'HOOG'. Op die manier bereikt u een breder scala aan kleurgolven.

Ik ga ook graag terug naar mijn oorspronkelijke concept, de draagbare marshmello LED-kop. Dit lijkt een gedurfdere constructie, die zowel het gebruik van een geluidsdetectormodule als een bewegingsmodule van de versnellingsmeter combineert. De geluidsdetectormodule zal de pulsvisualisatie van de LED-lampjes in het algemeen doen, terwijl de bewegingsmodule van de accelerometer de kleur van de lichten zal veranderen in overeenstemming met de invoer die het leest - mate van beweging door de gebruiker.

Kortom, het idee hier is dat de beperkingen eindeloos zijn en er een is die alleen wordt beperkt door je visie. Bedankt voor het kijken/lezen en veel plezier met je Arduino!