LED-danskamer - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Dit is een handleiding voor het bouwen van een op Arduino gebaseerde LED-muziekvisualizer, oftewel een volledig zoete digitale dansruimte. Er zijn verschillende handleidingen rond instructables over pure circuitvisualizers, maar dat zijn over het algemeen een soort versterker om de lichten te laten pulseren en van intensiteit te veranderen als reactie op het vermogen dat in het audiosignaal wordt overgebracht. Ik wilde iets meer in de lijn van meerdere flitsers die reageren op verschillende frequenties van muziek. Het eindresultaat is het gemuteerde stiefkind van dit en dit en een beetje hiervan, maar het is absoluut de moeite waard. Het eigenlijke audiosignaal wordt ingelezen via de microfoonaansluiting op de computer, zodat het ofwel zijn eigen geluid kan teruggeven of de geluid van een iPod / rockband / karaoke / wat jullie gekke kinderen maar kunnen bedenken. Yay nieuwe muziek! Met dank aan DoKashiteru en de Creative Commons, breng ik je een ongecensureerde video van het systeem in actie:

Stap 1: Onderdelen / Gereedschap

Onderdelen: LED's - Uiteraard. Ik kocht echt heldere 10 mm-exemplaren in verschillende kleuren in bulk van eBay, maar je kunt ze vinden op Digikey of Mouser. Hogere millicandela-beoordelingen zijn beter, vooral als u wilt dat deze alles verlichten en niet alleen een kleurvlek zijn. Kijk rond om een goede deal te vinden. Weerstanden - Een voor elke LED. De mijne had 470 ohm nodig, maar zorg ervoor dat je de classificaties op je LED's controleert, zodat je zoveel mogelijk licht krijgt zonder ze op te branden. Soldeerloze breadboard - Voor alle circuits. Arduino - De computer/circuit-interface. Een geweldig klein bord. Koop het online. Draad - Veel draad met een vaste kern. Ik had veel nodig, snel, dus uiteindelijk heb ik mijn lokale RadioShack van dit spul schoongemaakt, maar je zou het een stuk goedkoper moeten kunnen vinden. Het is buitengewoon handig om twee strengen op deze manier bij elkaar te houden, zoals u later zult zien. Computer - Waar de eigenlijke berekening plaatsvindt. Ja, dit is misschien een beetje overdreven om een paar lampjes te laten knipperen, maar omdat we onvermijdelijk onze dansmuziek toch vanaf een laptop spelen, werkte het prima. Stroomvoorziening - De LED's zullen waarschijnlijk meer stroom verbruiken dan de arduino kan leveren, dus we gaan ze extern van stroom voorzien en ze schakelen met transistors. Je zou er een aantal van oude elektronica moeten hebben, of je kunt ze vinden in kringloopwinkels. Kijk op de planningspagina voor welke spanning/stroomsterkte je nodig hebt. NPN-transistors - We gebruiken deze als stroomversterkers / schakelaars. Een beetje stroom die uit de Arduino wordt getrokken, regelt veel stroom die wordt getrokken uit de voeding die door de LED's loopt. Vind ze online of bij RadioShack. Soldeerbout - Vrij vanzelfsprekend. Luidsprekers / audiosplitter / male-male audiokabel - Luidsprekers voor geluid, splitter en kabel om het signaal van de hoofdtelefoonuitgang naar de luidsprekers en microfoonaansluiting te voeren. Software: Arduino - Download hier de arduino-softwareomgeving. Verwerking - Verwerking praat goed met arduino en heeft een aantal geweldige bibliotheken ingebouwd. Download het vanaf hier. Zorg ervoor dat u hier de nieuwste versie van de Minim-bibliotheek voor audioverwerking hebt. Mogelijk moet u ook de 'arduino'-bibliotheek ophalen om ze te laten communiceren - haal het hier vandaan en plak het in uw map Processing/libraries.

Stap 2: Circuitontwerp

Een overzicht van het circuit dat we aan het bouwen zijn. De twee draden van de draad zijn verbonden met de hoge en lage spanningen, en elk LED/weerstandspaar overbrugt ze om op te lichten. De laagspanningsstreng is feitelijk via een transistor met aarde verbonden, zodat we de hoeveelheid stroom die vloeit (en dus de helderheid van de LED's) kunnen regelen.

Stap 3: Plannen

De belangrijkste stap is om te plannen welke kleuren je wilt en waar. De plafonds in mijn slaapzaal zijn het best te omschrijven als 'wafelvormig', met vierkante inkepingen die het oppervlak betegelen. Deze maakten een heel natuurlijk raster om de kleuren in te delen, maar je moet je eigen plan bedenken. U kunt maximaal 8 LED's gebruiken voor een enkele besturingsstreng, wat betekent dat die 8 tegelijkertijd aan en uit gaan. Nu de lay-out helemaal is opgesteld, hebben we nu vermogensberekeningen nodig. Controleer de datasheets voor uw LED's om de voorwaartse spanning en stroom te achterhalen. De mijne hebben een spanningsval van ~3,5 volt en hebben een maximale stroom van 20 milliampère. Omdat ik een 12 volt-voeding had liggen, kunnen we een beetje eenvoudige circuitberekening maken met behulp van de wet van Ohm (V = IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ohm. Voor de eenvoud ronden we dat af op 470 ohm. De meeste LED's van 5 mm hebben een spanningsdaling van ongeveer 2 volt en een stroomsterkte van ongeveer 15 milliampère, maar controleer of u ze niet doorbrandt. Onthoud: de lichtintensiteit is evenredig met de stroom, dus gebruik een grotere weerstand om de stroom te beperken als ze te fel zijn. Zorg er ook voor dat de voeding al deze stroom aankan - sommige kleine hebben een vermogen van slechts een paar honderd milliampère, wat betekent dat je net als wij slechts 10-20 LED's parallel kunt voeden.

Stap 4: Bereid LED's en draad voor

Het is een stuk makkelijker om de LED's aan de draden te bevestigen als we ze eerst aan elkaar solderen met de weerstanden. Knip zowel de negatieve (kortere) leiding van de LED als een kant van een weerstand ongeveer doormidden en soldeer ze vervolgens aan elkaar. Zodra dit is gebeurd, buigt u de positieve draad en de weerstand naar buiten zodat de LED een beetje omhoog steekt. Zie de afbeelding voor een veel duidelijkere uitleg. Leg vervolgens alle draad uit en zorg ervoor dat je genoeg hebt voor elke streng om te bereiken. Meet uit en markeer waar elke LED moet komen. Nogmaals, de verklaring voor de eigenlijke bijlage kan het beste worden gegeven door de afbeelding. Soldeer de LED's aan de draad en zorg ervoor dat de polariteiten consistent blijven - alle positieve draden naar de ene draad en alle negatieve draden naar de andere. Als je klaar bent, test je de draden VOORDAT je ze ophangt - sluit de draden aan op je voeding of een 9 volt batterij om er zeker van te zijn dat alle lampjes aan gaan. Zet vervolgens alle draden op! In mijn geval ging het om heel veel witte plakband en een staanplaats op stoelen. Zorg ervoor dat de vrije uiteinden allemaal samenkomen op één locatie, waar we het breadboard, de arduino en de computer gaan plaatsen. Ik heb ook kleine origami-bollen over de LED's geplaatst om het licht te verspreiden - snijd gewoon kleine spleten radiaal naar buiten uit het gat in de ballon om vier lipjes te maken en het zal mooi glijden. Zie de afbeelding op de vorige pagina voor het effect. Bonuspunten als de globes zijn gemaakt van oude aantekeningen.

Stap 5: Bouw het circuit

Meer valt er eigenlijk niet te zeggen. Sluit de positieve en negatieve draden van uw voeding aan op de stroomrails op uw breadboard en sluit de arduino-aardingspin aan op dezelfde negatieve rail. Zie de afbeelding voor een goed indelingssysteem. Test of alles werkt door de kabels van de Arduino te verwijderen (hieronder weergegeven in blauw, zwart en rood) en ze aan te sluiten op de positieve stroomrail. Er zal stroom door de transistoren vloeien en de LED's laten branden (als alles goed is aangesloten). Zet deze terug zoals ze horen te zijn en sluit de arduino met een usb-kabel aan op je computer. Om het geluidssysteem in te stellen, steek je de speakers en de male-male kabel in de splitter. Steek het andere uiteinde van de mannelijke-mannelijke kabel in de microfoonaansluiting op uw computer. Nogmaals, dit is een beetje overdreven als je alleen geluid van je computer gaat afspelen (vooral als je weet hoe je jack moet gebruiken), maar op deze manier kan het systeem flitsen naar Rock Band of karaoke of iets anders dat kan worden uitgevoerd op een 3,5 mm audio-aansluiting. Zorg ervoor dat uw microfoon werkt - sluit de splitter aan op een audiobron en open vervolgens een geluidsopnameprogramma om te zien of u een signaal registreert. Vaak kan de microfoon worden gedempt, dus als je problemen hebt, is dat de eerste plaats om te kijken.

Stap 6: Code Code Code

Open de Arduino-softwareomgeving en upload de StandardFirmata-voorbeeldschets naar het bord. Met de schets kun je de Arduino besturen via een seriële interface, wat betekent dat willekeurige code op de computer de lichten kan besturen die we zojuist hebben aangesloten. De code die het audiosignaal daadwerkelijk verwerkt, is (handig) een Processing-schets. Het is gebaseerd op de geweldige BeatDetect-bibliotheek in de mini-bibliotheek. De BeatDetect-klasse berekent de Fourier-transformatie van het audiosignaal en houdt het gemiddelde en de variantie van elk van de coëfficiënten bij gedurende de laatste paar seconden. Als de waarde in een van de FFT-vakken de variantie overschrijdt, wordt een slag gedetecteerd en gaat het lampje dat bij die frequentie hoort, branden.. Wat dit betekent is dat elke streng LED's overeenkomt met een andere muziekfrequentie - de ene streng knippert voor basbeats, een andere voor snarehits, een andere voor hoge vocale noten, enzovoort, voor 26 verschillende frequenties. Download de bijgevoegde verwerking schets van onderaf en wijzig de ledPins-array op regel 10 om uw eigen instellingen weer te geven. Het eerste pinnummer komt overeen met de laagste frequenties. Als dat klaar is, ben je klaar! Sluit de audiosplitter aan op je koptelefoonaansluiting, start de schets en begin wat muziek af te spelen. Als alles werkt zoals verwacht, verschijnt er een golfvormvisualizer en knipperen de lampjes. Genieten van!

Stap 7: Problemen oplossen

De belangrijkste problemen die u waarschijnlijk zult tegenkomen, zijn om Processing en de arduino met elkaar te laten praten. Zorg ervoor dat u de arduino-software installeert - dit brengt alle benodigde seriële bibliotheken met zich mee. U kunt problemen met het circuit voorkomen door te testen terwijl u bezig bent - test elke LED, vervolgens elke streng en vervolgens elke transistorset. Als al het andere faalt, ga dan terug naar dit om vast te stellen waar het probleem ligt. Nu ik erin geslaagd ben alle bugs uit mijn eigen setup te pletten, kan ik niet bedenken wat ze waren uit mijn hoofd. Post eventuele problemen die je hebt, want ik ben ze waarschijnlijk tegengekomen en ben het sindsdien vergeten.