JackLit: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest projecte va ser dut a terme per estudiants que pertanyen a la col·laboració entre la Fremont Academy Femineers i el curs 128 Pomona College Electronics. Aquest projecte tenia com a objectiu integrar la tecnologia hex-ware en una divertida jaqueta que il·lumina al ritme de la música. El nostre "JackLit" és capaç d'escoltar música mitjançant un micròfon i utilitza un codi de transformació de Fast Fourier per ordenar les freqüències de la música que es poden quantificar i utilitzar per distingir grups d'il·luminació particulars de la jaqueta. En fer-ho, els grups de panells electroluminescents, connectats en paral·lel, s’il·luminen amb el ritme de qualsevol cançó en funció del rang de freqüències que sent el micròfon. L’ús d’aquest projecte és proporcionar una jaqueta entretinguda que pugui il·luminar-se al ritme de qualsevol cançó. Es pot utilitzar en esdeveniments socials o aplicar-se a diferents articles de roba. La tecnologia es pot utilitzar en sabates, pantalons, barrets, etc. També es pot utilitzar per configurar il·luminació en espectacles i concerts.

Pas 1: materials

Tots els materials es poden trobar a adafruit.com i amazon.com.

• Panell electroluminescent blanc de 10cmX10cm (x3)
• Panell electroluminescent blau de 10cmX10cm (x4)
• Panell electroluminescent aquàtic de 10cmX10cm (x3)
• Panell electroluminescent aquàtic de 20cmX15cm (x2)
• Cinta electroluminiscent verda de 100 cm (x3)
• Cinta electroluminiscent vermella de 100 cm (x4)
• Cinta electroluminiscent blava de 100 cm (x2)
• Cinta electroluminiscent blanca de 100 cm (x1)
• Inversor de 12 volts (x4)
• Mòdul de relés de 4 canals SainSmart (x1)
• Bateria de 9 volts (x5)
• Connector de pressió de 9 volts (x5)
• Molts cables
• HexWear

Pas 2: programari Arduino

Abans de començar a construir el JackLit, heu de tenir les eines de programació adequades per controlar-lo. En primer lloc, heu d’anar al lloc web d’Arduino i descarregar-vos l’IDE Arduino. Un cop fet això, aquí teniu els passos que heu de seguir per configurar la programació del vostre Hex.

1. (Només Windows, els usuaris de Mac poden ometre aquest pas) Instal·leu el controlador visitant https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Descarregueu i instal·leu el controlador (el fitxer.exe que apareix al pas 2 al a la part superior de la pàgina de RedGerbera enllaçada).
2. Instal·leu la biblioteca necessària per a Hexware. Obriu l'IDE Arduino. A "Fitxer", seleccioneu "Preferències". A l'espai proporcionat per als URL de gestor de taulers addicionals, enganxeu https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. A continuació, feu clic a "D'acord". Aneu a Eines -> Tauler: -> Gestor de taules. Al menú de l'extrem superior esquerre, seleccioneu "Contribuïda". Cerqueu i feu clic a Gerbera Boards i feu clic a Instal·la. Surt i torna a obrir Arduino IDE. Per assegurar-vos que la biblioteca està instal·lada correctament, aneu a Eines -> Tauler i desplaceu-vos fins a la part inferior del menú. Hauríeu de veure una secció titulada "Gerbera Boards", sota la qual hauria d'aparèixer com a mínim HexWear (si no més taulers com el mini-HexWear).

Pas 3: Disseny del inversor

Aquest diagrama il·lustra el circuit que connecta les bateries de 9 volts en paral·lel als inversors i després a la jaqueta. Tingueu en compte que el parell de cables que surten de cada inversor porta corrent altern i és important que els cables connectats en paral·lel procedents dels inversors estiguin en fase, en cas contrari, el guany net no serà 1.

Pas 4: Disseny del relé

Aquest és el component posterior del circuit del pas 3 etiquetat com a "commutadors" que connecta l'hex amb els commutadors (mòdul de relé).

Pas 5: Construeix

Connecteu les bateries i els inversors de 9 volts tal com es mostra a la figura 1. Cinc volts de 9 volts haurien d’estar en paral·lel i connectar-los a quatre inversors també en paral·lel. Els cables de sortida dels inversors s’han de connectar en paral·lel i en fase. Un dels cables paral·lels de sortida de l’inversor s’ha de deixar de banda per connectar-lo directament als panells electroluminescents de la jaqueta. L'altre es connectarà al mòdul de relé. Tingueu en compte que el que va és arbitrari perquè estem davant d’un circuit de corrent altern. Tal com es mostra al pas 4, heu de dividir els cables paral·lels en tres, connectant-se cadascun a un dels quatre commutadors. Un commutador quedarà inutilitzat. Consulteu les instruccions a adafruit.com o amazon.com per saber on s’haurien de connectar els cables als commutadors. S'hauria de connectar un altre cable a cada interruptor que es reservarà per connectar-se als panells electroluminescents de la jaqueta. Assegureu-vos de connectar el mòdul de relé a l’Hex correctament, tal com es mostra al pas 4 i anteriors.

Passant al circuit integrat a la jaqueta. Ara tenim un conjunt de tres cables que es connecta als inversors i un altre conjunt de tres cables que es connecta als interruptors. Estan en grups de tres perquè tenim 3 circuits paral·lels de panells electroluminescents a la jaqueta. Els panells electroluminescents es poden enganxar a la jaqueta i es poden tallar forats a la tela per enfilar els cables de manera que no es mostrin a l’exterior. El següent pas és el més senzill però tediós a causa de tots els panells electroluminescents. Trieu quins panells voleu il·luminar simultàniament. Podeu assignar tres grups de panells i cadascun ha d'estar connectat en paral·lel. Hi hauria d’haver cables d’entrada positius en paral·lel i cables d’entrada negatius en paral·lel, tot i que el que és positiu i negatiu és arbitrari perquè es tracta d’un circuit de corrent altern. Connecteu un dels tres cables que provenen dels inversors a cadascun dels tres grups d’il·luminació paral·lela electroluminescent. A continuació, connecteu un dels tres cables que provenen dels interruptors a cadascun dels tres grups d’il·luminació paral·lela electroluminescent. Assegureu-vos de tapar els cables exposats, ja que us provocaran un xoc lleuger.

Pas 6: Codificació

El nostre codi utilitza la biblioteca Arduino Fast Fourier Transform (fft) per descompondre el soroll en les freqüències que sent el Hex. Les matemàtiques reals darrere de les transformades de Fourier són una mica complicades, però el procés en si no és massa complex. En primer lloc, el Hex sent sorolls, que de fet són una combinació de moltes freqüències diferents. L’Hex només pot escoltar un cert temps abans d’haver d’esborrar totes les dades i de nou, de manera que, perquè pugui sentir un soroll, la freqüència d’aquest soroll ha de ser, com a màxim, la meitat del temps que escolta Hex el Hex ha de poder escoltar-lo dues vegades perquè sàpiga que és la seva pròpia freqüència. Si representéssim un to pur en funció de l’amplitud enfront del temps, veuríem una ona sinusoïdal. Com que, en realitat, els tons purs no són habituals, el que veiem és una línia ondulant bastant confusa i irregular. No obstant això, podem aproximar-ho amb una suma de moltes freqüències de to pur diferents a un grau de precisió força elevat. Això és el que fa la biblioteca fft: pren un soroll i el divideix en diferents freqüències que sent. En aquest procés, algunes freqüències que utilitza la biblioteca fft per aproximar el soroll real tenen amplituds més grans que altres; és a dir, alguns són més forts que d’altres. Per tant, cada freqüència que pot escoltar l’Hex també té una amplitud o volum corresponent.

El nostre codi fa molt poc per obtenir una llista de les amplituds de totes les freqüències del rang que pot escoltar l’Hex. Inclou un codi que imprimeix una llista de freqüències i amplituds, i també les representa gràficament perquè l’usuari pugui verificar que l’Hex està escoltant alguna cosa, i que sembla correspondre a canvis en el nivell de volum del que sigui. audició. A partir d’aquí, com que el nostre projecte té 3 commutadors, hem dividit els rangs de freqüència en terços: baixa, mitjana i alta i hem fet que cada grup correspongui a un commutador. El Hex travessa les freqüències que ha escoltat i si alguna cosa del grup baix / mitjà / alt supera un volum determinat, el commutador corresponent al grup al qual pertany la freqüència s’activa i tot s’atura per deixar que la llum es quedi. encès. Això continua fins que s'han comprovat totes les freqüències i, a continuació, l'hex escolta de nou i es repeteix tot el procés. Com que teníem 3 commutadors, és així com dividim les freqüències, però es pot escalar fàcilment a qualsevol nombre d’interruptors.

Una nota sobre algunes de les curiositats del codi. La raó per la qual, quan iterem a través de les freqüències que comencen per la desena, és perquè a una freqüència de 0, l’amplitud és extremadament alta independentment del nivell de soroll a causa d’un desplaçament de CC, de manera que acabem de començar després d’aquest cop.

Consulteu el fitxer adjunt per conèixer el codi real que hem utilitzat. No dubteu a jugar amb ell per fer-lo més o menys sensible, o afegiu més grups d’il·luminació si voleu. Diverteix-te!