Faldilla d'equalitzador reactiu de so usable: 21 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Durant un temps, he volgut dissenyar una peça que interaccioni amb el so. La faldilla Equalizer té components electrònics integrats que reaccionen al nivell de soroll del seu entorn. Els LED integrats es disposen com a barres d'equalitzador per ressaltar el comportament reactiu del so. Depenent de la intensitat del so, només s’encenen uns quants LED o tots.

Integrar l'electrònica adequada sense fer-los visibles no va ser massa fàcil, ja que la faldilla té un ajust ajustat a la pell. També volia que la faldilla Equalizer semblés una faldilla normal, sense forats, sempre que els llums estiguin apagats. Vaig trigar una mica a trobar els LEDs i el mètode adequats, ja que les tires de LED o els filaments de LED prefabricats eren massa voluminosos i no eren prou flexibles per a la faldilla.

L’ús de fils conductors sol ser una forma fàcil d’integrar l’electrònica. No obstant això, quan es tracta de connectar diversos LED RGB a una tira, la resistència del fil conductor és massa alta. Els LEDs s’han de cosir força junts si no, començaran a parpellejar i / o mostraran el color incorrecte.

En aquest instructiu, us mostraré com fer una tira LED feta a mida, molt fina i flexible, així com com connectar l’electrònica i integrar les llums al cuir.

Pas 1: el disseny

Aquesta faldilla de pell té 5 columnes de 3 a 6 llums cadascuna i 20 LED en total. Els LED i l’electrònica s’uneixen a l’interior de la faldilla. Les llums brillen a través de forats de la capa superior que es fixen amb traus i cola calenta. Com que els traus semblen uns petits tacs, la faldilla encara té bon aspecte fins i tot quan els llums estan apagats.

Pas 2: subministraments

Materials:

• Cuir
• Folre
• Cremallera
• o aconseguir una faldilla
• 20 x LED RGB [tipus WS2812B] de SparkFun
• Microcontrolador [Flora] d'Adafruit
• Amplificador de micròfon d'Adafruit o SparkFun
• Bateria de 3,7 a 5 V de SparkFun o Amazon
• Filferro flexible [recobert de silicona o PVC] d'Adafruit
• Redueix la calor
• 3 cables de pont masculí
• 3 cables de pont femení
• Velcro amb respatller enganxós de 10 cm
• Ullets de 20 x ¼”

Eines:

• Soldador
• Filferro de soldadura
• Kit d'eines d'ullets
• Martell
• Pistola de cola calenta + cola
• Cinta mètrica
• Regle
• Tisores
• Guix o bolígraf de tela
• Agulla i fil
• Màquina de cosir
• Ordinador i cable USB

Opcional:

• Eina de soldadura per mans ajudants
• Preses de cocodril
• Eina de filferro

Pas 3: LEDs RGB WS2812B

A la imatge superior podeu veure els LEDs SMD WS2812B RGB "nus". Cada LED té una mida de 5 x 5 mm i té un LED vermell (R), un verd (G) i un blau (B), a més d’un petit xip de controlador. Els LED WS2812B són adreçables, cosa que significa que podeu controlar el color i la brillantor de cada LED individual. Per tant, es poden programar gairebé tots els patrons imaginables.

Cada LED té quatre contactes de soldadura: un per a terra, un per a alimentació i un per a l'entrada de dades i un per a la sortida de dades. El pin de terra està marcat amb una vora tallada a la part superior del LED, al costat del pin de terra hi ha el pin d’entrada de dades. La diagonal de l'entrada de dades és la sortida de dades, que es connectarà al pin d'entrada de dades del següent LED. L'últim passador és el pas d'alimentació. Els pins de dades són necessaris per transmetre informació sobre la brillantor i el color que haurien de tenir els LED.

Si necessiteu més informació, aneu a la pàgina de productes de Sparkfun on trobareu el full de dades, una guia de connexió i un tutorial de LED.

Pas 4: amplificador de micròfon

La placa amplificador de micròfon Electret d’Adafruit inclou un micròfon electret de 20-20 KHz i 3 pins de soldadura per connectar-lo a un microcontrolador. OUT ha d’estar connectat amb el pin del microcontrolador definit al codi, GND es connectarà a terra i VCC a una font d’alimentació entre 2,4 - 5 V. Utilitzeu la font d’alimentació "més silenciosa" disponible a la placa. A la Flora aquest seria el pin de 3,3 V.

L’amplificador de micròfon Electret és ideal per a enregistraments d’àudio o projectes audio-reactius com aquesta faldilla LED. Podeu trobar més informació sobre el micròfon al full de dades d’Adafruit.

Pas 5: Microcontrolador portable

Hi ha molts microcontroladors portables per triar. Podeu trobar una visió general de diferents taulers al pas 3 de la Faldilla de medusa que es pot instruir. Per a aquest projecte és necessària una placa amb una mica més de potència de processament i memòria perquè el codi és una mica complex. Treballar amb un tauler més petit probablement serà més complicat o no funcionarà, ja que no hi ha prou memòria.

Pas 6: font d'alimentació

L’ús de bancs d’energia en lloc de bateries de polímer de liti (LiPo) "nu" és més segur perquè la bateria està protegida en una caixa d'alumini. Els bancs d’energia també són més fàcils de carregar i són útils per si voleu carregar altres dispositius com el vostre telèfon. Tot i això, en aquest projecte treballo amb una bateria de polímer de liti "nua" perquè necessito una bateria petita i plana. Com que la faldilla té un ajust ajustat, no hi ha gaire espai addicional per a un gran banc de potència.

El LiPo ve amb un connector JST de 2 pins, que es pot connectar al microcontrolador. La bateria té aproximadament 4,2 V quan està completament carregada i mor a 3,0 V. Els LED haurien de funcionar amb una font d'alimentació de 5 V, però també funcionen amb una bateria de 3,7 V.

Càlcul del temps de funcionament de la bateria: un LED consumeix uns 60 mA (miliamperis) de corrent. Imagineu-vos que teniu 20 LEDs a la vostra franja; com a màxim atrauran 1, 200 mA en total. Una bateria de 1200 mAh (miliamp hores) pot subministrar 1200 mA durant una hora; per tant, si la vostra bateria té una capacitat de 2, 500 mAh, els LED s’encendran durant almenys dues hores: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

Tanmateix, si decidiu un LiPo, consulteu primer el tutorial de cura de la bateria LiPo de Sparkfun.

Pas 7: dissenyeu i cosiu la faldilla

El disseny es basa en un clàssic patró de faldilla amb cintura alta. Hi ha dos dards a la part davantera i posterior. A la part posterior de la faldilla vaig afegir una cremallera i vaig moure dos (dels quatre dards originals) al centre de l'esquena. Com que la tira LED pot picar una mica, també recomanaria cosir un folre a la faldilla. Vaig escurçar la longitud de la faldilla a 42 cm de llarg. Consulteu aquest tutorial sobre "com cosir una faldilla" si necessiteu ajuda.

Al final, la tira LED, així com la bateria, el micròfon i el microcontrolador s’adheriran a l’interior de la faldilla. Tot plegat pot ser una mica pesat per a materials més suaus com el cotó i el pes pot arrossegar la tela. Per a la meva faldilla he fet servir pell fina i no he tingut cap problema.

Per si no voleu cosir la vostra pròpia faldilla, seguiu endavant i utilitzeu-ne una que ja tingueu. Assegureu-vos que la tela sigui prou gruixuda.

Pas 8: disseny del disseny del LED

Ara penseu en quants LEDs voleu utilitzar per a la vostra faldilla i on fixar-los. La faldilla de cuir té 20 LEDs en total. Al costat dret de la faldilla es disposen 5 columnes de 3 a 6 LED cadascuna. Com que els LED seran reactius, volia que semblessin barres d'equalitzador.

Marqueu els punts LED de la part superior de la faldilla amb guix de tela. Més endavant, tots els LED es connectaran en una línia. El començament de la corda LED serà al centre de la part frontal de la faldilla.

Pas 9: tallar els forats a la faldilla

Al pas següent, seguiu endavant i integreu els traus a la capa superior de la faldilla [no al revestiment]. Talla un petit forat a la tela a cada punt marcat. Vigileu: talleu primer un petit forat i comproveu si l'ullet hi cap. Si el forat és fins i tot una mica massa gran, l’ullet caurà.

Col·loqueu l'ullet més profund a la capa superior de la faldilla, a través del forat. Agafeu-vos a l’ullet i gireu amb cura la faldilla per dins.

Pas 10: Inseriu traus

Ara col·loqueu el motlle de metall (o de vegades de goma) a sota de l’ullet superior. Col·loqueu la rentadora a la part superior de la part posterior de l'ullet. Mantingueu el segell a la part superior de l’ullet més profund i amb un martell, porteu amb cura l’ullet i la rentadora a la seva posició permanent. Repetiu-ho fins que tots els traus estiguin a la faldilla.

Pas 11: Soldeu primer LED al cable de terra

Ara és hora de soldar les llums individuals juntes en una cadena de LED. Assegureu-vos que utilitzeu filferro molt flexible perquè serà més fàcil treballar. Tallar un cable el temps suficient per connectar tots els LED. Aquest serà el cable de terra continu.

Utilitzeu unes tisores per treure una mica del plàstic al voltant del fil de terra després dels primers 10 cm. Col·loqueu el primer LED a l'interior de l'eina d'ajuda de soldadura cap avall. Assegureu el cable de terra a l'interior del clip oposat. Mou els dos clips junts fins que la part de filferro en blanc estigui just al costat del pin de terra del LED. A continuació, premeu el soldador calent a la part superior del filferro i el passador de terra i escalfeu-lo durant uns dos segons. Agafeu el filferro de soldadura i manteniu-lo just al costat del soldador que hi ha sobre el passador i el filferro en blanc. A continuació, espereu fins que s'hagi fondut algun fil de soldadura i el LED s'hagi fixat al fil. Traieu el fil de soldadura abans del soldador i espereu fins que la junta estigui freda.

Nota: el costat més curt del cable (10 cm addicionals) ha d’estar al mateix costat que el pin IN de dades. En cas contrari, la tira LED estarà cap per avall i les dades no podran viatjar en la direcció correcta.

Pas 12: Soldeu una mica més

Per al segon LED, mida la distància entre el primer i el segon trau de la faldilla. Utilitzeu unes tisores petites per eliminar el recobriment de silicona o PVC al voltant del filferro on es soldarà el segon LED. Soldeu el segon LED al cable de terra i repetiu fins que cada ullet tingui el seu propi LED.

Pas 13: Soldeu el cable d'alimentació a la tira LED

Tallar un cable tan llarg com el de terra. Aquest cable es soldarà al pin d'alimentació (diagonalment enfront del pin de terra) dels LED. Torneu a treure el recobriment de silicona o PVC al voltant del filferro als mateixos punts i soldeu el filferro al passador d'alimentació.

Pas 14: soldeu el cable de dades entre LEDs

Ara seguiu endavant i soldeu cables individuals i més curts entre els pins de dades dels LED. El cable de dades es talla entre cada llum, de manera que el senyal de dades passarà pel xip del LED abans de passar al següent LED. Necessitareu un cable de dades al primer LED de la vostra tira (pin de dades IN), però no hi ha cap cable al pin de sortida de dades del vostre darrer LED.

Consell: ajuda a fondre una mica de fil de soldadura sobre els extrems del fil abans de soldar els cables als passadors.

Pas 15: descarregueu Arduino IDE, instal·leu la biblioteca Neopixel i pengeu el codi

En cas que no hàgiu treballat abans amb un microcontrolador Arduino, haureu de descarregar-vos l’Arduino IDE (Integrated Development Environment). Es tracta d’un programari per escriure i penjar programes al microcontrolador Arduino. La biblioteca inclou alguns exemples de programes bàsics. Podeu descarregar el programari des del lloc web Arduino. Quan treballeu amb Flora, seguiu els passos del lloc web d’Adafruit per modificar el vostre IDE Arduino.

Com que a la biblioteca Arduino no hi ha cap programa d’exemple per als LED RGB, haureu de descarregar una biblioteca addicional per treballar. La biblioteca NeoPixel d’Adafruit és fàcil d’entendre i treballar. Descarregueu la biblioteca aquí. Obriu l'IDE Arduino i instal·leu la biblioteca anant a Gestiona les biblioteques. S'obrirà una finestra i haurà de seleccionar el fitxer zip d'Adafruit.

Ara obriu un nou esbós anant a Fitxer> Nou. Aneu a la pàgina LED Ampli-Tie i copieu i enganxeu el codi al vostre esbós. Al codi, canvieu el nombre de LEDs pel nombre real de LEDs que feu servir al vostre projecte. També heu de definir el pin al qual es connectarà la tira LED al microcontrolador i el pin del micròfon. Ara seleccioneu el microcontrolador mitjançant Eines> Tauler. Després de connectar el microcontrolador amb un cable USB al portàtil, feu clic a la fletxa que hi ha a l'extrem superior esquerre de l'esbós. Això carregarà el programa al vostre microcontrolador. Si apareix un error taronja al croquis, copieu el text i feu una cerca a Google per trobar una solució.

Nota: El pin analògic (A) no necessàriament té el mateix número que el pin digital (D). Els números digitals dels pins s’escriuen a la pissarra. Podeu trobar els números de pin analògics al diagrama Pinout Flora. El pin definit al vostre codi per al micròfon ha de ser un pin analògic: la tira LED és un pin digital.

Pas 16: proveu la tira LED

Primer, prepareu el microcontrolador. Haureu de tallar tres cables de pont femella i soldar-los al microcontrolador. Soldeu els cables de dades als pins que heu definit al codi (he utilitzat D10 i D12, però hauríeu d’utilitzar D6 i D9; aquests pins ja estan definits al codi Ampli-Tie). Els dos cables de terra i d’alimentació es poden soldar en un pin cadascun. Assegureu les juntes amb una mica de cola calenta.

A continuació, talleu tres cables de pont masculí i soldeu-los al començament de la tira LED. Assegureu la junta amb una mica de calor. Us ajudarà a connectar i desconnectar els llums del tauler. També és més segur perquè l’endoll s’apagarà abans que es trenqui un fil de la placa o de la tira LED. Això pot passar fàcilment quan es porten aparells electrònics.

Ara podeu connectar la tira LED amb la placa i provar-la. Primer vaig penjar el NeoPixel strandest (programa per il·luminar els LED sense micròfon) per veure si totes les llums funcionen. També haureu de connectar la placa a un LiPo o a l’ordinador per obtenir una font d’alimentació. Com podeu veure a la imatge, primer he fet servir uns retalls de cocodril.

Pas 17: prepareu el micròfon

Soldeu un cable a cada passador. Utilitzeu els altres tres cables femella i soldeu-los als extrems dels cables. A continuació, pengeu el codi LED Ampli-Tie al microcontrolador. Recordeu canviar el nombre de LEDs, així com el pin analògic i digital del codi. Connecteu els llums i el micròfon amb el tauler i proveu-lo.

Pas 18: integrar els LED a la faldilla

Quan tots els LEDs funcionin, podeu seguir endavant i integrar-los a la faldilla. Gireu la faldilla per dins i poseu una mica de cola calenta al voltant del primer trau. Col·loqueu el primer LED (el costat que s’il·lumina cap avall) al primer trau a la part superior de la cola. A continuació, poseu una mica de cola calenta a sobre del LED, deixeu-lo refredar una mica i empenyeu-lo cap avall amb el dit fins que estigui fred. Si les juntes de soldadura no estan prou assegurades, poseu-hi una mica més de cola a la part superior. Repetiu-ho fins que tots els LED s’enganxin en un trau.

Pas 19: empleneu traus

Després que tots els LED estiguin enganxats a les traus, gireu la faldilla cap al costat dret i empleneu els traus amb cola calenta. Mantingueu amb cura la pistola de cola calenta una mica per sobre de l'ullet i deixeu que caigui una mica de cola a l'ullet. Per obtenir una superfície uniforme i llisa, moveu lentament la pistola de calor en cercles mentre ompliu l'ullet.

Pas 20: integrar l'electrònica a la faldilla

A l’últim pas, talla tres peces de velcro amb respatller adhesiu: una per al micròfon, una per al microcontrolador i una per a la bateria. Enganxeu la peça rugosa de velcro a l'electrònica i el costat més suau a l'interior de la faldilla al cuir. Ajuda a portar la faldilla i escollir un bon lloc per a l'electrònica abans d'enganxar el velcro a la pell.

Pas 21: utilitzeu la faldilla

Llest. Ara podeu connectar la bateria, el micròfon i els llums al microcontrolador i il·luminar-los.

Si voleu obtenir més informació sobre els LED RGB i la programació dels vostres propis patrons, consulteu la biblioteca FastLED. Per assignar els LEDs i afegir botons de commutació al vostre projecte, recomano treballar amb la biblioteca RGBShades de macetech.

En cas que tingueu alguna pregunta o alguna cosa no estigui clara, no dubteu a fer-ho. Gaudeix de portar els llums.

Gran Premi al Wearable Tech Contest