Mirall Arduino Infinity (Bluetooth i so reactiu): 9 passos (amb imatges)

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

Vaig crear un Infinity Mirror per a un projecte escolar amb Arduino que podeu controlar amb el vostre telèfon o tauleta mitjançant Bluetooth. El mirall també té un micròfon incorporat que detecta el so / la música i reacciona en conseqüència generant estroboscòpics de llum atractius al ritme de la música. Simplement inicieu l'aplicació, connecteu-vos a Bluetooth i veureu com passa la màgia.

En aquest manual d’instruccions us mostraré com podeu fer aquest Mirall infinit. Comencem, doncs,

Pas 1: reuniu materials

Per fer aquest mirall infinit, necessitareu els materials següents:

1) Arduino Uno (30 dòlars)

També podeu utilitzar un altre tipus d’Arduino, però això depèn completament de vosaltres.

2) Mini tauler de suport o PCB (5 dòlars)

Vaig fer servir la taula de protecció per prototipar i, posteriorment, vaig soldar-ho tot amb una placa de perfils / taulers.

3) Tira LED LED 5050 RGB WS2813 - 144 LED (1 metre) (25 dòlars)

També podeu utilitzar una tira LED diferent, però assegureu-vos que tots els LED siguin adreçables individualment. Assegureu-vos també que la tira LED proporciona un voltatge "extra" de 5V per cada metre de LED. Això es deu al fet que la tensió cau sobre la banda i el corrent a l’inici pot augmentar considerablement. (i potser cremeu l'inici de la vostra tira LED!) Podeu llegir més sobre això aquí: Alimentació de Neopixels.

4) Prototip de cables (3 dòlars)

Els colors no importen en general, però és molt útil tenir-los com a referència per a vosaltres mateixos. He utilitzat blanc, negre, vermell, verd, groc, taronja i blau.

5) Cable USB A a B (4 dòlars)

S’utilitzarà per carregar el vostre codi Arduino a la placa Arduino Uno.

6) Font d'alimentació de commutació mitjana: 5V 10A (15 dòlars)

S'utilitzarà per donar suport a la tira LED amb voltatge extern de 5V, perquè l'Arduino en si no és prou potent per il·luminar tots els LED. També podeu optar per utilitzar una font d’alimentació d’adaptador de paret, però assegureu-vos que funciona amb 5V.

7) Cable d'alimentació de 230 V amb endoll (3 dòlars)

S'utilitzarà per connectar la font d'alimentació de commutació a la presa de corrent de 230 V. Depenent del lloc on visqui, la quantitat de voltatge de la presa de corrent pot variar. En qualsevol cas, necessitareu un cable adequat amb endoll.

8) Transceptor de RF de mòdul Bluetooth HC-06 Slave 4-PIN (8 dòlars)

Aquest mòdul s'utilitzarà per enviar dades des del vostre telèfon o tauleta a l'Arduino. Aquest mòdul bluetooth només pot servir com a esclau. El PIN / contrasenya Bluetooth estàndard és 1234.

9) Mòdul de sensor de detecció de so 3-PIN (3 dòlars)

Aquest mòdul s'utilitzarà per detectar so, ja que té un micròfon incorporat. Configureu el potenciòmetre per a la quantitat de so desitjada en què es generi un senyal. També podeu utilitzar un sensor de so diferent, però això depèn de vosaltres.

10) Resistència de 220 Ω (0,25 dòlars)

S'utilitzarà per controlar les tensions dels LED. Si no l’utilitzeu, els LED s’acabaran escalfant. Una resistència de 220Ω té franges vermelles, vermelles i marrons en aquest ordre. L’última franja representa la tolerància. L’or significa ± 5%. Més informació aquí: Resistència de 220 Ohm.

11) Condensador electrolític 1000uF 16V (0,25 dòlars)

S’utilitzarà per afegir i emmagatzemar capacitat (energia) al vostre circuit. Més informació aquí: Condensadors electrolítics.

Caixa i mirall:

Aquests són els materials i dimensions que he utilitzat per crear la meva caixa. També podeu optar per comprar un marc o una caixa prefabricada que sigui prou gran per encabir-hi un mirall reflectant unidireccional, un mirall normal, LEDs i aparells electrònics. Només us recomano construir-lo vosaltres mateixos si teniu les eines i els materials adequats.

12) Vidre de 25 x 25 cm (3 mm de gruix) (5 dòlars)

El vidre s’utilitzarà com a mirall reflectant de sentit únic, per al qual necessitareu la pel·lícula de la finestra del mirall de sentit únic (vegeu 13). També podeu optar per comprar un mirall unidireccional / mirall semitransparent que sigui prou gran per cabre dins de la vostra caixa. Podeu tallar el vidre vosaltres mateixos amb un tallador de vidre (vegeu 22), però recomano consultar especialistes per fer-ho o, millor encara, comprar un vidre amb les dimensions adequades.

13) Pel·lícula de finestra de mirall unidireccional tintada de 30 x 30 cm (5 dòlars)

Per reproduir un mirall unidireccional, necessitareu vidre i un rotllo de pel·lícula de finestra de mirall unidireccional tintat que s’aplicarà al vidre amb aigua i sabó (vegeu 29). El motiu pel qual és una mica més gran que el vidre és perquè es reduirà amb el pas del temps. Si opteu per comprar un mirall unidireccional com es va esmentar anteriorment, no el necessitareu.

14) Mirall de 25 x 25 cm (3 mm de gruix) (5 dòlars)

Només un mirall normal, com el que teniu al bany. Això s’utilitzarà, juntament amb el mirall unidireccional, per crear l’efecte “infinit”.

15) 2x llistons de fusta gruixuts 25 x 10 x 2cm (2 dòlars)

Dos llistons de fusta per a la part superior i inferior de la caixa.

16) 2x llistons de fusta gruixuts 27 x 10 x 2cm (2 dòlars)

Dos llistons de fusta per al costat dret i esquerre de la caixa.

17) 2x llistons de fusta prima 25 x 2,5 x 0,5 cm (1 dòlar)

Dos llistons de fusta per a la part superior i inferior de l’interior de la caixa (en què descansaran els miralls i en què s’enganxaran els LED).

18) 2x llistons de fusta fina de 24 x 2,5 x 0,5 cm (1 dòlar)

Dos llistons de fusta per a la part dreta i esquerra de l’interior de la caixa (on es recolzaran els miralls i on s’enganxaran els LED).

19) Llauna / esprai de pintura negra

Vaig fer servir això per pintar la meva caixa de negre perquè fos més integrada amb el tema fosc.

Eines:

Aquestes són les eines que necessitareu per crear la caixa i el mirall:

20) Cinta mètrica (3 dòlars)

S’utilitza per mesurar la vostra caixa, per descomptat. Més informació aquí: Com llegir una cinta mètrica.

21) Mesurar quadrat (5 dòlars)

També s’utilitza per mesurar la caixa / materials. No és realment necessari, però pot ser molt útil.

22) Cortador de filferro (5 $)

S’utilitza per despullar i tallar els cables. Com a alternativa, també podeu utilitzar un ganivet de cuina o un ganivet Stanley. Més informació aquí: How to Strip Wire.

23) Tallador de vidre (5 dòlars)

S’utilitza per tallar vidres i miralls. Com a alternativa, podeu utilitzar un diamant, però no el recomano. Més informació aquí: Com tallar els vitralls.

24) Tornavís / trepant (2 dòlars)

S’utilitza per conduir cargols i perforar forats. Més informació aquí: Com conduir un cargol de fusta.

25) Martell (5 dòlars)

S’utilitza per conduir ungles. Més informació aquí: Com utilitzar un martell amb seguretat.

26) Cola per a fusta (5 dòlars)

Si els cargols o els claus no són prou bons, també podeu aplicar una mica de cola de fusta per mantenir les parts juntes. Més informació aquí: Com enganxar fusta junts.

27) Serrat (5 dòlars)

S’utilitza per serrar fusta. Més informació aquí: Com serrar fusta amb una serra de mans.

28) Ungles (3 dòlars)

S'utilitza per mantenir les peces juntes, en el nostre cas permanentment.

29) Cargols (3 dòlars)

També s’utilitza per mantenir les peces juntes, però mitjançant cargols en lloc de claus podeu desconnectar fàcilment les peces si cal.

30) Aigua i sabó

S'utilitza per aplicar la pel·lícula de la finestra del mirall d'unidireccional tintat sobre el vidre. I també s’utilitza per netejar el mirall infinit. Si voleu saber com instal·lar la pel·lícula de la finestra, podeu seguir aquest tutorial: Com instal·lar la pel·lícula de la finestra.

31) Paper de vidre (1 dòlar)

S’utilitza per refinar les vores esmolades del vidre i la fusta.

Eines de soldar (opcionals):

32) Soldador (15 dòlars)

Opcional si decidiu soldar-ho tot junt en lloc de deixar-lo a la taula de treball. Si voleu saber soldar, podeu seguir aquest tutorial: How to Solder Electronics.

33) Llauna de soldar 0,6 mm - 100 g (5,50 dòlars)

S’utilitza per soldar els cables junts.

34) Cable de dessoldatge: 1 mm 1,5 m (1,50 dòlars)

S’utilitza per dessoldar els cables, en cas que hagueu comès un error per accident.

35) Tubs de contracció de calor (2 dòlars)

S’utilitza per mantenir junts els cables soldats.

36) Capçal femení d'1 x 3 pins (0,10 dòlars)

No és realment necessari, però pot ser útil si no voleu soldar directament el sensor de detecció de so als cables.

37) Capçal femení 1x 4 pins (0,10 dòlars)

No és realment necessari, però pot ser útil si no voleu soldar directament el mòdul bluetooth als cables.

Pas 2: connexions de taulers de pa

Un cop hàgiu muntat els materials, és hora de fer el vostre primer prototip mitjançant una taula de treball. La taula de treball té quatre columnes en total. Les dues primeres i darreres dues columnes blaves i vermelles comparteixen una connexió verticalment, representant les connexions + 5V (vermell) i terra / GND (blau). Les dues columnes del centre són on es col·locaran els components principals. Podeu obtenir més informació sobre les taules de revisió aquí.

Per tant, el que voleu fer és connectar el vostre Arduino a la taula de treball mitjançant alguns cables de prototipus. Com he esmentat abans, els colors no importen, però són una referència útil per a vosaltres mateixos. Per exemple, he utilitzat els cables vermells per representar el + 5V i els cables blancs per representar el GND. Tampoc importa on col·loqueu els pins sempre que es mantinguin al mateix circuit.

A continuació, voleu connectar la vostra tira LED a la placa de control. Notareu que té de 3 a 6 cables segons el tipus que tingueu. El blanc representa l'entrada GND / min, el vermell representa l'entrada de + 5 V, el verd representa el PIN d'entrada de dades i el blau representa el PIN d'entrada de dades de còpia de seguretat (no connecteu tret que el LED estigui enllaçat). Connecteu l’alimentació externa de 5V i connecteu-la a la tira LED. No us oblideu de connectar també la resistència i el condensador tal com es mostra a la imatge superior, o bé és possible que us cremeu els LED.

Per últim, voleu connectar el mòdul bluetooth i el sensor de detecció de so a la placa de control. Assigneu el sensor de detecció de so al pin A0 (analògic). Pel que fa al mòdul bluetooth, notareu que té un pin RXD i un pin TXD. Són per enviar i rebre senyals. NOTA: connecteu el pin TXD del mòdul al pin RXD de l’Arduino i el pin RXD del mòdul al pin TXD de l’Arduino. No als mateixos pins!

Pas 3: codifiqueu l'Arduino

Per tant, el següent pas és codificar l’Arduino. Per fer-ho, necessitareu el programari Arduino IDE, que podeu descarregar aquí. Un cop hàgiu descarregat l’IDE, obriu un document nou i copieu i enganxeu el següent codi a la finestra del projecte:

#incloure

// Pins connectats a l'Arduino

const int PIN = 6; // El pin d'entrada de la tira LED int NUMPIXELS = 144; // El nombre de píxels que s’encendran const int SOUNDSENSOR = A0; // El pin d'entrada del sensor de so

int ButtonState = 0; // Estat que està assignat a un botó de l'aplicació Bluetooth

volum int = 0; // Estat que comprova si hi ha un senyal al micròfon o no

// Variables de color

PrimBlue booleà = fals; boolean PrimGreen = fals; boolean PrimRed = fals; booleà PrimWhite = fals; booleà PrimYellow = fals; boolean PrimOrange = fals; booleà PrimPink = fals; booleà PrimPurple = fals;

// Variables de llum i so

SoundDetect booleà = fals; FullLight booleà = fals;

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

configuració nul·la () {

pinMode (SOUNDSENSOR, INPUT); // Entrada del sensor de so pinMode (PIN, OUTPUT); // Entrada de la tira LED

Serial.begin (9600);

strip.setPixelColor (0, 0, 0, 0); strip.setBrightness (0); strip.begin (); // Això inicialitza la biblioteca NeoPixel strip.show ();

}

bucle buit () {

// Definiu la quantitat de brillantor segons la brillantor del byte del control lliscant = analogRead (A0) / 4; Serial.println (brillantor); if (Serial.available ()> 0) {ButtonState = Serial.read (); }

// Activa o desactiva la detecció de so i LED

if (FullLight == 1 && SoundDetect == 0) {strip.setBrightness (ButtonState); strip.show (); } else if (FullLight == 0 && SoundDetect == 0) {strip.setBrightness (0); strip.show (); } else if (FullLight == 0 && SoundDetect == 1) {strip.setBrightness (brillantor); strip.show (); } else if (FullLight == 1 && SoundDetect == 1) {strip.setBrightness (0); strip.show (); }

//////////////////////////// Interruptor LED //////////////////////// ////

if (ButtonState == 'a') {primaryColors (); Llum completa = 1; SoundDetect = 0; }

if (ButtonState == 'b') {

Llum completa = 0; SoundDetect = 0; }

////////////////////////// Switch de detecció de so /////////////////////// /////

if (ButtonState == 'c') {primaryColors (); SoundDetect = 1; Llum completa = 0; }

if (ButtonState == 'd') {

SoundDetect = 0; Llum completa = 0; }

////////////////////////// Colors primaris //////////////////////// ////

if (ButtonState == '1') {primaryColors (); PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimRed = 1; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; }

if (ButtonState == '2') {

primàriaColors (); PrimGreen = 1; PrimBlue = 0; PrimRed = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; }

if (ButtonState == '3') {

primàriaColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 1; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '4') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 1; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '5') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 1; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '6') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 1; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '7') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 1; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '8') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 1; }}

void primaryColors () {

for (int i = 0; i <NUMPIXELS; i ++) {if (PrimBlue == 1) {strip.setPixelColor (i, 0, 0, 255); } else if (PrimGreen == 1) {strip.setPixelColor (i, 0, 255, 0); } else if (PrimRed == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 0, 0); } else if (PrimWhite == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 255); } else if (PrimYellow == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 0); } else if (PrimOrange == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 102, 0); } else if (PrimPink == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 0, 255); } else if (PrimPurple == 1) {strip.setPixelColor (i, 102, 0, 204); } else {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 255); }} strip.show (); }

Si us demana que instal·leu la biblioteca Adafruit NeoPixel, feu-ho a Sketch> Importa biblioteca> Adafruit NeoPixel.

Pas 4: creeu l'aplicació Bluetooth

Ara entrem en la part interessant, la creació de la vostra aplicació. Vaig decidir fer servir un programari de tercers anomenat MIT App Inventor 2 per fer-ho. Si voleu descarregar els fitxers del projecte (.aia) i fer canvis a l'aplicació, podeu baixar-lo a continuació. Però també podeu descarregar l’aplicació (.apk) de seguida sense haver de codificar res. Només l’heu d’instal·lar al dispositiu.

Pas 5: Creeu la caixa

En aquest pas, crearem el quadre / marc per al mirall infinit.

El marc exterior

Primer, talleu el llistó gruixut del marc exterior (vegeu les imatges anteriors). Necessitareu dues peces de 27 cm de longitud (per a la part superior i inferior) i dues peces de 25 cm de longitud (per al costat esquerre i al costat dret). Ara claveu-les juntes clavant-les a les cantonades de la caixa (4 per cada costat), però assegureu-vos que les vores encaixin perfectament. També podeu optar per enganxar-los junts, però depèn de vosaltres.

El marc interior

A continuació, talleu la prima capa del marc interior (torneu a veure les imatges anteriors). Necessitareu dues peces de longitud de 25 cm (per a la part superior i inferior) i dues peces de longitud de 24 cm (per al costat esquerre i dret). Ara voleu clavar-les a uns 0,5 cm per sota de la part superior del marc exterior utilitzant 2 claus per cada costat. Aquí també he aplicat una mica de cola de fusta per fer-les més resistents. NOTA: assegureu-vos que el mirall unidireccional s'adapti perfectament a l'interior del marc.

Perforació del forat del micròfon

Com que el micròfon és un objecte sensible, no ha de tenir cobertura. És per això que he perforat un forat a la part superior del quadre des d’on sortirà el cap del micròfon. No feu que el forat sigui massa gran perquè no voleu que el micròfon caigui completament del marc.

Pintar el marc

Vaig decidir pintar el meu marc gairebé de negre mat per donar-li una mena d’efecte fosc i misteriós. Si també decidiu pintar-lo, assegureu-vos que no queden restes de pintura gruixudes al marc. Per evitar-ho, heu de pintar suaument el marc amb un pinzell petit a mig. A més, podeu pintar-lo per segona vegada si no està prou cobert. Deixeu-lo assecar durant un dia més o menys.

Pas 6: soldeu l'electrònica a un PCB

En aquest pas, soldarem l’electrònica a un PCB que posteriorment instal·larem a la part posterior del mirall. La soldadura no és obligatòria, però us recomano fer-la per mantenir l’electrònica al seu lloc. He soldat tot pas a pas per "component" a la graella per evitar errors. Per tant, primer vaig soldar el mòdul de so a la placa, després el mòdul bluetooth i, finalment, les tires LED. Us recomano deixar un espai en blanc entre els components que no es pugui tocar directament entre ells, com ara els cables d’entrada + 5V i els cables d’entrada GND (vegeu les imatges anteriors).

Un cop tingueu soldats els components al tauler, comenceu a fer connexions de pont aplicant una mica de llauna entre els components que hi ha a sota del tauler. Com a alternativa, podeu desfer alguns cables i soldar-los als components per fer una connexió de pont.

Ara voleu provar el circuit simplement connectant els cables a l'Arduino. Assegureu-vos que també heu endollat la font d'alimentació. Si els LED s’encenen correctament, ben fet! Si no s’encenen, és possible que vulgueu comprovar el circuit i buscar connexions defectuoses.

Pas 7: instal·leu l'electrònica a la part posterior

El següent pas és instal·lar l’electrònica en un tros de fusta, que també utilitzarem per a la part posterior del mirall. Vaig connectar l’electrònica al tauler amb uns cargols i vaig enganxar dos blocs a la part dreta i esquerra de la part posterior que s’utilitzen per cargolar la part posterior de la caixa a la mateixa caixa.

Pas 8: Munteu els miralls amb la caixa

Ara toca muntar els miralls, enganxar els LED al marc i col·locar el sensor de detecció de so al seu lloc.

Mirall unidireccional

El mirall unidireccional es col·locarà al propi marc, amb el costat tintat orientat cap avall cap al mirall i els LED. Per fer aquest mirall vosaltres mateixos, necessitareu la placa de vidre i la pel·lícula de vidre tintat. Primer talleu la pel·lícula de la finestra amb la mida adequada, però deixeu uns 2-5 cm d’espai extra a cada costat. A continuació, voleu netejar completament la finestra i eliminar totes les restes de pols. A continuació, tapeu la finestra amb aigua i sabó i traieu amb cura el plàstic de la pel·lícula de la finestra (podeu col·locar cinta adhesiva a cada costat per treure-la fàcilment). Ara també voleu tapar el costat enganxós del film de la finestra amb aigua i sabó per evitar que s’enganxi a si mateix. Tot el que heu de fer ara és col·locar-lo damunt del got i escombrar-lo bé al lloc (vegeu les imatges anteriors). Deixeu-lo assecar durant aproximadament un dia i traieu la pel·lícula restant de la finestra.

Enganxeu els LED a la caixa

El següent pas és enganxar els LED a la caixa que es pot fer traient el paper enganxós. També recomano aplicar una mica de cola ràpida a la part posterior de la tira per evitar que es desprengui.

Col·loqueu els miralls i acabeu-los

El darrer pas consisteix a col·locar tant el mirall unidireccional com el mirall normal. El mirall normal va darrere de la tira LED i el mirall unidireccional va al davant. Enganxeu-los al seu lloc amb una mica de cola ràpida i cargoleu la placa posterior amb l'electrònica a la part posterior de la caixa. Poseu el sensor de detecció de so al seu lloc, connecteu tots els cables i voilà, ja està!

Pas 9: proveu el vostre mirall infinit

Tot el que heu de fer ara és provar si tot funciona. I ja està! Ara heu creat el vostre propi mirall infinit controlable per Bluetooth i reactiu de so.: D

No dubteu a fer-ho a la secció de comentaris si teniu cap pregunta.

Gràcies i diverteix-te!