Sala de ball LED: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:17

Aquesta és una guia per construir un visualitzador de música LED basat en Arduino, AKA, una sala de ball digital totalment dolça. Hi ha diverses guies al voltant d’instructibles sobre visualitzadors de circuits purs, però generalment són algun tipus d’amplificador per fer polsar les llums i canviar la intensitat en resposta a la potència transmesa al senyal d’àudio. Volia alguna cosa més en la línia de diversos estroboscopis que responguessin a diferents freqüències de la música. El resultat final és el fillastre mutant d’això i d’això i una mica d’això, però val la pena. El senyal d’àudio real es llegeix des de la presa del micròfon de l’ordinador, de manera que pot acceptar el seu propi so so d’un iPod / Rock Band / karaoke / qualsevol cosa que puguin somiar els nens bojos. Per gentilesa de DoKashiteru i Creative Commons, us porto un vídeo sense censura del sistema en acció:

Pas 1: peces / eines

Parts: LEDs - viouslybviament. Vaig comprar de 10 mm realment brillants en diferents colors a granel a eBay, però els podeu trobar a Digikey o Mouser. Les puntuacions de millicandela més altes són millors, sobretot si voleu que il·luminin qualsevol cosa i no només siguin un punt de color. Feu una volta per trobar una bona oferta. Resistències: una per cada LED. La meva necessitava 470 ohms, però assegureu-vos de comprovar les qualificacions dels vostres LEDs per obtenir la màxima llum possible sense cremar-les. Pa sense soldar: per a tot el circuit. Arduino: la interfície ordinador / circuit. Un taulell impressionant. Compreu-lo en línia. Filferro: molts fils de nucli sòlid. Necessitava molt, ràpid, així que vaig acabar netejant la meva RadioShack local d’aquestes coses, però hauríeu de trobar-les molt més barates. Tenir dues cadenes unides així és extremadament útil, com veureu més endavant. Ordinador: on té lloc el càlcul real. Sí, pot ser que sigui una mica excessiu per parpellejar algunes llums, però, com que inevitablement acabem reproduint la nostra música de ball des d’un ordinador portàtil, de totes maneres va funcionar bé. Font d'alimentació: és probable que els LED obtinguin més energia de la que pot proporcionar l'arduino, de manera que els alimentarem externament i els canviarem amb transistors. Hauríeu de tenir-ne un munt d’electrònica antiga o en trobareu a les botigues de segona mà. Consulteu la pàgina de planificació per saber quin voltatge / amperatge necessiteu. Transistors NPN: els fem servir com a amplificadors / commutadors de corrent. Una mica de corrent extret de l’arduino controla una gran quantitat de corrent extret de la font d’alimentació que travessa els LED. Cerqueu-los en línia o a RadioShack. Soldador: força explicatiu. Altaveus / divisor d'àudio / cable d'àudio home-home: altaveus per a so, divisor i cable per alimentar el senyal de la sortida dels auriculars als altaveus i al connector de micròfon. Programari: Arduino: descarregueu l'entorn de programari arduino des d'aquí. Processament: el processament parla bé amb arduino i té algunes biblioteques increïbles. Baixeu-lo des d’aquí. Assegureu-vos que teniu la versió més recent de la biblioteca de processament d'àudio Minim des d'aquí. És possible que també hàgiu d’aconseguir la biblioteca ‘arduino’ per fer-los comunicar; obteniu-la des d’aquí i enganxeu-la a la carpeta Processament / biblioteques.

Pas 2: disseny de circuits

Una visió general del circuit que estem construint. Les dues cadenes del cable estan connectades a les tensions alta i baixa, i cada parell de LED / resistències els uneix per il·luminar-se. La cadena de baixa tensió està realment connectada a terra a través d’un transistor de manera que podem controlar la quantitat de corrent que flueix (i, per tant, la brillantor dels LED).

Pas 3: planificació

El pas més important és planificar quins colors voleu i on. Els sostres del meu dormitori es descriuen millor com a "forma de gofre", amb sagnats quadrats que envolten la superfície. Aquests feien una quadrícula molt natural per traçar els colors, però haureu d’elaborar el vostre propi pla. Podeu encendre fins a 8 LED aproximadament en una única cadena de control, el que significa que aquests 8 s’encendran i s’apagaran simultàniament. Amb un disseny complet, ara necessitem càlculs de potència. Consulteu els fulls de dades dels vostres LED per esbrinar la tensió i el corrent de sortida. El meu té una caiguda de tensió de ~ 3,5 volts i té un corrent màxim de 20 miliamperis. Com que tenia una font d'alimentació de 12 volts al voltant, podem fer una mica de matemàtiques de circuits senzills utilitzant la llei d'Ohm (V = IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ohms. Per simplicitat, arrodonim això a 470 ohms. La majoria dels LED de 5 mm tindran caigudes de voltatge al voltant de 2 volts i la potència actual de 15 mm, però comproveu que no els cremeu. Recordeu: la intensitat de la llum és proporcional al corrent, de manera que utilitzeu una resistència més gran per limitar el corrent si són massa brillants. Assegureu-vos també que la font d'alimentació pot suportar tot aquest corrent; algunes petites només tenen una potència de pocs centenars de miliamperis, és a dir, que només podeu alimentar 10-20 LED en paral·lel com nosaltres.

Pas 4: prepareu els LEDs i el cable

És molt més fàcil connectar els LED als cables si primer els soldem juntament amb les resistències. Talleu tant el cable negatiu (més curt) del LED com el costat d'una resistència aproximadament per la meitat i, a continuació, soldeu-los junts. Un cop fet això, doblegueu el cable positiu i la resistència cap a l'exterior de manera que el LED s'enganxi una mica. Vegeu la imatge per obtenir una explicació molt més clara. A continuació, traieu tot el cable i assegureu-vos que en teniu prou per arribar a cada fil. Mesureu i marqueu cap a on ha d’anar cada LED. Una vegada més, l’explicació del fitxer adjunt real la dóna millor la imatge. Soldeu els LEDs al cable, assegurant-vos de mantenir les polaritats consistents: tots els cables positius a un cable i tots els cables negatius a l’altre. Un cop hàgiu acabat, proveu els fils ABANS de posar-los: connecteu els cables a la font d'alimentació o a una bateria de 9 volts per assegurar-vos que tots els llums s'encenen. En el meu cas, es tractava de molta cinta adhesiva blanca i de peu a les cadires. Assegureu-vos que els extrems lliures s’uneixin en un lloc, on posarem la taula de treball, l’arduino i l’ordinador. També he posat petits globus d’origami sobre els LED per difondre la llum; només heu de tallar petites escletxes radialment cap enfora del forat del globus per fer quatre llengüetes i lliscar-se bé. Vegeu la imatge de la pàgina anterior per obtenir l’efecte. Punts extra si els globus es fan a partir de notes de conferències antigues.

Pas 5: Creeu el circuit

Realment no hi ha molt més a dir. Connecteu els cables negatius i positius de la font d’alimentació als rails d’alimentació de la taula de connexions i connecteu el pin de terra arduino al mateix rail negatiu. Vegeu la imatge per obtenir un bon sistema de disseny. Proveu que tot funcioni traient els cables de l'arduino (que es mostren en blau, negre i vermell a continuació) i connecteu-los al rail d'alimentació positiu. El corrent passarà pels transistors i permetrà que els LED s’encenguin (si tot està connectat correctament). Torneu a posar-los com haurien de ser i connecteu l’arduino a l’ordinador amb un cable USB. Per configurar el sistema de so, connecteu els altaveus i el cable masculí-masculí al divisor. Envieu l’altre extrem del cable home-home a la presa de micròfon de l’ordinador. Una vegada més, això és lleugerament excessiu si només voleu reproduir so des de l’ordinador (sobretot si podeu esbrinar com utilitzar el jack), però d’aquesta manera el sistema pot fer flash a Rock Band o karaoke o qualsevol altra cosa que pugui emetre’s en un Connector d'àudio de 3,5 mm. Assegureu-vos que el micròfon funciona: connecteu el divisor a qualsevol font d'àudio i obriu un programa de gravació de so per veure si registreu un senyal. Sovint es pot silenciar el micròfon, de manera que si teniu problemes, és el primer lloc que cal mirar.

Pas 6: Codi de codi Codi

Obriu l’entorn del programari arduino i pengeu l’esbós d’exemple de StandardFirmata al tauler. L’esbós us permetrà controlar l’arduino a través d’una interfície sèrie, és a dir, el codi arbitrari de l’ordinador pot controlar els llums que acabem de connectar. El codi que realment processa el senyal d’àudio és (convenientment) un esbós de processament. Es basa en l’impressionant biblioteca BeatDetect de la biblioteca mínima. La classe BeatDetect calcula la transformada de Fourier del senyal d'àudio i fa un seguiment de la mitjana i la variància de cadascun dels coeficients durant els darrers segons. Si el valor d'algun dels contenidors FFT supera la variància, es detecta un batec i s'encén la llum associada a aquesta freqüència.. Això vol dir que cada cadena de LEDs correspondrà a una freqüència de música diferent: una cadena parpellejarà a ritmes de greus, una altra a cops d’acceleració, una altra a notes vocals agudes, etc., per a 26 freqüències diferents. dibuixeu des de baix i modifiqueu la matriu ledPins a la línia 10 per reflectir la vostra pròpia configuració. El primer número de pin correspon a les freqüències més baixes. Un cop fet això, heu acabat. Connecteu el divisor d'àudio a la presa dels auriculars, inicieu l'esbós i comenceu a reproduir música. Si tot funciona com s’esperava, apareixerà un visualitzador de formes d’ona i els llums parpellejaran. Gaudeix-ne!

Pas 7: resolució de problemes

Els principals problemes amb què és probable que tingueu és que Processing i l’arduino es parlin entre ells. Assegureu-vos d’instal·lar el programari arduino; això comportarà totes les biblioteques de sèrie necessàries. Podeu evitar problemes amb el circuit provant a mesura que aneu: proveu cada LED, després cada cadena i després cada conjunt de transistors. Si falla tota la resta, torneu a això per diagnosticar on resideix el problema. Ara que he aconseguit aixafar tots els errors de la meva pròpia configuració, no puc pensar en el que eren fora del cap. Publiqueu qualsevol problema que tingueu, ja que probablement m’hi vaig trobar i ho he oblidat.