Arduino Music Reactive Desktop Lamp: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Hei alle!

I denne bygningen vil vi lage en reaktiv LED -bordlampe ved hjelp av enkle komponenter og litt grunnleggende Arduino -programmering. Det gir en imponerende effekt der lyset vil danse til alle lyder og musikk. Jeg fullførte dette prosjektet med en lagkamerat.

Hva inspirerte meg til å gjøre dette? Under en av opplæringen av modulen min, fikk vi muligheten til å lære hvordan en Arduino fungerer, og jeg har siden blitt fascinert av de utallige mulighetene for den, kombinert med det faktum at det er en åpen kildekode -maskinvare. Etter å ha fått i oppgave å lage og foredle en digital artefakt, ønsket jeg å bruke beregning som et verktøy og et medium for å uttrykke kunst og kultur gjennom denne fysiske digitale artefakten. Jeg har også alltid hatt en ting med objekt som inneholder lysdioder, da jeg føler at LED -strimler styrer et bredt spekter av muligheter - fra måten det settes sammen med objektet til kontroll av fargen. Det kan få et enkelt objekt til å se flott og interaktivt ut. Hva er bedre hvis vi kunne gjøre det til et bærbart objekt. Jeg er sikker på at de fleste av dere vil ha kjent om DJ -marshmello og hans ikoniske hodeplagg. Mitt opprinnelige konsept var å finpusse den bærbare marshmellohjelmen, innlemme LED -lys - drevet av Arduino og akselerometerbevegelsessensor, til den (vil berøre mer om dette i de siste tankene). På grunn av budsjett (kostnadene for LED er dyre..) og praktiske prosjekthensyn på det tidspunktet, endret vi ideen til denne lydreaktive marshmello LED -lampen. Det kan definitivt sees på som et medium som viser popkulturen, og som en lydreaktiv lampe ser det ut til å være en digital kunst.

Dette er vår versjon av prosjektet. Alle kreditter til youtuberens "Natural Nerd" fulgte vi basert på hva de hadde gjort og vil takke dem for å gi oss detaljer om hvordan vi skal gjøre prosjektet. (Natural Nerd)

Trinn 1: Hovedforsyninger

Første ting først: Dette er utstyret vi trenger. De er stort sett valgfrie - på grunnlag av at du enkelt kan lage din egen improvisasjon og tilpasning til prosjektet ditt. Likevel er det nødvendig med noen viktige elementer hvis du vil følge denne veiledningen:

• Arduino Uno (eller en like liten Arduino -type)
• Lyddetektormodul
• Ekstern strømforsyning
• Individuelt adresserbare LED -strips 60 leds per meter
• Jumper ledninger
• Brødbrett

Avhengig av utseendet du vil oppnå, vil du kanskje arrangere stripene annerledes eller utstråle lyset på en annen måte. For min tilnærming brukte jeg følgende elementer:

• En resirkulert glassburk (eller en annen krukke som passer din dimensjon)
• Et svart kortpapir
• Skumplate
• Spraymaling (brukes til å belegge glasset)

Alle de viktigste elementene ble kjøpt fra Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), LED -stripene var den desidert dyreste delen som kostet 18 SGD for 1 meter - vi brukte 2 meter. Resten av varene var enten resirkulerte materialer eller kjøpt fra nærbutikken.

Trinn 2: STRØM FOR KOMPONENTENE

Jeg brukte en ekstern strømforsyning, for eksempel en AC til DC strømkilde - fyren ved skranken foreslo en ekstern strømforsyning, da det ville være bedre å slå på en 2 meter LED -stripe, og ikke brenne USB -porten. Hvis du bruker 1 meter eller mindre, klarer du deg uten ekstern strømforsyning og bruker bare Arduino Unos USB -kabel og kobler den direkte til PCen.

Hovedkomponenten i prosjektet er lyddetektormodulen. Det vil gi et analogt signal (inngang) til Arduino, som brukes til å tenne RGB -lysene (utgang). Den eksterne strømforsyningen vil drive alle tre komponentene - Arduino, lyddetektormodul og LED -lys. Koble VIN (eller 5V) på Arduino og VCC på lyddetektorkortet til den positive inngangen. Led deretter GND på Arduino og detektoren til det negative. Dette er illustrert på vedlagte skjema. Vi må også koble 5V- og GND -inngangen på LED -stripen til strømkilden.

Vi brukte et brødbrett som mellommann for disse forbindelsene. Strømforsyningen går til brødbrettet fra den eksterne strømkilden, som deretter driver de tre komponentene som nevnt.

Merk: Læreren vår foreslo bruk av en motstand for forbindelsene mellom strøm- og lyddetektormodul, slik at ikke all strøm går til modulen, noe som gir bedre inngang.

Trinn 3: DETEKTOR OG STRIPS

Etter å ha koblet alle tre komponentene til strømmen, må vi koble dem til hverandre.

Lyddetektormodulen vil kommunisere med Arduino over de analoge inngangspinnene - jeg bruker pin A0.

LED -stripene trenger en digital puls for å forstå hvilken LED som skal adresseres. Dermed må den digitale utgangspinnen DI kobles til Arduino. Jeg bruker pin 6 på Arduino. Vi fikk butikken der vi kjøpte elektronikken for å lodde alle jumperledninger til LED -stripen. Derfor var det ingen loddejobb som var nødvendig for vår egen, noe som sparte bryet med det. Det som trengte igjen var bare å koble en hann-hunnkabel til den.

På samme måte kan du bare følge det skjematiske diagrammet for å få en oversikt over tilkoblingene.

Trinn 4: OPPLADERING AV KODEN

Dette er uten tvil den viktigste delen av prosjektet. Du kan finne kilden til koden jeg brukte her (lenke) eller min versjon av den (vedlagt fil). Hovedprinsippet er å kartlegge den analoge verdien som oppnås fra sensoren, til antall lysdioder som skal vises.

For å starte hver gang, vil vi sikre at alle lysene fungerer som forventet. Vi kan gjøre dette ved å bruke matrisefunksjonen, som lar deg slå på alle individuelle lysdioder.

Deretter går vi videre til hovedfunksjonen for å visualisere lydene i lampen. Vi kan gjøre dette ved hjelp av kartfunksjonen. Dette lar oss vise et visst antall lysdioder gitt den kvantifiserbare variabelinngangen. For min tilnærming bestemte jeg meg for å pumpe opp antall lysdioder i oppsettet (180 definert i koden i motsetning til de 120 lysdiodene jeg har). Jeg prøvde forskjellige oppsett - inkludert justering av følsomheten på lyddetektormodulen, variasjoner av mikrofonens lave og maks. Verdi, men jeg kunne imidlertid ikke oppnå en ønskelig visualisering før jeg hadde pumpet opp antall lysdioder. Det er også et andre lag av prosedyrer. Koden gir mulighet for mer avansert sporing av lydintensiteten basert på gjennomsnitt, for å la lyset endre farger når sangen går inn i en topp - 'HIGH -modus'.

Avhengig av utseendet du vil oppnå, vil du kanskje gjøre justeringer av koden som brukes. Denne videoen (lenke) forklarer kodene i detalj.

Trinn 5: Klargjøring av huset

Først rullet jeg det svarte kortpapiret til omtrent samme sirkel og diameter som åpningen på glassbeholderen. Jeg hadde ikke de riktige måleverktøyene. Derfor improviserer jeg ved å rulle hele det svarte kortpapiret i glasset. Etter å ha målt lengden på svart kortpapir jeg må bruke, kuttet jeg det forsiktig ved å følge merket jeg ga. Jeg teipet deretter endene sammen for å danne et sylindrisk rør. Lengden og høyden på huset avhenger av størrelsen på glasset ditt. Du kan bruke hvilken lengde du vil.

Deretter pakker jeg huset som jeg hadde gjort med LED -stripen rundt det, og maskerer hele overflaten av huset. Dette ble gjort bare med limet på baksiden av stripen. Jeg sørger for at en liten spalte kuttes ut slik at den overflødige ledningslengden kan gli inne i huset for bedre håndtering av ledninger, og ikke hindre spyleoverflaten.

For det tredje brukes det hule sylindriske røret som en fordel ved å stappe elektronikken på innsiden. Til å begynne med sikret jeg ledningstilkoblingene på Arduino og brødbrett, ved hjelp av blå tak. Deretter teipet jeg overskytende trådlengde ned med vanlig 3M tape. Dette trinnet er et forhåndstiltak for å forhindre at ledningene lett kobles fra under monteringsprosessen.

For det fjerde er det monterte brettet klart til å settes inn i huset. Siden elektronikken er "skjult" inne i huset, må utformingen av bygget være slik at det gir brukeren lett tilgang til Arduino USB. Ikke bare det, lyddetektormodulen må også settes ned for at modulen skal kunne plukke opp lydinngangen rundt. Det monterte brettet blir derfor satt opp vertikalt for å tillate det. Noen av skumplaten ble brukt til å holde det monterte brettet mot huset. Under dette trinnet vil LED -stripen bli tilkoblet (med de røde, oransje, gule hoppetrådene) etter plasseringen av elektronikken. Alle tilkoblinger er gjort opp til dette punktet, bortsett fra de til den eksterne strømkilden - den røde og svarte ledningen.

Trinn 6: KASSEN SELV

Siden jeg baserer skrivebordslampen for å være en kopi av marshmellos hode, måtte jeg belegge hele glassbeholderen - bortsett fra øynene og munnen som måtte være svart, med den hvite spraymaling. En sjablong av øyne og munn kuttes ut og limes på glasset før sprøytingen. Glasset ble tørket før øynene og munnen ble plassert fra innsiden av glasset. Dette ble gjort ved å bruke det gjenværende svarte kortpapiret (først tenkte jeg på å male det svart). Effekten viste seg bra ettersom det ser ut som øynene og munnlaget faktisk ble kuttet ut.

Metalllokket måtte ha en sentral åpning for tilgang til Arduino USB, lyddetektormodul og strømforsyning som nevnt. Jeg klarte å klippe på verkstedet på skolen.

Trinn 7: SLUTT OPP

Det er nå den siste monteringen av bygget.

LED -stripen kontrolleres først for å sikre at lysene faktisk fungerer, og at alle tilkoblinger er riktige. Etter å ha sørget for at komponentene fungerer, kan du fortsette å sette huset inn i beholderen du har laget. Du kan se ved hullet (selv etter plassering av lokket) og plasseringen av de elektroniske komponentene, du kan nå både Arduino USB -grensesnittet og strøminngangen fra undersiden. Lyddetektormodulen stikker også litt utover for bedre lydopptak. Til beina brukte jeg terninger kuttet ut av skumbrettet, og malte det svart. Ideelt sett kan du bruke et fint trestativ til skrivebordslampen din.

Merk: malingsarbeidet var i utgangspunktet dårlig utført sett fra vannmerkene i den første prototypen, derfor måtte jeg skrape av hele belegget med tynnere da, sprayet det på nytt. Dette tok definitivt litt ekstra innsats som du kan se for å unngå.

Og til slutt fullførte jeg prosjektet. Det tok definitivt gjentatte forsøk og feil - enten for å få koden til å gå, eller med hensyn til endring av monteringsprosessen, men jeg var fornøyd med det som ble oppnådd.

Trinn 8: KOMPLETT

Dette var et flott prosjekt, og jeg hadde det gøy å gjøre det. Videre er det spesielt flott ettersom det er så tilpassbart og gir mulighet for enhver tidsoppdatering i fremtiden. Koden kan omarbeides når som helst, og du får i utgangspunktet en "ny" lampe hver gang.

FREMTIDIGE FORBEDRINGER

Det er imidlertid så mye mer forbedring og/eller variasjoner som kan gjøres i bygget.

Du kan legge til forskjellige knappinnganger koblet til Arduino. Med dette kan du endre modus for å implementere en generell lampefunksjon, med for eksempel generell puls. Dette tillater bytte mellom den gjeldende lydreaktive modusen og generell gradientpulseringsmodus. En annen knapp kan implementeres for å endre fargesettet til lysene som lyser (sett 1 - blått til gult, sett 2 - rødt til lilla osv.). Eller enda mer, du kan ha 3 lag med prosedyrer der det er flere moduser for avansert sporing av lydintensiteten basert på gjennomsnitt - 'LAV', 'NORMAL', 'HØY'. På den måten vil du oppnå et bredere spekter av fargebølger.

Jeg liker også å gå tilbake til mitt opprinnelige konsept, det bærbare marshmello LED -hodet. Dette vil virke som en dristigere konstruksjon, som både kombinerer bruk av en lyddetektormodul og akselerometerbevegelsesmodul. Lyddetektormodulen vil generell pulsvisualisering av LED -lysene, mens akselerometerets bevegelsesmodul vil endre fargen på lysene i henhold til inngangen den leser - bevegelsesgrad av brukeren.

I utgangspunktet er tanken her at begrensningene er uendelige, og er en som bare er begrenset av din visjon. Takk for at du så/leser og ha det bra med Arduinoen din!