Giyilebilir Sese Duyarlı Ekolayzer Etek: 21 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Bir süredir sesle etkileşime giren bir parça tasarlamak istiyordum. Ekolayzır Etek, çevresindeki gürültü seviyesine tepki veren entegre elektroniklere sahiptir. Entegre LED'ler, sese duyarlı davranışı vurgulamak için ekolayzır çubukları olarak düzenlenmiştir. Sesin yoğunluğuna bağlı olarak sadece birkaç veya tüm LED'ler yanar.

Doğru elektroniği, onları görünür kılmadan entegre etmek, eteğin cildi sıkı bir şekilde sardığı için çok kolay olmadı. Ayrıca Ekolayzır Etek'in ışıklar kapalıyken üzerinde herhangi bir delik olmayan normal bir etek gibi görünmesini istedim. Önceden yapılmış LED şeritleri veya LED şeritleri çok hacimli olduğundan ve etek için yeterince esnek olmadığından doğru LED'leri ve yöntemi bulmam biraz zaman aldı.

İletken iplik kullanmak genellikle elektroniği entegre etmenin kolay bir yoludur. Bununla birlikte, bir şeride birden fazla RGB LED'i bağlamak söz konusu olduğunda, iletken ipliğin direnci çok yüksektir. LED'lerin birbirine oldukça yakın dikilmesi gerekir, aksi takdirde titremeye ve/veya yanlış rengi göstermeye başlarlar.

Bu talimatta size özel yapım, çok ince ve esnek bir LED şeridin nasıl yapıldığını ve ayrıca elektroniği nasıl bağlayacağınızı ve ışıkları deriye nasıl entegre edeceğinizi göstereceğim.

Adım 1: Tasarım

Bu deri etek, her biri 3 ila 6 ışıklı 5 sütuna ve toplamda 20 LED'e sahiptir. LED'ler ve elektronikler eteğin iç kısmına takılır. Işıklar, delikler ve sıcak tutkalla sabitlenmiş üst katmandaki deliklerden parlıyor. Kuşgözü küçük çivilere benzediğinden, ışıklar kapalıyken bile etek güzel görünüyor.

2. Adım: Sarf Malzemeleri

Malzemeler:

• Deri
• Zar
• Fermuar
• ya da etek al
• SparkFun'dan 20 x RGB LED [tip WS2812B]
• Adafruit'ten Mikrodenetleyici [Flora]
• Adafruit veya SparkFun'dan Mikrofon Amplifikatörü
• 3,7 - SparkFun veya Amazon'dan 5 V Pil
• Adafruit'ten esnek tel [silikon veya PVC kaplı]
• Isıyla büzüşen
• 3 x Erkek atlama teli
• 3 x Dişi atlama teli
• 10 cm arkası yapışkanlı Velcro
• 20 x ¼” Kuşgözü

Aletler:

• Havya
• lehim teli
• Kuşgözü alet takımı
• Çekiç
• Sıcak tutkal tabancası + tutkal
• Ölçüm bandı
• Hükümdar
• Makas
• Kumaş tebeşir veya kalem
• İğne ve iplik
• Dikiş makinesi
• Bilgisayar ve USB kablosu

İsteğe bağlı:

• Lehimleme yardımcı eller aracı
• Timsah enstantane
• Tel sıkma aracı

Adım 3: WS2812B RGB LED'leri

Yukarıdaki resimde 'çıplak' WS2812B RGB - SMD LED'lerini görebilirsiniz. Her LED 5 x 5 mm küçüktür ve bir kırmızı (R), bir yeşil (G) ve bir mavi (B) LED'in yanı sıra küçük bir sürücü çipine sahiptir. WS2812B LED'leri adreslenebilir, bu da her bir LED'in rengini ve parlaklığını kontrol edebileceğiniz anlamına gelir. Bu nedenle, neredeyse akla gelebilecek her desen programlanabilir.

Her LED'in dört lehimleme kontağı vardır: biri toprak, biri güç, biri veri girişi ve biri veri çıkışı için. Topraklama pimi, LED'in üstünde kesik bir kenarla işaretlenmiştir, topraklama piminin yanında veri giriş pimi bulunur. Veri girişinin karşısındaki çapraz, bir sonraki LED'in veri giriş pinine bağlanacak olan veri çıkışıdır. Son pin güç pinidir. Veri pinleri, LED'lerin ne kadar parlak ve ne renk olması gerektiği ile ilgili bilgileri iletmek için gereklidir.

Daha fazla bilgiye ihtiyacınız varsa, veri sayfasını, bağlantı kılavuzunu ve bir LED öğreticisini bulabileceğiniz Sparkfun'un ürün sayfasına gidin.

Adım 4: Mikrofon Amplifikatörü

Adafruit'in Elektret Mikrofon Amplifikatör kartı, 20-20KHz elektret mikrofonun yanı sıra bir mikrodenetleyiciye bağlamak için 3 lehimleme pimi ile birlikte gelir. OUT'un kodda tanımlanan mikrodenetleyici pini ile bağlanması gerekir, GND toprağa, VCC ise 2,4 - 5 V arasında bir güç kaynağına bağlanacaktır. Kart üzerinde bulunan "en sessiz" güç kaynağını kullanın. Flora'da bu, 3.3 V pin olacaktır.

Elektret Mikrofon Amplifikatörü, bu LED etek gibi ses kaydı veya sese duyarlı projeler için mükemmeldir. Mikrofon hakkında daha fazla bilgiyi Adafruit veri sayfasında bulabilirsiniz.

Adım 5: Giyilebilir Mikrodenetleyici

Aralarından seçim yapabileceğiniz birçok giyilebilir mikrodenetleyici vardır. Denizanası Etek talimatının 3. adımında farklı panolara genel bir bakış bulabilirsiniz. Bu proje için, kod biraz karmaşık olduğundan, biraz daha fazla işlem gücüne ve belleğe sahip bir kart gereklidir. Daha küçük bir tahta ile çalışmak büyük olasılıkla daha karmaşık olacak veya yeterli bellek olmadığı için hiç çalışmayacak.

Adım 6: Güç Kaynağı

"Çıplak" lityum polimer (LiPo) piller yerine güç bankalarının kullanılması, pil alüminyum bir kasada korunduğu için daha güvenlidir. Telefonunuz gibi diğer cihazları şarj etmek istemeniz durumunda, güç bankalarının şarj edilmesi daha kolay ve kullanışlıdır. Ancak bu projede "çıplak" bir lityum polimer pil ile çalışıyorum çünkü küçük ve düz bir pile ihtiyacım var. Etek sıkı bir kesime sahip olduğundan, büyük bir güç bankası için fazladan yer yoktur.

LiPo, mikro denetleyiciye takılabilen 2 pimli bir JST konektörü ile birlikte gelir. Pil, tam olarak şarj edildiğinde yaklaşık 4,2 V'a sahiptir ve 3,0 V'ta ölür. LED'ler 5 V'luk bir güç kaynağıyla çalışmalıdır, ancak aynı zamanda 3,7 V'luk bir pille de çalışırlar.

Pilinizin çalışma süresinin hesaplanması: Bir LED yaklaşık 60 mA (miliamper) akım çeker. Şeridinizde 20 LED olduğunu hayal edin, toplamda en fazla 1.200 mA çekecekler. 1200mAh (miliamper saat) pil, bir saat boyunca 1200mA sağlayabilir; yani pilinizin kapasitesi 2.500 mAh ise, LED'ler en az iki saat boyunca yanacaktır: 2.500 mAh / 1.200 mA = 2.08 sa

Ancak, bir LiPo'ya karar verdiyseniz, önce Sparkfun'un LiPo Pil Bakımı Eğitimine göz atın.

7. Adım: Eteği Tasarlayın ve Dikin

Tasarım, yüksek belli klasik bir etek kalıbına dayanmaktadır. Önde ve arkada ikişer dart vardır. Eteğin arkasına bir fermuar ekledim ve (orijinal dört darttan ikisini) arka orta kısmına taşıdım. LED şerit biraz kaşınabileceğinden, eteğe astar dikmenizi de tavsiye ederim. Eteğin boyunu 42 cm olacak şekilde kısalttım. Yardıma ihtiyacınız varsa bu "etek nasıl dikilir" eğitimine göz atın.

Sonunda, LED şeridin yanı sıra pil, mikrofon ve mikrodenetleyici eteğin içine takılacaktır. Hepsi bir arada, pamuk gibi daha yumuşak malzemeler için biraz ağır olabilir ve ağırlık kumaşı çekebilir. Eteğimde ince deri kullandım ve böyle bir sorun yaşamadım.

Kendi eteğinizi dikmek istemiyorsanız, devam edin ve zaten sahip olduğunuz bir eteği kullanın. Kumaşın yeterince kalın olduğundan emin olun.

Adım 8: LED Düzeni Tasarlayın

Şimdi eteğiniz için kaç tane LED kullanmak istediğinizi ve bunları nereye takacağınızı düşünün. Deri etek toplamda 20 LED'e sahiptir. Eteğin sağ tarafında her biri 3 ila 6 LED'li 5 sütun düzenlenmiştir. LED'ler sese duyarlı olacağı için ekolayzır çubukları gibi görünmelerini istedim.

Kumaş tebeşirle eteğinizin üstündeki LED noktalarını işaretleyin. Daha sonra tüm LED'ler bir hatta bağlanacaktır. LED dizisinin başlangıcı eteğin ön kısmının ortasında olacaktır.

Adım 9: Etekte Delikler Kesin

Bir sonraki adımda, halkaları eteğin [astarın değil] üst katmanına entegre edin. İşaretli her noktada kumaşa küçük bir delik açın. Dikkat edin: önce küçük bir delik açın ve deliğin içeri girip girmediğini kontrol edin. Delik biraz fazla büyükse, delik düşecektir.

Daha derin olan deliği delikten eteğin üst tabakasına yerleştirin. Deliğe tutun ve eteği dikkatlice ters çevirin.

Adım 10: Kuşgözü Takın

Şimdi metal (veya bazen kauçuk) kalıbı üst deliğin altına yerleştirin. Yıkayıcıyı, deliğin arka tarafının üstüne yerleştirin. Damgayı daha derindeki deliğin üstünde tutun ve bir çekiçle, deliği ve pulu dikkatlice kalıcı konumlarına getirin. Tüm delikler eteğin içinde olana kadar tekrarlayın.

Adım 11: İlk LED'i Topraklama Kablosuna Lehimleyin

Şimdi tek tek ışıkları bir LED dizisine lehimleme zamanı. Çalışması daha kolay olacağı için çok esnek tel kullandığınızdan emin olun. Tüm LED'leri bağlayacak kadar uzun bir kablo kesin. Bu sürekli topraklama kablosu olacaktır.

İlk 10 cm'den sonra topraklama kablosunun etrafındaki plastiğin bir kısmını çıkarmak için küçük makas kullanın. İlk LED'i aşağı bakacak şekilde lehimleme yardımcı aletinin içine yerleştirin. Topraklama kablosunu karşıdaki klipsin içine sabitleyin. Boş tel kısmı LED'in topraklama piminin hemen yanında olana kadar her iki klipsi birlikte hareket ettirin. Ardından sıcak havyayı telin ve topraklama piminin üzerine itin ve yaklaşık iki saniye ısıtın. Lehim telini alın ve pimin ve boş telin üzerindeki havyanın hemen yanında tutun. Ardından, lehim teli eriyene ve LED kabloya sabitlenene kadar bekleyin. Lehim telini havyadan önce çıkarın ve bağlantı soğuyana kadar bekleyin.

Not: Telin kısa tarafının (ekstra 10 cm) data IN piniyle aynı tarafta olması gerekir. Aksi takdirde, LED şerit baş aşağı olacak ve veriler doğru yönde ilerleyemeyecektir.

Adım 12: Biraz Daha Lehimleyin

İkinci LED için eteğinizin birinci ve ikinci deliği arasındaki mesafeyi ölçün. İkinci LED'in lehimleneceği telin etrafındaki silikon veya PVC kaplamayı çıkarmak için küçük makas kullanın. İkinci LED'i topraklama kablosuna lehimleyin ve her bir deliğin kendi LED'i olana kadar tekrarlayın.

Adım 13: Güç Kablosunu LED Şerit Üzerine Lehimleyin

Topraklama kablosu kadar bir kablo kesin. Bu tel, LED'lerin güç pimine (toprak piminden çapraz olarak) lehimlenecektir. Bir kez daha aynı noktalarda telin etrafındaki silikon veya PVC kaplamayı çıkarın ve teli güç pimine lehimleyin.

Adım 14: LED'ler Arasında Lehim Veri Kablosu

Şimdi devam edin ve LED'lerin veri pinleri arasında bireysel, daha kısa kabloları lehimleyin. Veri kablosu her ışık arasında kesilir, böylece veri sinyali bir sonraki LED'e geçmeden önce LED'in çipinden geçer. Şeridinizin ilk LED'inde (veri GİRİŞ pimi) bir veri kablosuna ihtiyacınız olacak, ancak son LED'inizin veri çıkış piminde kabloya ihtiyacınız olmayacak.

İpucu: Telleri pimlere lehimlemeden önce telin uçlarında bir miktar lehim telinin eritilmesine yardımcı olur.

Adım 15: Arduino IDE'yi İndirin, Neopixel Kütüphanesini Kurun ve Kodu Yükleyin

Daha önce bir Arduino mikrodenetleyici ile çalışmadıysanız, Arduino IDE'yi (Entegre Geliştirme Ortamı) indirmeniz gerekecektir. Bu, programları yazmak ve bunları Arduino mikrodenetleyicinize yüklemek için kullanılan bir yazılımdır. Kütüphane bazı temel örnek programlarla birlikte gelir. Yazılımı Arduino web sitesinden indirebilirsiniz. Flora ile çalışırken, Arduino IDE'nizi değiştirmek için Adafruit web sitesindeki adımları izleyin.

Arduino kütüphanesinde RGB LED'ler için örnek bir program bulunmadığından, çalışmak için ek bir kütüphane indirmeniz gerekecektir. Adafruit'in NeoPixel kitaplığını anlamak ve üzerinde çalışmak kolaydır. Kütüphaneyi buradan indirin. Arduino IDE'yi açın ve Kitaplıkları Yönet'e giderek kitaplığı kurun. Bir pencere açılacak ve Adafruit zip dosyasını seçmeniz gerekecek.

Şimdi Dosya > Yeni'ye giderek yeni bir çizim açın. LED Ampli-Tie sayfasına gidin ve kodu kopyalayıp çiziminize yapıştırın. Kodda, LED sayısını projenizde kullandığınız gerçek LED sayısıyla değiştirin. Ayrıca LED şeridinizin mikrodenetleyicide bağlanacağı pini ve mikrofon pinini de tanımlamanız gerekir. Şimdi Araçlar > Kart üzerinden mikrodenetleyicinizi seçin. Mikrodenetleyicinizi bir USB kablosu ile dizüstü bilgisayarınıza bağladıktan sonra çizimin sol üst köşesindeki oka tıklayın. Bu, programı mikrodenetleyicinize yükleyecektir. Çiziminizde turuncu bir hata görünürse, metni kopyalayın ve bir çözüm bulmak için bir Google araması yapın.

Not: Analog (A) pinin dijital (D) pin ile aynı numaraya sahip olması gerekli değildir. Dijital pin numaraları tahtaya yazılır. Analog pin numaralarını Flora Pinout Diagram'da bulabilirsiniz. Mikrofonunuz için kodunuzda tanımlanan pinin bir analog pin olması gerekir - LED şerit ise bir dijital pin.

Adım 16: LED şeridinizi Test Edin

Öncelikle mikrodenetleyicinizi hazırlayın. Üç dişi jumper kablosunu kesmeniz ve bunları mikrodenetleyicinize lehimlemeniz gerekecek. Veri kablolarını kodunuzda tanımladığınız pinlere lehimleyin (D10 ve D12 kullandım ancak D6 ve D9 kullanmanız gerekir - bu pinler Ampli-Tie kodunda zaten tanımlanmıştır). İki toprak ve güç kablosu, her biri bir pime lehimlenebilir. Eklemleri biraz sıcak tutkalla sabitleyin.

Ardından üç erkek jumper kablosunu kesin ve bunları LED şeridinizin başlangıcına lehimleyin. Eklemi bir miktar ısıyla büzüşen ile sabitleyin. Işıklarınızı panonuza bağlamanıza ve ayırmanıza yardımcı olacaktır. Ayrıca daha güvenlidir, çünkü fiş, bir kablo karttan veya LED şeritten ayrılmadan önce çıkar. Bu, elektronik cihaz takarken kolayca olabilir.

Artık LED şeridinizi panoya bağlayabilir ve test edebilirsiniz. Tüm ışıkların çalışıp çalışmadığını görmek için önce NeoPixel en telini (mikrofonsuz LED'leri yakma programı) yükledim. Ayrıca güç kaynağı için kartı bir LiPo'ya veya bilgisayarınıza bağlamanız gerekir. Resimde gördüğünüz gibi önce timsah çıtçıtları kullandım.

Adım 17: Mikrofonunuzu Hazırlayın

Her pime bir tel lehimleyin. Diğer üç dişi aktarma kablosunu kullanın ve bunları tellerin uçlarına lehimleyin. Ardından LED Ampli-Tie kodunu mikokontrolörünüze yükleyin. Koddaki analog ve dijital pinin yanı sıra LED sayısını da değiştirmeyi unutmayın. Işıklarınızı ve mikrofonunuzu kartınıza bağlayın ve test edin.

Adım 18: LED'leri Eteğe Entegre Edin

Tüm LED'ler çalışırken, LED'leri eteğinize entegre edebilirsiniz. Eteği ters çevirin ve ilk deliğe biraz sıcak tutkal sürün. İlk LED'i (yanan taraf aşağı bakacak şekilde) yapıştırıcının üstündeki ilk deliğe yerleştirin. Ardından LED'in üzerine biraz sıcak tutkal sürün, biraz soğumasını bekleyin ve soğuyana kadar parmağınızla aşağı doğru bastırın. Lehimleme bağlantıları yeterince sabitlenmemişse, üstüne biraz daha yapıştırıcı koyun. Tüm LED'ler bir deliğe yapıştırılana kadar tekrarlayın.

Adım 19: Kuşgözü Doldurun

Tüm LED'ler deliklere yapıştırıldıktan sonra, eteği tekrar sağa çevirin ve delikleri sıcak tutkalla doldurun. Sıcak tutkal tabancasını dikkatli bir şekilde deliğin biraz üzerinde tutun ve bir miktar tutkalın deliğe damlamasına izin verin. Düz ve pürüzsüz bir yüzey için, deliği doldururken ısı tabancasını yavaşça daireler çizerek hareket ettirin.

Adım 20: Elektronikleri Ete Entegre Edin

Son adımda, arkası yapışkanlı üç Velcro parçasını kesin: biri mikrofon için, biri mikrodenetleyici için ve biri de pil için. Pürüzlü Velcro parçasını elektroniğinize ve uygun yumuşak tarafı eteğinizin içine deriye yapıştırın. Velcroyu deriye yapıştırmadan önce eteği giymeye ve elektronik parçalar için iyi bir yer seçmeye yardımcı olur.

Adım 21: Eteğinizi Giyin

Hepsi hazır. Artık pili, mikrofonu ve ışıkları mikrodenetleyicinize takabilir ve yanabilirsiniz.

RGB LED'ler hakkında daha fazla bilgi edinmek ve kendi modellerinizi programlamak istiyorsanız FastLED kitaplığına bakın. LED'lerinizi haritalamak ve projenize anahtar düğmeleri eklemek için macetech'in RGBShades kitaplığı ile çalışmanızı öneririm.

Herhangi bir sorunuz varsa veya net olmayan bir şey varsa, çekinmeden sorun. Işıklarınızı takmanın keyfini çıkarın!

Giyilebilir Teknoloji Yarışmasında Büyük Ödül