LED Dans Odası: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Bu, Arduino tabanlı bir LED müzik görselleştiricisi, AKA tamamen tatlı bir dijital dans odası oluşturmak için bir kılavuzdur. Saf devre görselleştiricileri hakkında talimatlar etrafında çeşitli kılavuzlar vardır, ancak bunlar genellikle ışıkların darbe yapmasını ve ses sinyalinde iletilen güce yanıt olarak yoğunluğunu değiştirmesini sağlayan bir tür amplifikatördür. Farklı müzik frekanslarına yanıt veren birden fazla flaş hattı boyunca daha fazlasını istedim. Sonuç, bunun ve bunun ve bunun birazının mutant üvey çocuğudur, ancak buna kesinlikle değer. Gerçek ses sinyali bilgisayardaki mikrofon jakından okunur, böylece ya kendi sesini kabul edebilir ya da iPod / Rock Band / karaoke / siz çılgın çocukların hayalini kurabileceğiniz her şeyi seslendirin. Yeni müzik yayınlayın! DoKashiteru ve Creative Commons'ın izniyle, size sistemin hareket halindeki sansürsüz bir videosunu sunuyorum:

Adım 1: Parçalar / Araçlar

Parçalar: LED'ler - Açıkçası. eBay'den toplu olarak çok parlak 10mm'lik farklı renklerde satın aldım, ancak bunları Digikey veya Mouser'da bulabilirsiniz. Daha yüksek milikandela derecelendirmeleri daha iyidir, özellikle bunların herhangi bir şeyi aydınlatmasını ve sadece bir renk noktası olmasını istemiyorsanız. İyi bir anlaşma bulmak için alışveriş yapın. Dirençler - Her LED için bir tane. Benimki 470 ohm gerektiriyordu, ancak LED'lerinizi yakmadan mümkün olduğunca fazla ışık elde etmek için değerleri kontrol ettiğinizden emin olun. Lehimsiz breadboad - Tüm devreler için. Arduino - Bilgisayar/devre arayüzü. Harika bir küçük tahta. İnternetten satın alın. Tel - Çok sayıda katı çekirdekli tel. Çok hızlı bir şekilde ihtiyacım vardı, bu yüzden yerel RadioShack'imi bu şeylerden temizledim, ama onu çok daha ucuza bulabilmelisin. Daha sonra göreceğiniz gibi, iki telin bu şekilde bir arada tutulması son derece yararlıdır. Bilgisayar - Gerçek hesaplamanın yapıldığı yer. Evet, bu birkaç ışığı yakmak için biraz abartılı olabilir, ancak kaçınılmaz olarak dans müziğimizi bir dizüstü bilgisayardan çalmaya başladığımızdan, her halükarda gayet iyi çalıştı. Güç kaynağı - LED'ler muhtemelen arduino'nun sağlayabileceğinden daha fazla güç çekecek, bu yüzden onları harici olarak besleyeceğiz ve transistörlerle değiştireceğiz. Eski elektronik cihazlardan bunlardan bir demetiniz olmalı veya bunları ikinci el mağazalarında bulabilirsiniz. İhtiyacınız olan voltaj / amper için planlama sayfasına bakın. NPN transistörleri - Bunları akım yükselteçleri/anahtarları olarak kullanıyoruz. Arduino'dan çekilen küçük bir akım, LED'lerden geçen güç kaynağından çekilen çok fazla akımı kontrol eder. Bunları çevrimiçi olarak veya RadioShack'te bulun. Havya - Oldukça açıklayıcı. Hoparlörler / ses ayırıcı / erkek-erkek ses kablosu - Kulaklık çıkışından gelen sinyali hoparlörlere ve mikrofon jakına beslemek için ses, ayırıcı ve kablo için hoparlörler. Yazılım: Arduino - arduino yazılım ortamını buradan indirin. İşleme - İşleme, arduino ile iyi konuşur ve yerleşik bazı harika kütüphanelere sahiptir. Buradan indirin. Buradan Minim ses işleme kitaplığının en son sürümüne sahip olduğunuzdan emin olun. Ayrıca iletişim kurmalarını sağlamak için 'arduino' kitaplığını da almanız gerekebilir - buradan alın ve İşleme/kütüphaneler klasörünüze yapıştırın.

Adım 2: Devre Tasarımı

İnşa ettiğimiz devrenin genel bir görünümü. Telin iki şeridi, yüksek ve düşük voltajlara bağlanır ve her bir LED/direnç çifti, onları yakmak için köprüler. Alçak gerilim dizisi aslında bir transistör aracılığıyla toprağa bağlanır, böylece akan akımın miktarını (ve dolayısıyla LED'lerin parlaklığını) kontrol edebiliriz.

Adım 3: Planlama

En önemli adım, hangi renkleri ve nerede istediğinizi planlamaktır. Yatakhanemdeki tavanlar en iyi şekilde yüzeyi döşeyen kare girintilerle "waffle şeklinde" olarak tanımlanır. Bunlar renkleri düzenlemek için çok doğal bir ızgara oluşturdu, ancak kendi planınızı bulmanız gerekecek. Tek bir kontrol dizisine 8'e kadar LED'i belirleyebilirsiniz, bu da bu 8'in aynı anda açılıp kapanacağı anlamına gelir. Tümü çizilen bir düzen ile şimdi güç hesaplamalarına ihtiyacımız var. İleri voltajı ve akımı bulmak için LED'lerinizin veri sayfalarını kontrol edin. Benimki ~3,5 voltluk bir voltaj düşüşüne ve maksimum 20 miliamper akıma sahip. 12 voltluk bir güç kaynağım olduğu için Ohm Yasasını (V=IR) kullanarak biraz basit devre matematiği yapabiliriz: (12 - 3.5) = 0.02 * R R = 425 ohm. Basit olması için bunu 470 ohm'a yuvarladık. 5 mm LED'lerin çoğunda 2 volt civarında voltaj düşüşleri ve 15 miliamper civarında akım değerleri olacaktır, ancak bunları yakmamak için kontrol edin. Unutmayın: ışık yoğunluğu akımla orantılıdır, bu nedenle çok parlaklarsa akımı sınırlamak için daha büyük bir direnç kullanın. Ayrıca güç kaynağının tüm bu akımı kaldırabileceğinden emin olun - bazı küçük olanlar yalnızca birkaç yüz miliampere derecelendirilir, yani bizim gibi yalnızca 10-20 LED'i paralel olarak çalıştırabilirsiniz.

Adım 4: LED'leri ve Kabloyu Hazırlayın

LED'leri önce dirençlerle birlikte lehimlersek, kablolara takmak çok daha kolaydır. Hem LED'in negatif (daha kısa) ucunu hem de bir direncin bir tarafını yaklaşık yarıya kadar kesin, ardından bunları birbirine lehimleyin. Bu yapıldıktan sonra, pozitif ucu ve direnci dışarı doğru bükün, böylece LED biraz yapışır. Daha net bir açıklama için resme bakın. Ardından, tüm teli döşeyin ve her bir telin ulaşması için yeterince sahip olduğunuzdan emin olun. Her bir LED'in nereye gitmesi gerektiğini ölçün ve işaretleyin. Bir kez daha, asıl ekin açıklaması en iyi şekilde resim tarafından verilir. Kutupları tutarlı tuttuğunuzdan emin olarak LED'leri kabloya lehimleyin - tüm pozitif kablolar bir kabloya ve tüm negatif kablolar diğerine. Bitirdikten sonra, kabloları takmadan ÖNCE test edin - tüm ışıkların yandığından emin olmak için kabloları güç kaynağınıza veya 9 voltluk bir pile bağlayın. Ardından, tüm kabloları takın! Benim durumumda, bu çok ve çok sayıda beyaz bant ve sandalyelerde ayakta durmayı içeriyordu. Ücretsiz uçların hepsinin tek bir yerde bir araya geldiğinden emin olun, burada breadboard, arduino ve bilgisayarı koyacağız. Ayrıca ışığı dağıtmak için LED'lerin üzerine küçük origami küreler koydum - balondaki delikten dışarı doğru radyal olarak küçük yarıklar kesip dört sekme yapın ve güzelce kayacaktır. Efekt için önceki sayfadaki resme bakın. Küreler eski ders notlarından yapılırsa bonus puanlar.

Adım 5: Devreyi Oluşturun

Gerçekten söylenecek fazla bir şey yok. Güç kaynağınızdan gelen pozitif ve negatif uçları breadboard'unuzdaki güç raylarına bağlayın ve arduino topraklama pimini aynı negatif raya bağlayın. İyi bir yerleşim sistemi için resme bakın. Arduino'dan kabloları (aşağıda mavi, siyah ve kırmızı ile gösterilmiştir) çıkararak ve bunları pozitif güç rayına bağlayarak her şeyin çalıştığını test edin. Akım, transistörlerden akacak ve LED'lerin yanmasına izin verecektir (eğer her şey doğru şekilde bağlanmışsa). Bunları eski haline getirin ve arduino'yu usb kablosu ile bilgisayarınıza bağlayın. Ses sistemini kurmak için hoparlörleri ve erkek-erkek kabloyu splitter'a takın. Erkek-erkek kablonun diğer ucunu bilgisayarınızdaki mikrofon jakına gönderin. Yine, yalnızca bilgisayarınızdan ses çalacaksanız (özellikle de jakın nasıl kullanılacağını çözebiliyorsanız) bu biraz fazla abartı olur, ancak bu şekilde sistem, Rock Band'e veya karaoke'ye veya bir 3,5 mm ses jakı. Mikrofonunuzun çalıştığından emin olun - ayırıcıyı herhangi bir ses kaynağına takın, ardından bir sinyal kaydedip kaydetmediğinizi görmek için bir ses kayıt programı açın. Çoğu zaman mikrofonun sesi kapatılabilir, bu nedenle sorunlarınız varsa ilk bakacağınız yer burasıdır.

Adım 6: Kod Kodu Kodu

Arduino yazılım ortamını açın ve StandardFirmata örnek taslağını tahtaya yükleyin. Çizim, arduino'yu bir seri arayüz üzerinden kontrol etmenize izin verecek, yani bilgisayardaki rastgele kod, az önce bağladığımız ışıkları kontrol edebilir. Ses sinyalini gerçekten işleyen kod (uygun şekilde) bir İşleme çizimidir. Minim kitaplığındaki harika BeatDetect kitaplığına dayanmaktadır. BeatDetect sınıfı, ses sinyalinin Fourier dönüşümünü hesaplar ve son birkaç saniye için katsayıların her birinin ortalamasını ve varyansını takip eder. Herhangi bir FFT kutusundaki değer varyansı aşarsa, bir vuruş algılanır ve bu frekansla ilişkili ışık yanar.. Bunun anlamı, LED'lerin her dizisinin farklı bir müzik frekansına karşılık geleceğidir - bir dizi bas vuruşlarına, bir diğeri trampet vuruşlarına, bir diğeri yüksek vokal notalara vb. 26 farklı frekans için yanıp sönecektir. Ekteki İşlemeyi İndirin aşağıdan çizin ve kendi kurulumunuzu yansıtmak için 10. satırdaki ledPins dizisini değiştirin. İlk pin numarası en düşük frekanslara karşılık gelir. Bu bittiğinde, bitirdiniz! Ses ayırıcıyı kulaklık jakınıza takın, çizimi başlatın ve biraz müzik çalmaya başlayın. Her şey beklendiği gibi çalışıyorsa, bir dalga formu görselleştirici açılır ve ışıklar yanıp söner. Eğlence!

7. Adım: Sorun Giderme

Karşılaşmanız muhtemel olan ana problemler, İşleme ve arduino'nun birbirleriyle konuşmasıdır. Arduino yazılımını yüklediğinizden emin olun - bu, gerekli tüm seri kitaplıkları beraberinde getirecektir. Gittikçe test ederek devre ile ilgili sorunları önleyebilirsiniz - her bir LED'i, ardından her bir şeridi, ardından her bir transistör setini test edin. Her şey başarısız olursa, sorunun nerede olduğunu teşhis etmek için buna geri dönün. Artık tüm hataları kendi kurulumumdan ezmeyi başardım, kafamın üstünde ne olduklarını düşünemiyorum. Muhtemelen karşılaştığım ve o zamandan beri unuttuğum için, sahip olduğunuz sorunları gönderin.