LED Dance Room: 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:16

Ito ay isang gabay para sa pagbuo ng isang Arduino-based LED music visualizer, AKA isang ganap na matamis na digital dance room. Mayroong iba't ibang mga gabay sa paligid ng mga itinuturo tungkol sa purong mga circuit visualizer, ngunit sa pangkalahatan ay ilang uri ng amplifier upang gawin ang mga ilaw ng pulso at baguhin ang kasidhian bilang tugon sa kuryente na naipaabot sa audio signal. Nais ko ng isang bagay na higit pa sa linya ng maraming mga strobes na tumutugon sa iba't ibang mga frequency ng musika. Ang huling resulta ay ang mutant stepchild ng ito at ito at kaunti dito, ngunit lubos na sulit. Ang aktwal na signal ng audio ay nabasa mula sa microphone jack sa computer, kaya maaari itong tumanggap ng sarili nitong tunog na pinakain o ang tunog mula sa isang iPod / Rock Band / karaoke / kahit anong mga batang baliw na maaaring managinip. Oo bagong musika! Sa kagandahang-loob ng DoKashiteru at ng Creative Commons, dalhin ko sa iyo ang isang hindi na-sensor na video ng system na kumikilos:

Hakbang 1: Mga Bahagi / Mga Tool

Mga Bahagi: LEDs - Malinaw na. Bumili ako ng mga talagang maliwanag na 10mm sa magkakaibang mga kulay nang maramihan mula sa eBay, ngunit mahahanap mo ang mga ito sa Digikey o Mouser. Ang mas mataas na mga rating ng millicandela ay mas mahusay, lalo na kung nais mo ang mga ito upang maipaliwanag ang anumang bagay at hindi lamang maging isang spot ng kulay. Mamili sa paligid upang makahanap ng magandang deal. Mga Resistor - Isa para sa bawat LED. Kinakailangan ng minahan ang 470 ohm, ngunit tiyaking suriin mo ang mga rating sa iyong mga LED upang makakuha ka ng mas maraming ilaw hangga't maaari nang hindi mo nasusunog. Solderless breadboad - Para sa lahat ng circuitry. Arduino - Ang interface ng computer / circuit. Ang isang kahanga-hangang maliit na board. Bilhin ito online. Wire - Maraming solid-core wire. Kailangan ko ng maraming, mabilis, kaya't natapos kong linisin ang aking lokal na RadioShack ng mga bagay na ito, ngunit dapat mo itong matagpuan nang mas mura. Ang pagkakaroon ng dalawang hibla na pinagsama tulad nito ay lubos na kapaki-pakinabang, tulad ng makikita mo sa paglaon. Computer - Kung saan nagaganap ang tunay na pagkalkula. Oo, maaaring ito ay labis na labis na pag-flash upang mag-flash ng ilang mga ilaw, ngunit dahil hindi namin maiwasang mag-play ng aming musika sa pagsayaw mula sa isang laptop gayon pa man ay gumana ito nang maayos. Suplay ng kuryente - Ang mga LED ay malamang na makakuha ng higit na lakas kaysa sa maaring ibigay ng arduino, kaya't papalakasin natin ang mga ito sa labas at papalitan sila ng mga transistor. Dapat ay mayroon kang isang bungkos ng mga nakahiga mula sa mga lumang electronics, o mahahanap mo sila sa mga matipid na tindahan. Tingnan ang pahina ng pagpaplano para sa kung anong boltahe / amperage ang kailangan mo. Mga transistor ng NPN - Ginagamit namin ito bilang mga kasalukuyang amplifier / switch. Ang isang maliit na kasalukuyang iginuhit mula sa arduino ay kumokontrol ng maraming kasalukuyang iginuhit mula sa supply ng kuryente na tumatakbo sa pamamagitan ng mga LED. Hanapin ang mga ito sa online o sa RadioShack. Panghinang na bakal - Medyo nagpapaliwanag sa sarili. Mga nagsasalita / audio splitter / male-male audio cable - Mga nagsasalita para sa tunog, splitter at cable upang pakainin ang signal mula sa output ng headphone sa mga speaker at microphone jack. Software: Arduino - I-download ang kapaligiran ng arduino software mula dito. Pagpoproseso - Pinoproseso nang maayos ang mga pag-uusap kasama ang arduino, at mayroong ilang mga kahanga-hangang aklatan na na-download. I-download ito mula rito. Tiyaking mayroon kang pinakabagong bersyon ng Minim audio processing library mula dito. Maaaring kailanganin mo ring makuha ang librong 'arduino' upang makipag-usap sila - kunin ito mula rito at idikit ito sa iyong folder ng Pagproseso / mga aklatan.

Hakbang 2: Disenyo ng Circuit

Isang pangkalahatang pagtingin sa circuit na ginagawa namin. Ang dalawang hibla ng kawad ay konektado sa mataas at mababang boltahe, at ang bawat pares ng LED / risistor ay tulay ang mga ito upang magaan. Ang strand ng mababang boltahe ay talagang konektado sa lupa sa pamamagitan ng isang transistor upang makontrol namin ang dami ng kasalukuyang dumadaloy (at samakatuwid ang ningning ng mga LED).

Hakbang 3: Pagpaplano

Ang pinakamahalagang hakbang ay upang planuhin kung anong mga kulay ang gusto mo, at saan. Ang mga kisame sa aking dorm ay pinakamahusay na inilarawan bilang "hugis waffle," na may mga square indentation na naka-tile sa ibabaw. Ang mga ito ay gumawa ng isang likas na grid upang mailatag ang mga kulay, ngunit kakailanganin mong magkaroon ng iyong sariling plano. Maaari mong malaman hanggang sa 8 o higit pang mga LEDs sa isang solong control strand, nangangahulugang ang 8 na iyon ay magkakaroon ng pag-on at i-off nang sabay-sabay. Sa isang layout lahat na iginuhit, kailangan namin ng mga kalkulasyon ng kuryente. Suriin ang mga datasheet para sa iyong mga LED upang malaman ang pasulong na boltahe at kasalukuyang. Ang minahan ay may drop ng boltahe na ~ 3.5 volts at mayroong maximum na kasalukuyang 20 milliamp. Tulad ng mayroon akong 12 boltahe na supply ng kuryente na nakalagay, maaari naming gawin ang isang maliit na simpleng circuit matematika gamit ang Ohm's Law (V = IR): (12 - 3.5) = 0.02 * R R = 425 ohms. Para sa pagiging simple bilugan namin iyon sa 470 ohms. Karamihan sa 5mm LEDs ay magkakaroon ng boltahe na patak sa paligid ng 2 volts at kasalukuyang mga rating sa paligid ng 15 milliamp, ngunit suriin upang hindi mo masunog ang mga ito. Tandaan: ang lakas ng ilaw ay proporsyonal sa kasalukuyang, kaya gumamit ng isang mas malaking risistor upang limitahan ang kasalukuyang kung sila ay masyadong maliwanag. Siguraduhin din na ang hawakan ng kuryente ay makakaya ng lahat ng kasalukuyang ito - ang ilang mga maliliit ay na-rate lamang sa ilang daang milliamp, nangangahulugang maaari mo lamang i-power ang 10-20 LEDs sa parallel na katulad namin.

Hakbang 4: Maghanda ng mga LED at Wire

Mas madaling i-attach ang mga LED sa mga wire kung unang hinangin namin ang mga ito kasama ng mga resistors. Gupitin ang parehong negatibo (mas maikli) na lead ng LED at isang bahagi ng isang resistor tungkol sa kalahati, pagkatapos ay magkasama silang maghinang. Kapag tapos na ito, yumuko ang positibong tingga at ang risistor palabas upang ang LED ay dumikit nang kaunti. Tingnan ang larawan para sa isang mas malinaw na paliwanag. Susunod, ilatag ang lahat ng kawad at siguraduhing mayroon kang sapat para maabot ng bawat strand. Sukatin at markahan kung saan kailangang puntahan ang bawat LED. Muli, ang paliwanag para sa aktwal na pagkakabit ay pinakamahusay na ibinibigay ng larawan. Paghinang ng mga LED sa kawad, tiyakin na panatilihin ang mga polarities na pare-pareho - lahat ng mga positibong humahantong sa isang kawad, at lahat ng mga negatibong humahantong sa iba pa. Kapag natapos mo na, subukan ang mga hibla BAGO mong mailagay ang mga ito - ikonekta ang mga wire sa iyong supply ng kuryente o isang 9 volt na baterya upang matiyak na nakabukas ang lahat ng mga ilaw. Susunod, ilagay ang lahat ng mga wire! Sa aking kaso, nagsasangkot ito ng maraming at puting gaffer tape at isang nakatayo sa mga upuan. Siguraduhin na ang mga libreng dulo ay magkakasama sa isang lokasyon, kung saan ilalagay namin ang breadboard, arduino, at computer. Naglagay din ako ng maliit na mga origami globo sa mga LEDs upang maikalat ang ilaw - gupitin lamang ang maliliit na slits nang radaly palabas mula sa butas sa lobo upang makagawa ng apat na tab at ito ay madulas. Tingnan ang larawan sa nakaraang pahina para sa epekto. Mga puntos ng bonus kung ang globo ay ginawa mula sa mga lumang tala ng panayam.

Hakbang 5: Buuin ang Circuitry

Wala talagang masabi. Ikonekta ang positibo at negatibong mga lead mula sa iyong supply ng kuryente sa mga riles ng kuryente sa iyong breadboard, at ikonekta ang arduino ground pin sa parehong negatibong riles. Tingnan ang larawan para sa isang mahusay na system ng layout. Subukan na ang lahat ay gumagana sa pamamagitan ng pag-alis ng mga lead mula sa arduino (ipinapakita sa asul, itim, at pula sa ibaba) at pagkonekta sa kanila sa positibong power rail. Ang kasalukuyang ay dumadaloy sa pamamagitan ng mga transistor at papayagan ang mga LED na i-on (kung ang lahat ay konektado nang maayos). Ibalik ito kung paano dapat at ikonekta ang arduino sa iyong computer gamit ang isang usb cable. Upang mai-set up ang sound system, i-plug ang mga speaker at ang male-male cable sa splitter. Ipadala ang kabilang dulo ng male-male cable sa microphone jack sa iyong computer. Muli, ito ay medyo labis na labis kung maglalaro ka lamang ng tunog mula sa iyong computer (lalo na kung maaari mong malaman kung paano gamitin ang jack) ngunit sa ganitong paraan ang sistema ay maaaring mag-flash sa Rock Band o karaoke o anumang bagay na maaaring ma-output sa isang 3.5mm audio jack. Tiyaking gumagana ang iyong mikropono - isaksak ang splitter sa anumang mapagkukunan ng audio, pagkatapos buksan ang isang programa sa pagrekord ng tunog upang makita kung nagrerehistro ka ng isang senyas. Kadalasan maaaring ma-mute ang mikropono, kaya kung mayroon kang mga problema iyon ang unang lugar na titingnan.

Hakbang 6: Code Code Code

Buksan ang kapaligiran ng arduino software, at i-upload ang halimbawang halimbawa ng StandardFirmata sa pisara. Papayagan ka ng sketch na kontrolin ang arduino sa isang serial interface, nangangahulugang ang arbitrary code sa computer ay maaaring makontrol ang mga ilaw na na-hook up lang namin. Ang code na talagang nagpoproseso ng audio signal ay (maginhawa) isang Pagproseso ng sketch. Ito ay batay sa paligid ng kahanga-hangang library ng BeatDetect sa minim library. Kinakalkula ng klase ng BeatDetect ang Fourier na pagbabago ng audio signal, at sinusubaybayan ang ibig sabihin at pagkakaiba-iba ng bawat isa sa mga coefficients para sa huling ilang segundo. Kung ang halaga sa alinman sa mga FFT bins ay lumampas sa pagkakaiba-iba, isang matalo ang napansin at ang ilaw na nauugnay sa dalas na iyon ay magbubukas.. Ang ibig sabihin nito ay ang bawat strand ng LEDs ay tumutugma sa iba't ibang dalas ng musika - ang isang strand ay mag-flash sa mga bass beats, isa pa upang mahilo ang mga hit, isa pa sa mataas na mga nota ng tinig, at iba pa, para sa 26 magkakaibang mga frequency. I-download ang nakalakip na Pagproseso sketch mula sa ibaba, at baguhin ang hanay ng ledPins sa linya 10 upang maipakita ang iyong sariling pag-setup. Ang unang numero ng pin ay tumutugma sa pinakamababang mga frequency. Kapag tapos na, tapos ka na! I-plug ang audio splitter sa iyong headphone jack, simulan ang sketch, at simulan ang pag-play ng ilang musika. Kung ang lahat ay gumagana tulad ng inaasahan, isang waveform visualizer ang pop up at ang mga ilaw ay magiging flashing. Mag-enjoy!

Hakbang 7: Pag-troubleshoot

Ang mga pangunahing problema na malamang na makatagpo mo ay ang pagkuha ng Pagproseso at ang arduino upang makausap ang bawat isa. Tiyaking na-install mo ang arduino software - magdadala ito ng lahat ng kinakailangang mga serial library. Maaari mong makita ang mga problema sa pag-iwas sa circuit sa pamamagitan ng pagsubok habang papunta ka - subukan ang bawat LED, pagkatapos ang bawat strand, pagkatapos ang bawat set ng transistor. Kung ang lahat ay nabigong bumalik dito upang mag-diagnose kung saan nakasalalay ang problema. Ngayon na nagawa kong i-squash ang lahat ng mga bug mula sa aking sariling pag-setup, hindi ko maisip kung ano ang nasa itaas ng aking ulo. Mag-post ng anumang mga problema na mayroon ka, dahil malamang na nasagasaan ko sila at nakalimutan ko na.