Gonna equalizzatore reattiva del suono indossabile: 21 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Per un po' ho voluto progettare un pezzo che interagisse con il suono. L'Equalizer Skirt ha un'elettronica integrata che reagisce al livello di rumore nel suo ambiente. I LED integrati sono disposti come barre di equalizzazione per evidenziare il comportamento reattivo al suono. A seconda dell'intensità del suono, si accendono solo alcuni o tutti i LED.

Integrare l'elettronica giusta senza renderli visibili non è stato troppo facile poiché la gonna ha una vestibilità aderente. Inoltre volevo che la gonna Equalizer sembrasse una normale gonna senza buchi ogni volta che le luci sono spente. Mi ci è voluto del tempo per trovare i LED e il metodo giusti, poiché le strisce LED o i fili LED prefabbricati erano troppo ingombranti e non abbastanza flessibili per la gonna.

L'uso di un filo conduttivo è solitamente un modo semplice per integrare l'elettronica. Tuttavia, quando si tratta di collegare più LED RGB a una striscia, la resistenza del filo conduttivo è troppo alta. I LED devono essere cuciti abbastanza vicini tra loro, altrimenti inizieranno a lampeggiare e/o mostreranno il colore sbagliato.

In questo tutorial, ti mostrerò come realizzare una striscia LED su misura, molto sottile e flessibile, nonché come collegare l'elettronica e integrare le luci nella pelle.

Passaggio 1: il design

Questa gonna in pelle ha 5 colonne da 3 a 6 luci ciascuna e 20 LED in totale. I LED e l'elettronica sono fissati all'interno della gonna. Le luci brillano attraverso i fori nello strato superiore che sono fissati con occhielli e colla a caldo. Poiché gli occhielli sembrano piccole borchie, la gonna è comunque bella anche quando le luci sono spente.

Passaggio 2: materiali di consumo

Materiali:

• Pelle
• Liner
• Cerniera
• o prendi una gonna
• 20 x LED RGB [tipo WS2812B] di SparkFun
• Microcontrollore [Flora] di Adafruit
• Amplificatore per microfono di Adafruit o SparkFun
• Batteria da 3,7 - 5 V di SparkFun o Amazon
• Filo flessibile [rivestito in silicone o PVC] di Adafruit
• Termoretraibile
• 3 x cavi jumper maschio
• 3 x cavi per ponticelli femmina
• Velcro adesivo da 10 cm
• 20 x ¼" occhielli

Utensili:

• Saldatore
• Filo di saldatura
• Kit attrezzi per occhielli
• Martello
• Pistola per colla a caldo + colla
• Nastro di misurazione
• Governate
• Forbici
• Gesso o penna per stoffa
• Ago e filo
• Macchina da cucire
• Computer e cavo USB

Opzionale:

• Strumento di saldatura per le mani
• Scatti a coccodrillo
• Strumento di crimpatura del filo

Passaggio 3: LED RGB WS2812B

Nell'immagine sopra puoi vedere i LED WS2812B RGB - SMD "nudi". Ogni LED è piccolo 5 x 5 mm e dispone di un LED rosso (R), verde (G) e blu (B) nonché un minuscolo chip driver. I LED WS2812B sono indirizzabili, il che significa che puoi controllare il colore e la luminosità di ogni singolo LED. Pertanto, quasi tutti i modelli immaginabili possono essere programmati.

Ogni LED ha quattro contatti di saldatura: uno per la massa, uno per l'alimentazione, uno per l'ingresso dati e uno per l'uscita dati. Il pin di terra è contrassegnato da un bordo ritagliato sulla parte superiore del LED, accanto al pin di terra c'è il pin di input dei dati. La diagonale dall'input dei dati è l'output dei dati, che sarà collegato al pin di input dei dati del LED successivo. L'ultimo pin è il pin di alimentazione. I pin di dati sono necessari per trasmettere le informazioni su quanto luminosi e di che colore dovrebbero essere i LED.

Se hai bisogno di maggiori informazioni, vai alla pagina del prodotto di Sparkfun dove puoi trovare la scheda tecnica, una guida di collegamento e un tutorial sui LED.

Passaggio 4: amplificatore per microfono

La scheda Electret Microphone Amplifier di Adafruit viene fornita con un microfono electret da 20-20 KHz e 3 pin di saldatura per collegarlo a un microcontrollore. OUT deve essere collegato al pin del microcontrollore definito nel codice, GND sarà collegato a massa e VCC a una fonte di alimentazione tra 2,4 - 5 V. Utilizzare l'alimentatore "più silenzioso" disponibile sulla scheda. Sul Flora questo sarebbe il pin da 3,3 V.

L'amplificatore per microfono Electret è ottimo per la registrazione audio o progetti audio-reattivi come questa gonna a LED. Puoi trovare maggiori informazioni sul microfono nella scheda tecnica di Adafruit.

Passaggio 5: microcontrollore indossabile

Ci sono molti microcontrollori indossabili tra cui scegliere. Puoi trovare una panoramica delle diverse schede nel passaggio 3 dell'istruzione Jellyfish Skirt. Per questo progetto è necessaria una scheda con un po' più di potenza di elaborazione e memoria perché il codice è un po' complesso. Lavorare con una scheda più piccola sarà molto probabilmente più complicato o non funzionerà affatto perché non c'è abbastanza memoria.

Passaggio 6: alimentazione

L'uso di power bank invece di batterie "nude" ai polimeri di litio (LiPo) è più sicuro perché la batteria è protetta in una custodia di alluminio. I power bank sono anche più facili da ricaricare e pratici nel caso in cui desideri caricare altri dispositivi come il tuo telefono. Tuttavia, in questo progetto sto lavorando con una batteria ai polimeri di litio "nuda" perché ho bisogno di una batteria piccola e scarica. Dal momento che la gonna ha una vestibilità aderente, non c'è molto spazio in più per un grande power bank.

Il LiPo è dotato di un connettore JST a 2 pin, che può essere collegato al microcontrollore. La batteria ha circa 4,2 V quando è completamente carica e si spegne a 3,0 V. I LED dovrebbero funzionare con un'alimentazione a 5 V ma funzionano anche con una batteria da 3,7 V.

Calcolo della durata della batteria: un LED assorbe circa 60 mA (milliampere) di corrente. Immagina di avere 20 LED sulla tua striscia, assorbiranno al massimo 1.200 mA in totale. Una batteria da 1200 mAh (milliamp ore) può fornire 1200 mA per un'ora; quindi se la tua batteria ha la capacità di 2.500 mAh i LED si accenderanno per almeno due ore: 2.500 mAh / 1.200 mA = 2.08 h

Tuttavia, se hai deciso per una LiPo, dai un'occhiata prima al tutorial sulla cura della batteria LiPo di Sparkfun.

Passaggio 7: progettare e cucire la gonna

Il design si basa su un classico modello di gonna a vita alta. Ci sono due freccette sia davanti che dietro. Sul retro della gonna ho aggiunto una cerniera e spostato due (delle quattro pinces originali) nel centro dietro. Poiché la striscia LED potrebbe prudere un po', consiglierei anche di cucire una fodera nella gonna. Ho accorciato la lunghezza della gonna a 42 cm. Dai un'occhiata a questo tutorial "come cucire una gonna" se hai bisogno di aiuto.

Alla fine, la striscia LED, la batteria, il microfono e il microcontrollore saranno fissati all'interno della gonna. Nel complesso potrebbe essere un po' pesante per materiali più morbidi come il cotone e il peso potrebbe tirare il tessuto. Per la mia gonna ho usato la pelle sottile e non ho avuto questo problema.

Nel caso in cui tu non voglia cucire la tua gonna, vai avanti e usane una che hai già. Assicurati che il tessuto sia abbastanza spesso.

Passaggio 8: progettazione del layout dei LED

Ora pensa a quanti LED vuoi usare per la tua gonna e dove attaccarli. La gonna in pelle ha 20 LED in totale. Sul lato destro della gonna sono disposte 5 colonne da 3 a 6 LED ciascuna. Dal momento che i LED saranno reattivi al suono, volevo che assomigliassero a barre dell'equalizzatore.

Segna i punti LED sulla parte superiore della gonna con un gessetto per tessuti. Successivamente tutti i LED saranno collegati in linea. L'inizio della stringa di LED sarà al centro della parte anteriore della gonna.

Passaggio 9: tagliare i fori nella gonna

Nel passaggio successivo vai avanti e integra gli occhielli nello strato superiore della gonna [non nella fodera]. Taglia un piccolo foro nel tessuto in ogni punto segnato. Fai attenzione: taglia prima un piccolo foro e controlla se l'occhiello si adatta all'interno. Se il foro è anche solo un po' troppo grande, l'occhiello cadrà.

Posiziona l'occhiello più profondo sullo strato superiore della gonna, attraverso il foro. Aggrappati all'occhiello e capovolgi con cura la gonna.

Passaggio 10: inserire gli occhielli

Ora posiziona lo stampo di metallo (o talvolta di gomma) sotto l'occhiello superiore. Posizionare la rondella sopra la parte posteriore dell'occhiello. Tenere il timbro sopra l'occhiello più profondo e con un martello, portare con attenzione l'occhiello e la rondella nella loro posizione permanente. Ripeti fino a quando tutti gli occhielli sono nella gonna.

Passaggio 11: saldare il primo LED sul filo di terra

Ora è il momento di saldare le singole luci insieme in una stringa di LED. Assicurati di utilizzare un filo molto flessibile perché sarà più facile lavorarci. Taglia un filo abbastanza lungo da collegare tutti i LED. Questo sarà il filo di terra continuo.

Usa delle forbicine per rimuovere un po' della plastica attorno al filo di terra dopo i primi 10 cm. Posizionare il primo LED all'interno dello strumento di saldatura rivolto verso il basso. Fissare il filo di terra all'interno della clip opposta. Sposta entrambe le clip insieme finché la parte del filo vuoto non si trova proprio accanto al pin di terra del LED. Quindi spingere il saldatore caldo sopra il filo e il perno di terra e riscaldare per circa due secondi. Prendi il filo di saldatura e tienilo accanto al saldatore sopra il perno e il filo vuoto. Quindi attendi che il filo di saldatura si sia sciolto e il LED sia stato fissato al filo. Rimuovere il filo di saldatura prima del saldatore e attendere che il giunto sia freddo.

Nota: il lato più corto del cavo (10 cm in più) deve trovarsi sullo stesso lato del pin di ingresso dati. In caso contrario, la striscia LED sarà capovolta e i dati non potranno viaggiare nella giusta direzione.

Passaggio 12: saldare un po' di più

Per il secondo LED, misura la distanza tra il primo e il secondo occhiello della tua gonna. Usa delle piccole forbici per rimuovere il rivestimento in silicone o PVC attorno al filo dove verrà saldato il secondo LED. Saldare il secondo LED sul filo di terra e ripetere finché ogni occhiello ha il proprio LED.

Passaggio 13: saldare il cavo di alimentazione sulla striscia LED

Taglia un filo lungo quanto il filo di terra. Questo filo sarà saldato sul pin di alimentazione (diagonalmente al pin di terra) dei LED. Rimuovere ancora una volta il rivestimento in silicone o PVC attorno al filo negli stessi punti e saldare il filo sul pin di alimentazione.

Passaggio 14: cavo dati di saldatura tra i LED

Ora vai avanti e salda singoli fili più corti tra i pin dati dei LED. Il cavo dati viene tagliato tra ogni luce, quindi il segnale dati passerà attraverso il chip del LED prima di passare al LED successivo. Avrai bisogno di un cavo dati sul primo LED della tua striscia (pin dati IN) ma nessun cavo sul pin di uscita dati del tuo ultimo LED.

Suggerimento: aiuta a fondere del filo di saldatura sulle estremità del filo prima di saldare i fili sui pin.

Passaggio 15: scarica l'IDE Arduino, installa la libreria Neopixel e carica il codice

Nel caso in cui non hai mai lavorato con un microcontrollore Arduino, dovrai scaricare l'IDE Arduino (Ambiente di sviluppo integrato). Questo è un software per scrivere programmi e caricarli sul tuo microcontrollore Arduino. La libreria viene fornita con alcuni programmi di esempio di base. Puoi scaricare il software dal sito web di Arduino. Quando lavori con Flora, segui i passaggi sul sito Web di Adafruit per modificare il tuo IDE Arduino.

Poiché non esiste un programma di esempio nella libreria Arduino per LED RGB, dovrai scaricare una libreria aggiuntiva con cui lavorare. La libreria NeoPixel di Adafruit è facile da capire e con cui lavorare. Scarica qui la libreria. Apri l'IDE Arduino e installa la libreria andando su Gestisci librerie. Si aprirà una finestra e dovrai selezionare il file zip di Adafruit.

Ora apri un nuovo schizzo andando su File> Nuovo. Vai alla pagina LED Ampli-Tie e copia e incolla il codice nel tuo schizzo. Nel codice, cambia il numero di LED con il numero effettivo di LED che stai utilizzando nel tuo progetto. È inoltre necessario definire il pin a cui sarà collegata la striscia LED sul microcontrollore e il pin per il microfono. Ora seleziona il tuo microcontrollore tramite Strumenti> Scheda. Dopo aver collegato il tuo microcontrollore con un cavo USB al tuo laptop, fai clic sulla freccia nell'angolo in alto a sinistra dello schizzo. Questo caricherà il programma sul tuo microcontrollore. Se viene visualizzato un errore arancione nel tuo schizzo, copia il testo ed esegui una ricerca su Google per trovare una soluzione.

Nota: non è necessario che il pin analogico (A) abbia lo stesso numero del pin digitale (D). I numeri dei pin digitali sono scritti sulla scheda. Puoi trovare i numeri dei pin analogici sul diagramma di pinout di Flora. Il pin definito nel codice per il microfono deve essere un pin analogico, la striscia LED un pin digitale.

Passaggio 16: prova la striscia LED

Per prima cosa, prepara il tuo microcontrollore. Dovrai tagliare tre ponticelli femmina e saldarli sul tuo microcontrollore. Saldare i fili dati sui pin definiti nel codice (ho usato D10 e D12 ma dovresti usare D6 e D9 - quei pin sono già definiti nel codice Ampli-Tie). I due fili di terra e di alimentazione possono essere saldati su un pin ciascuno. Fissare le giunture con della colla a caldo.

Quindi tagliare tre fili del ponticello maschio e saldarli all'inizio della striscia LED. Fissare il giunto con un po' di termoretraibile. Ti aiuterà a connettere e disconnettere le luci dalla tua scheda. È anche più sicuro perché la spina si staccherà prima che un filo strappi la scheda o la striscia LED. Ciò può accadere facilmente quando si indossano dispositivi elettronici.

Ora puoi collegare la tua striscia LED alla scheda e testarla. Ho caricato prima il NeoPixel strandest (programma per accendere i LED senza microfono) per vedere se tutte le luci funzionano. È inoltre necessario collegare la scheda a una LiPo o al computer per l'alimentazione. Come puoi vedere nella foto, ho usato prima gli scatti a coccodrillo.

Passaggio 17: prepara il microfono

Saldare un filo su ciascun pin. Utilizzare gli altri tre cavi jumper femmina e saldarli alle estremità dei cavi. Quindi, carica il codice LED Ampli-Tie sul tuo microcontrollore. Ricordati di cambiare il numero di LED e il pin analogico e digitale nel codice. Collega le luci e il microfono alla scheda e provalo.

Passaggio 18: integrazione dei LED nella gonna

Quando tutti i LED funzionano, puoi procedere e integrare i LED nella tua gonna. Rovescia la gonna e metti della colla a caldo intorno al primo occhiello. Posiziona il primo LED (il lato che si illumina rivolto verso il basso) nel primo occhiello sopra la colla. Quindi metti della colla a caldo sopra il LED, lascia che si raffreddi per un po' e spingilo verso il basso con il dito finché non si raffredda. Se i giunti di saldatura non sono sufficientemente fissati, metti un po' di colla sopra. Ripeti finché tutti i LED non sono incollati in un occhiello.

Passaggio 19: riempire gli occhielli

Dopo che tutti i LED sono stati incollati negli occhielli, gira nuovamente la gonna sul lato destro e riempi gli occhielli con la colla a caldo. Tieni con cautela la pistola per colla a caldo un po' sopra l'occhiello e lascia che un po' di colla goccioli nell'occhiello. Per una superficie uniforme e liscia, muovi lentamente la pistola termica in cerchi mentre riempi l'occhiello.

Passaggio 20: integrare l'elettronica nella gonna

Nell'ultimo passaggio, taglia tre pezzi di velcro adesivo: uno per il microfono, uno per il microcontrollore e uno per la batteria. Attacca il pezzo ruvido in velcro sui tuoi dispositivi elettronici e il lato più morbido abbinato all'interno della gonna sulla pelle. Aiuta a indossare la gonna e a scegliere un buon posto per l'elettronica prima di attaccare il velcro sulla pelle.

Passaggio 21: indossa la gonna

Tutto stabilito. Ora puoi collegare la batteria, il microfono e le luci al tuo microcontrollore e accenderlo.

Se vuoi saperne di più sui LED RGB e sulla programmazione dei tuoi pattern, dai un'occhiata alla libreria FastLED. Per mappare i tuoi LED e aggiungere pulsanti di commutazione al tuo progetto, ti consiglio di lavorare con la libreria RGBShades di macetech.

In caso di domande o qualcosa non è chiaro, non esitare a chiedere. Divertiti a indossare le tue luci!

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