Come Realizzare un Visualizzatore Audio di Frequenza per un Costume (Progetto Arduino): 8 Passaggi (Illustrato)

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

In questo Instuctable, fornirò suggerimenti, piani e codici per creare un emozionante visualizzatore audio integrato in una tuta in schiuma di fibra di vetro. Lungo la strada condividerò passaggi utili e codici extra che alcuni che desiderano implementare le librerie FFT di Arduino nei loro progetti potrebbero trovare preziosi.

Passaggio 1: materiali e prezzi

Prima di realizzare la tuta in schiuma, ho creato un array per imparare a far funzionare la libreria FFT. I materiali necessari sono:

1. 2x 30 strisce neopixel WS2812B…………………………………………………………….$ 3,22 una striscia
2. Arduino uno (cinese usato)…………………………………………………………………Già posseduto
3. Collegare i cavi……………………………………………………………………………………. Già di proprietà
4. Alimentazione esterna……………………………………………………………………………. Già di proprietà
5. Superficie di montaggio (cartone usato)………………………………………………………Già posseduto
6. Modulo amplificatore audio LM386……………………………………………………………..$ 8,98 per 5 unità
7. Connettore femmina da 3,5 mm audio stereo maschio a terminale AV a 3 viti ………. $ 6,50 per 5 unità
8. Jack stereo da 3,5 mm da femmina a femmina………………………………………………….. $ 5,99 per 6 unità
9. Tagliere…………………………………………………………………………………………Già di proprietà

Per adottare eventualmente l'allestimento per una tuta con microfono è necessario quanto segue:

1. Striscia da 19 neopixel………………………………………………………………………… Tagliata da 5 m di 300 LED per $ 26,67
2. Striscia da 5 neopixel………………………………………………………………………….. Tagliata dallo stesso rotolo
3. Arduino nano (cinese usato)……………………………………………………….$ 3,00 (5 per $ 15)
4. Collegare i cavi……………………………………………………………………………. Già di proprietà
5. Batteria ricaricabile agli ioni di litio da 6000 mAh Talentcell…………………………….$ 29,99
6. Connettore audio stereo da 3,5 mm maschio a connettore femmina con terminale a 3 viti AV… $ 6,50 per 5 unità
7. Jack stereo da 3,5 mm da femmina a femmina………………………………………….. $ 5,99 per 6 unità
8. Interruttori……………………………………………………………………………………. Tirato da un'auto rotta
9. Un costume………………………………………………………………………………….$50 per oggetti assortiti

Passaggio 2: montaggio e cablaggio

Inizia con due strisce di 30 strisce LED WS2812 e tagliale a 5 lunghezze di strisce LED lungo le linee di taglio. Incolla queste strisce su una superficie piana. Nel mio esempio ho usato il cartone. Quindi collegare i componenti insieme come mostrato. Assicurarsi che venga impiegato tempo sufficiente per assicurare buoni punti di saldatura. Per assicurarti che funzionino tutti correttamente, usa gli esempi all'interno della libreria Neopixel di Adafruit (l'esempio "Straintest" funziona alla grande).

Passaggio 3: codice Arduino

Per questo progetto sono necessarie solo due librerie.

Per la FFT ho usato ArduinoFFT di Open Music Lab https://wiki.openmusiclabs.com/wiki/ArduinoFFT. Assicurati di seguire esattamente le loro istruzioni di installazione, altrimenti non funzionerà. Dopo averlo installato correttamente, continuerei a ricevere messaggi di errore relativi a una "libreria non valida", tuttavia tutto ha funzionato ancora per me. Commenta se identifichi cosa mi sono perso. Per i neopixel ho usato la libreria NeoPixel di Adafruit (come accennato in precedenza). Consiglio di utilizzare il Gestore della libreria all'interno del software arduino da installare.

Il file SuitFFT è il codice in esecuzione su Suit con tutti gli input extra dal mio controller. LightShowFFT è per l'array di 60 LED di ingresso ausiliario.

Entrambi questi codici possono essere fatti funzionare più velocemente riducendo N. N nei miei esempi è 256 e ho scoperto che è più che adatto ai miei progetti. Ho scoperto sperimentalmente che l'intero spettro audio ha funzionato ben oltre i 9 kHz come si è visto testato nel passaggio successivo!

Passaggio 4: cosa sta facendo la FFT

Una FFT o trasformata di Fourier veloce prende un segnale e lo trasforma nel dominio della frequenza. Ciò che ciascuna delle luci mostra è un bin di frequenza. Poiché la FFT è un calcolo matematicamente complesso, è possibile velocizzare l'esecuzione del codice limitando il numero di campioni. Tuttavia, la risoluzione in frequenza ne risentirà. Per mancanza di parole, la FFT in Arduino è un atto di bilanciamento tra: frequenza di campionamento, numero di campioni, tempo di ciclo e altro. Incoraggio gli altri a giocare con le impostazioni per trovare ciò che funziona meglio per il proprio progetto.

Ora è il momento di fare il vestito.

Passaggio 5: consigli sui costumi

Il mio costume era fatto di schiuma dove molti altri Instrucatable pubblicati hanno trattato meglio l'argomento. La differenza con la mia era che ho preso ulteriori misure per incollare, fibra di vetro e vernice. Suggerimenti per questo sono i seguenti.

• Fai un ottimo lavoro di preparazione (registrazione, mascheratura, ecc.) In quanto fa un'enorme differenza di tempo in seguito
• Mescola sempre bondo e fibra di vetro in piccole quantità
• Usa Bondo per riempire i vuoti
• Usa la resina in fibra di vetro per sigillare e rinforzare
• Usa un panno in fibra di vetro per irrigidire meglio i punti deboli
• Prenditi il tuo tempo e sii paziente con il tuo lavoro

• Per levigare

  • 40-100 grana per rimuovere il materiale
  • grana 100-400 per la preparazione del primer
  • Grana 400-1000 per primer abrasivo
  • Grana 1000-3000 per levigare la vernice

Per montare le strisce di neopixel ho usato la colla a caldo per fissare le strisce in posizione. Alcune sfide ora consistono nel renderlo alimentato a batteria, rilevamento del microfono, funzionamento del controller e altro ancora.

Passaggio 6: creazione o scelta di un controller, cablaggio e codice

È possibile utilizzare qualsiasi interruttore o interruttori. Per il mio progetto ho scoperto che i controlli dei finestrini di una Honda Prelude 96 hanno funzionato alla grande. Dopo aver rimosso gli interruttori dal loro alloggiamento, ho usato un multimetro impostato sulla modalità di continuità per trovare quale filo ha fatto cosa, una volta che gli interruttori sono stati premuti (nota che a volte gli interruttori interrompono la continuità). Ho deciso di attivare il blocco della finestra, bloccare i controlli da colpi accidentali, finestra su e giù per i controlli di luminosità e l'ultimo interruttore per "modalità luce".

Affinché gli interruttori funzionino correttamente, sono necessarie resistenze di pull down. Normalmente i resistori da 50-100 kΩ funzioneranno, ma alcuni interruttori dovevano utilizzare un resistore molto più basso (alcuni circa 300) per cambiare la tensione abbastanza da consentire ad Arduino di interrompere correttamente l'ingresso digitale (circa meno di 0,3 * Vcc per bassi e maggiori superiore a 0,6*Vcc per alta). Chiunque lo faccia deve passare da un interruttore all'altro, preferibilmente con una breadboard prima per assicurarsi che il controller funzioni correttamente.

Dopo aver individuato l'interruttore, ho saldato i componenti utilizzando lo schema mostrato. Utilizzare un circuito stampato per fissare meglio i componenti. Fare riferimento all'immagine per uno sguardo dettagliato. L'array di 19 LED scende lungo la spina dorsale della mia tuta e l'altro sul davanti come indicatore di cosa sta succedendo.

Per fissare il controller alla tuta, ho usato la colla a caldo per posizionarlo. Poi ho realizzato dei cunei di gommapiuma più piccoli e li ho incollati a caldo anche per supportare il controller.

Passaggio 7: ritocchi finali

Per finire, taglia delle fessure nella schiuma per far passare il filo. Fissare i fili con la colla a caldo. Per un tocco in più ho anche acquistato alcuni articoli aggiuntivi per "sigillare l'affare". Ho pensato… se hai intenzione di uscire con un aspetto ridicolo in un vestito leggero, fai il passo in più!

Passaggio 8: questo è tutto! (Più suggerimenti per la risoluzione dei problemi)

Grazie per aver visitato il mio instuctable e buon divertimento con i fai-da-te!

Suggerimenti per la risoluzione dei problemi dall'esperienza del progetto:

• Se le luci si comportano in modo strano (luce tremolante, non tutte correttamente funzionanti, colori insoliti)

  • Scarsa alimentazione alle luci

    • Alimentatori multipli
    • Non mettere insieme così i neopixel insieme
    • Esegui linee elettriche extra sulle strisce

  • Problema di codice

    • Controllare che il numero di luci sia corretto
    • Controlla se il codice visualizza correttamente luci e bin di frequenza

  • Scarsa alimentazione ad Arduino

    Aumentare l'alimentazione

  • Tensione da Arduino a neopixel spenti

    Usa lo stesso alimentatore per alimentare entrambi

• Luci accese ma non FFT

  • Controllare il cavo dall'amplificatore e l'alimentazione dell'amplificatore, le masse e l'ingresso
  • Aumenta/diminuisci il guadagno dell'amplificatore
  • Scarsa potenza alle luci