Arduino Music Reactive Desktop Lamp: 8 passaggi (con immagini)

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

Ciao a tutti!

In questa build, realizzeremo una lampada da tavolo a LED reattiva utilizzando componenti semplici e alcune programmazioni Arduino di base. Fa un effetto impressionante in cui la luce danzerà a tutti i suoni e la musica. Ho completato questo progetto con un compagno di squadra.

Cosa mi ha spinto a farlo? Durante uno dei tutorial del mio modulo, ci è stata data l'opportunità di imparare come funziona un Arduino e da allora sono rimasto affascinato dalle sue innumerevoli possibilità, insieme al fatto che è un hardware open source. Avendo il compito di creare e perfezionare un Artefatto Digitale, ho voluto utilizzare il calcolo come strumento e mezzo per esprimere Arte e Cultura attraverso questo Artefatto Digitale fisico. Inoltre, ho sempre avuto un debole per gli oggetti che contengono LED poiché ritengo che le strisce LED governino un'ampia gamma di possibilità, dal modo in cui sono assemblate con l'oggetto, al controllo del colore. Potrebbe rendere un oggetto semplice un aspetto fantastico e interattivo. Cosa c'è di meglio se potessimo renderlo un oggetto indossabile. Sono sicuro che molti di voi sapranno del DJ marshmello e del suo iconico copricapo. Il mio concetto originale era quello di perfezionare il casco indossabile marshmello, incorporare luci a LED - alimentate da Arduino e sensore di movimento dell'accelerometro, ad esso (toccherò di più su questo nei pensieri finali). Tuttavia, a causa del budget (il costo del LED è costoso..) e delle considerazioni pratiche sul progetto al momento, abbiamo modificato l'idea in questa lampada a LED marshmello reattiva al suono. Può sicuramente essere visto come un mezzo che mostra la cultura pop, ed essendo una lampada reattiva al suono, sembra essere un'arte digitale.

Questa è la nostra versione del progetto. Tutti i crediti a "Natural Nerd" dello youtuber, li abbiamo seguiti in base a ciò che avevano fatto e vorremmo ringraziarli per averci fornito dettagli su come realizzare il progetto. (Naturalmente nerd)

Fase 1: FORNITURE PRINCIPALI

Per prima cosa: queste sono le forniture di cui abbiamo bisogno. Sono in gran parte opzionali - sulla base del fatto che puoi facilmente creare la tua improvvisazione e personalizzazione per il tuo progetto. Anche così, sono necessari alcuni elementi chiave se si desidera seguire questa guida:

• Arduino Uno (o qualsiasi tipo Arduino altrettanto piccolo)
• Modulo rilevatore di suoni
• Alimentazione esterna
• Strisce LED indirizzabili individualmente 60 led per metro
• Ponticelli
• tagliere

A seconda dell'aspetto che vuoi ottenere, potresti voler disporre le strisce in modo diverso o irradiare la luce in un altro modo. Per il mio approccio, ho utilizzato i seguenti elementi:

• Un barattolo di vetro riciclato (o qualsiasi altro barattolo che si adatti alle tue dimensioni)
• Un cartoncino nero
• Bordo della gomma piuma
• Vernice spray (usata per rivestire il barattolo)

Tutti gli articoli chiave sono stati acquistati da Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), le strisce LED erano di gran lunga la parte più costosa che costava 18 SGD per 1 metro - abbiamo usato 2 metri. Il resto degli articoli erano materiali riciclati o acquistati dal negozio di ferramenta/convenienza del quartiere.

Fase 2: ALIMENTAZIONE DEI COMPONENTI

Ho usato un alimentatore esterno come una fonte di alimentazione da CA a CC - il ragazzo al bancone ha suggerito un alimentatore esterno in quanto sarebbe meglio alimentare una striscia LED di 2 metri e non bruciare la porta USB. Se stai usando 1 metro o meno, fai a meno dell'alimentatore esterno e usa semplicemente il cavo USB di Arduino Uno e collegalo direttamente al PC.

Il componente principale del progetto è il modulo rilevatore di suoni. Fornirà un segnale analogico (input) all'Arduino, che viene utilizzato per illuminare le luci RGB (output). L'alimentatore esterno alimenterà tutti e tre i componenti: Arduino, modulo rilevatore di suoni e luci a LED. Collegare il VIN (o 5V) su Arduino e VCC sulla scheda del rilevatore di suoni all'ingresso positivo. Quindi collegare il GND sull'Arduino e il rilevatore al negativo. Ciò è illustrato nello schema allegato. Dobbiamo anche collegare l'ingresso 5V e GND sulla striscia LED alla fonte di alimentazione.

Abbiamo usato una breadboard come intermediario per queste connessioni. L'alimentazione andrà alla breadboard dalla fonte di alimentazione esterna, che alimenterà quindi i tre componenti come menzionato.

Nota: il nostro tutor ha suggerito l'uso di un resistore per i collegamenti tra alimentazione e modulo rilevatore di suoni, in modo tale che non tutta l'alimentazione vada al modulo, consentendo un ingresso migliore.

Fase 3: RILEVATORE E STRISCE

Dopo aver collegato tutti e tre i componenti all'alimentazione, dobbiamo quindi collegarli tra loro.

Il modulo del rilevatore di suoni comunicherà con Arduino tramite i pin di ingresso analogico - userò il pin A0.

Le strisce LED necessitano di un impulso digitale per capire a quale LED indirizzare. Pertanto, il pin di uscita digitale DI deve essere collegato ad Arduino. Userò il pin 6 su Arduino. Abbiamo preso il negozio dove abbiamo acquistato l'elettronica per saldare tutti i cavi dei ponticelli per la striscia LED. Quindi, non c'era nessun lavoro di saldatura richiesto per il nostro, risparmiando il fastidio di quello. Quello che restava era solo agganciarci un cavo maschio-femmina.

Allo stesso modo, puoi semplicemente seguire il diagramma schematico fornito per ottenere una panoramica delle connessioni.

Passaggio 4: CARICAMENTO DEL CODICE

Questa è probabilmente la parte più importante del progetto. Puoi trovare la fonte del codice che ho usato qui (link) o la mia versione (file allegato). Il principio fondamentale è quello di mappare il valore analogico raggiunto dal sensore, al numero di LED da mostrare.

Per iniziare ogni volta, vogliamo assicurarci che tutte le luci funzionino come previsto. Possiamo farlo usando la funzione array, che ti permetterà di accendere tutti i singoli LED.

Quindi, passiamo alla funzione principale per visualizzare i suoni nella lampada. Possiamo farlo usando la funzione mappa. Questo ci permetterà di visualizzare un certo numero di LED dato l'input della variabile quantificabile. Per il mio approccio, ho deciso di aumentare il numero di LED nel set up (180 definiti nel codice rispetto ai 120 LED che ho). Ho provato varie impostazioni, inclusa la regolazione della sensibilità sul modulo del rilevatore di suoni, variazioni del valore minimo e massimo del microfono, ecc. Tuttavia, non sono riuscito a ottenere una visualizzazione desiderabile fino a quando non ho aumentato il numero di LED. C'è anche un secondo livello di proceduralità. Il codice consentirà un monitoraggio più avanzato dell'intensità del suono basato sulle medie, per consentire alla luce di cambiare colore quando la canzone entra in un picco - "modalità ALTA".

A seconda dell'aspetto che desideri ottenere, potresti voler apportare modifiche al codice utilizzato. Questo video (link) spiega i codici in dettaglio.

Fase 5: PREPARAZIONE DELL'ALLOGGIAMENTO

Per prima cosa, ho arrotolato il cartoncino nero approssimativamente della stessa circonferenza e diametro dell'apertura del barattolo di vetro. Non avevo gli strumenti di misurazione adeguati. Quindi, improvvisando praticamente arrotolando l'intera carta nera nel barattolo. Dopo aver misurato la lunghezza del cartoncino nero che devo usare, l'ho tagliato con cura seguendo il segno che ho fornito. Poi ho unito le estremità con del nastro adesivo per formare un tubo cilindrico. La lunghezza e l'altezza dell'alloggiamento dipendono dalle dimensioni del barattolo. Puoi usare la lunghezza che desideri.

Successivamente, ho avvolto l'alloggiamento che avevo realizzato con la striscia LED attorno ad esso, mascherando l'intera superficie dell'alloggiamento. Questo è stato fatto solo con l'adesivo sul retro della striscia. Mi assicuro che venga ritagliata una piccola fessura per consentire lo scorrimento della lunghezza del cavo in eccesso all'interno dell'alloggiamento per una gestione più ordinata dei cavi e non ostruire la superficie a filo.

In terzo luogo, il tubo cilindrico cavo viene utilizzato come vantaggio riempiendo l'elettronica all'interno. Per cominciare, ho fissato le connessioni dei cavi su Arduino e breadboard, usando la puntina blu. Quindi, ho registrato la lunghezza del cavo in eccesso utilizzando il normale nastro 3M. Questo passaggio è una misura precauzionale per evitare che i fili si scolleghino facilmente durante il processo di assemblaggio.

In quarto luogo, la scheda assemblata è quindi pronta per essere inserita nell'alloggiamento. Poiché l'elettronica è "nascosta" all'interno dell'alloggiamento, il layout della build deve essere tale da consentire all'utente di accedere facilmente all'USB di Arduino. Non solo, il modulo del rilevatore di suoni dovrà anche essere rivolto verso il basso per consentire al modulo di rilevare facilmente l'ingresso del suono circostante. La scheda assemblata viene quindi installata verticalmente per consentire ciò. Parte del pannello in schiuma è stato utilizzato per tenere il pannello assemblato all'alloggiamento. Durante questo passaggio, la striscia LED verrà collegata (con i cavi di salto rosso, arancione, giallo) a seguito del posizionamento dell'elettronica. Tutti i collegamenti sono stati eseguiti fino a questo punto, tranne quelli alla fonte di alimentazione esterna: il filo rosso e nero.

Passaggio 6: IL CARTER IN SE STESSO

Dal momento che sto basando la lampada da tavolo per essere una replica della testa di Marshmello, ho dovuto rivestire l'intero barattolo di vetro - tranne gli occhi e la parte della bocca che dovevano essere neri, con la vernice spray bianca. Uno stencil degli occhi e della bocca viene ritagliato e incollato sul barattolo prima che lo spray funzioni. Il vaso è stato lasciato asciugare prima del posizionamento degli occhi e della bocca dall'interno del vaso. Questo è stato fatto usando la carta nera rimanente (inizialmente pensavo di dipingerla di nero). L'effetto si è rivelato buono in quanto sembra che gli occhi e lo strato della bocca siano stati effettivamente tagliati.

Il coperchio in metallo doveva avere un'apertura centrale per l'accesso all'USB Arduino, al modulo di rilevamento del suono e all'alimentatore come menzionato. Sono riuscito a fare il taglio in officina a scuola.

Passaggio 7: CONCLUSIONE

Ora è l'assemblaggio finale della build.

La striscia LED viene prima controllata per assicurarsi che le luci funzionino effettivamente e che tutti i collegamenti siano corretti. Dopo essersi assicurati che i componenti funzionino, puoi passare ad inserire l'alloggiamento nell'involucro del barattolo che hai realizzato. Puoi vedere dal foro (anche dopo il posizionamento del coperchio) e dal posizionamento dei componenti elettronici, puoi raggiungere sia l'interfaccia USB Arduino che l'ingresso di alimentazione da sotto. Anche il modulo del rilevatore di suoni sporge leggermente verso l'esterno, per una migliore cattura del suono. Per le gambe, ho usato dei cubetti ritagliati dal pannello di gommapiuma e l'ho dipinto di nero. Idealmente, puoi usare un bel supporto in legno per la tua lampada da tavolo.

Nota: il lavoro di verniciatura inizialmente era fatto male come si vede dalle filigrane nel primo prototipo, quindi ho dovuto raschiare via l'intero rivestimento usando del diluente poi, l'ho riverniciato. Questo ha sicuramente richiesto uno sforzo extra che puoi cercare di evitare.

E infine, ho completato il progetto. Sicuramente ci sono voluti ripetuti tentativi ed errori, sia per far funzionare il codice, sia per quanto riguarda l'alterazione del processo di assemblaggio, ma sono stato contento di ciò che è stato ottenuto.

Fase 8: COMPLETA

Questo è stato un grande progetto e mi sono divertito a farlo. Inoltre, è particolarmente eccezionale in quanto è così personalizzabile e consente aggiornamenti in qualsiasi momento in futuro. Il codice può essere rielaborato in qualsiasi momento e fondamentalmente ottieni una "nuova" lampada ogni volta.

MIGLIORAMENTI FUTURI

Tuttavia, ci sono molti più miglioramenti e/o variazioni che possono essere apportati alla build.

È possibile aggiungere vari ingressi di pulsanti collegati ad Arduino. Con questo, è possibile modificare la modalità per implementare una funzione generale della lampada, ad esempio con un impulso generale. Ciò consente di passare dalla modalità reattiva al suono corrente alla modalità a impulsi del gradiente generale. Un altro pulsante può essere implementato per cambiare il set di colori delle luci radianti (imposta 1 - blu su giallo, imposta 2 - rosso su viola, ecc.). O ancora di più, puoi avere 3 livelli di proceduralità in cui ci sono più modalità per il tracciamento avanzato dell'intensità del suono basato su medie: "LOW", "NORMAL", "HIGH". In questo modo, otterrai una gamma più ampia di onde di colore.

Mi piace anche tornare al mio concetto originale, la testa LED marshmello indossabile. Questa sembrerà una build più audace, che accoppia sia l'uso di un modulo rilevatore di suoni che un modulo di movimento dell'accelerometro. Il modulo di rilevamento del suono genererà la visualizzazione degli impulsi delle luci a LED, mentre il modulo di movimento dell'accelerometro cambierà il colore delle luci in base all'ingresso che legge - grado di movimento da parte dell'utente.

Fondamentalmente, l'idea qui è che i limiti sono infiniti ed è limitato solo dalla tua visione. Grazie per aver guardato/letto e divertiti con il tuo Arduino!