Sala da ballo LED: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Questa è una guida per la creazione di un visualizzatore musicale a LED basato su Arduino, noto anche come una sala da ballo completamente digitale. Esistono varie guide sulle istruzioni sui visualizzatori di circuiti puri, ma in genere si tratta di una sorta di amplificatore per far pulsare le luci e cambiare intensità in risposta alla potenza trasmessa nel segnale audio. Volevo qualcosa di più lungo la linea di più strobo che rispondessero a diverse frequenze della musica. Il risultato finale è il figliastro mutante di questo e questo e un po' di questo, ma ne vale assolutamente la pena. Il segnale audio effettivo viene letto dal jack del microfono sul computer, quindi può accettare il proprio suono restituito o il suono da un iPod / Rock Band / karaoke / qualunque cosa voi ragazzi pazzi possiate sognare. Evviva nuova musica! Per gentile concessione di DoKashiteru e Creative Commons, ti porto un video non censurato del sistema in azione:

Passaggio 1: parti/strumenti

Parti: LED - Ovviamente. Ho comprato quelli molto luminosi da 10 mm in vari colori alla rinfusa da eBay, ma li puoi trovare su Digikey o Mouser. Valutazioni di millicandela più alte sono migliori, soprattutto se vuoi che illuminino qualsiasi cosa e non siano solo una macchia di colore. Guardati intorno per trovare un buon affare. Resistori - Uno per ogni LED. Il mio richiedeva 470 ohm, ma assicurati di controllare le valutazioni sui tuoi LED in modo da ottenere più luce possibile senza bruciarli. breadboad senza saldatura - Per tutti i circuiti. Arduino - L'interfaccia computer/circuito. Una piccola tavola fantastica. Acquistalo online. Filo - Un sacco di filo solido. Avevo bisogno di molto, velocemente, quindi ho finito per ripulire il mio RadioShack locale da questa roba, ma dovresti essere in grado di trovarlo molto più economico. Avere due fili tenuti insieme in questo modo è estremamente utile, come vedrai più avanti. Computer - Dove avviene il calcolo effettivo. Sì, questo potrebbe essere leggermente eccessivo per far lampeggiare alcune luci, ma poiché inevitabilmente finiamo per suonare la nostra musica dance da un laptop comunque ha funzionato bene. Alimentazione: i LED probabilmente assorbiranno più energia di quella che l'arduino può fornire, quindi li alimenteremo esternamente e li scambieremo con i transistor. Dovresti averne un sacco in giro da vecchi dispositivi elettronici, oppure puoi trovarli nei negozi dell'usato. Vedi la pagina di pianificazione per quale voltaggio/amperaggio hai bisogno. Transistor NPN - Li usiamo come amplificatori/interruttori di corrente. Una piccola corrente prelevata dall'arduino controlla molta corrente prelevata dall'alimentatore che scorre attraverso i LED. Li trovi online o su RadioShack. Saldatore - Abbastanza autoesplicativo. Altoparlanti / splitter audio / cavo audio maschio-maschio - Altoparlanti per audio, splitter e cavo per alimentare il segnale dall'uscita cuffie agli altoparlanti e al jack del microfono. Software: Arduino - Scarica l'ambiente software arduino da qui. Elaborazione - L'elaborazione parla bene con arduino e ha alcune fantastiche librerie integrate. Scaricalo da qui. Assicurati di avere l'ultima versione della libreria di elaborazione audio Minim da qui. Potrebbe anche essere necessario ottenere la libreria "arduino" per farli comunicare: prendila da qui e inseriscila nella cartella Processing/libraries.

Passaggio 2: progettazione del circuito

Una visione d'insieme del circuito che stiamo costruendo. I due fili del filo sono collegati alle tensioni alta e bassa e ogni coppia LED/resistore li collega per accendersi. Il filo a bassa tensione è in realtà collegato a massa tramite un transistor in modo da poter controllare la quantità di corrente che scorre (e quindi la luminosità dei LED).

Passaggio 3: pianificazione

Il passo più importante è pianificare quali colori vuoi e dove. I soffitti nel mio dormitorio sono meglio descritti come "a forma di waffle", con rientranze quadrate che piastrellano la superficie. Questi hanno creato una griglia molto naturale per disporre i colori, ma dovrai elaborare il tuo piano. Puoi calcolare fino a circa 8 LED su un singolo filo di controllo, il che significa che quegli 8 si accenderanno e si spegneranno contemporaneamente. Con un layout tutto redatto, ora abbiamo bisogno di calcoli di potenza. Controlla le schede tecniche dei tuoi LED per capire la tensione e la corrente diretta. I miei hanno una caduta di tensione di ~3,5 volt e hanno una corrente massima di 20 milliampere. Dato che avevo un alimentatore da 12 volt in giro, possiamo fare un piccolo e semplice calcolo del circuito usando la legge di Ohm (V = IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ohm. Per semplicità lo arrotondiamo a 470 ohm. La maggior parte dei LED da 5 mm avrà cadute di tensione di circa 2 volt e correnti nominali di circa 15 milliampere, ma controlla in modo da non bruciarli. Ricorda: l'intensità della luce è proporzionale alla corrente, quindi usa un resistore più grande per limitare la corrente se sono troppo luminosi. Assicurati anche che l'alimentatore sia in grado di gestire tutta questa corrente: alcuni piccoli sono classificati solo per poche centinaia di milliampere, il che significa che puoi alimentare solo 10-20 LED in parallelo come noi.

Passaggio 4: preparare LED e cavi

È molto più facile collegare i LED ai fili se prima li saldiamo insieme ai resistori. Tagliare a metà il cavo negativo (più corto) del LED e un lato di un resistore, quindi saldarli insieme. Fatto ciò, piegare il cavo positivo e il resistore verso l'esterno in modo che il LED si alzi leggermente. Guarda l'immagine per una spiegazione molto più chiara. Quindi, disponi tutto il filo e assicurati di averne abbastanza per ogni filo da raggiungere. Misura e segna dove deve andare ogni LED. Ancora una volta, la spiegazione per l'effettivo attaccamento è data meglio dall'immagine. Salda i LED al filo, assicurandoti di mantenere le polarità coerenti: tutti i conduttori positivi su un filo e tutti i conduttori negativi sull'altro. Una volta che hai finito, prova i fili PRIMA di montarli - collega i fili all'alimentatore o a una batteria da 9 volt per assicurarti che tutte le luci si accendano. Quindi, metti tutti i fili! Nel mio caso, questo ha comportato un sacco di nastro adesivo bianco e una posizione in piedi sulle sedie. Assicurati che le estremità libere si uniscano tutte in un'unica posizione, dove metteremo la breadboard, l'arduino e il computer. Ho anche messo dei piccoli globi origami sui LED per diffondere la luce: basta tagliare piccole fessure radialmente verso l'esterno dal foro nel palloncino per fare quattro linguette e scivolerà bene. Vedere l'immagine nella pagina precedente per l'effetto. Punti bonus se i globi sono realizzati con vecchi appunti delle lezioni.

Passaggio 5: costruire il circuito

Non c'è davvero molto altro da dire. Collega i cavi positivo e negativo dall'alimentatore ai binari di alimentazione sulla breadboard e collega il pin di terra di arduino allo stesso binario negativo. Vedere l'immagine per un buon sistema di layout. Verifica che tutto funzioni rimuovendo i cavi dall'arduino (mostrato in blu, nero e rosso di seguito) e collegandoli alla barra di alimentazione positiva. La corrente scorrerà attraverso i transistor e consentirà ai LED di accendersi (se tutto è collegato correttamente). Rimettili come dovrebbero essere e collega l'arduino al computer con un cavo USB. Per configurare il sistema audio, collega gli altoparlanti e il cavo maschio-maschio allo splitter. Invia l'altra estremità del cavo maschio-maschio al jack del microfono sul tuo computer. Di nuovo, questo è un po' eccessivo se vuoi riprodurre solo l'audio dal tuo computer (specialmente se riesci a capire come usare il jack) ma in questo modo il sistema può lampeggiare su Rock Band o karaoke o qualsiasi altra cosa che può essere emessa su un Jack audio da 3,5 mm. Assicurati che il microfono funzioni: collega lo splitter a qualsiasi sorgente audio, quindi apri un programma di registrazione del suono per vedere se stai registrando un segnale. Spesso il microfono può essere disattivato, quindi se hai problemi è il primo posto dove cercare.

Passaggio 6: codice codice codice

Apri l'ambiente software arduino e carica lo schizzo di esempio StandardFirmata sulla scheda. Lo sketch ti consentirà di controllare l'arduino tramite un'interfaccia seriale, il che significa che un codice arbitrario sul computer può controllare le luci che abbiamo appena collegato. Il codice che elabora effettivamente il segnale audio è (convenientemente) uno sketch di elaborazione. Si basa sulla fantastica libreria BeatDetect nella libreria minima. La classe BeatDetect calcola la trasformata di Fourier del segnale audio e tiene traccia della media e della varianza di ciascuno dei coefficienti per gli ultimi secondi. Se il valore in uno qualsiasi dei bin FFT supera la varianza, viene rilevato un battito e si accenderà la luce associata a quella frequenza.. Ciò significa che ogni filo di LED corrisponderà a una diversa frequenza della musica: un filo lampeggerà ai battiti dei bassi, un altro ai colpi di rullante, un altro alle note vocali alte e così via, per 26 frequenze diverse. Scarica l'elaborazione allegata disegnare dal basso e modificare l'array ledPins sulla riga 10 per riflettere la propria configurazione. Il primo numero di pin corrisponde alle frequenze più basse. Una volta fatto, hai finito! Collega lo splitter audio al jack delle cuffie, avvia lo schizzo e inizia a riprodurre un po' di musica. Se tutto funziona come previsto, apparirà un visualizzatore di forme d'onda e le luci lampeggeranno. Divertiti!

Passaggio 7: risoluzione dei problemi

I problemi principali che potresti incontrare sono far parlare Processing e Arduino. Assicurati di installare il software arduino: questo porterà con sé tutte le librerie seriali necessarie. È possibile evitare problemi con il circuito testando man mano che si procede: testare ogni LED, quindi ogni filo, quindi ogni set di transistor. Se tutto il resto fallisce, torna a questo per diagnosticare dove si trova il problema. Ora che sono riuscito a eliminare tutti i bug dalla mia configurazione, non riesco a pensare a cosa fossero fuori dalla mia testa. Pubblica tutti i problemi che hai, poiché probabilmente li ho incontrati e da allora li ho dimenticati.