Wearable Sound Reactive Equalizer kjol: 21 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Ett tag har jag velat designa ett stycke som interagerar med ljud. Equalizer -kjolen har integrerad elektronik som reagerar på ljudnivån i omgivningen. De integrerade lysdioderna är arrangerade som utjämningsstänger för att markera det ljudreaktiva beteendet. Beroende på ljudets intensitet lyser bara några eller alla lysdioder.

Att integrera rätt elektronik utan att göra dem synliga var inte så lätt eftersom kjolen har en tät passform. Jag ville också att Equalizer -kjolen skulle se ut som en vanlig kjol utan några hål i den när lamporna är släckta. Det tog lite tid att hitta rätt lysdioder och metod, eftersom färdiga LED-remsor eller LED-strängar var för skrymmande och inte tillräckligt flexibla för kjolen.

Att använda ledande tråd är vanligtvis ett enkelt sätt att integrera elektronik. Men när det gäller att ansluta flera RGB -lysdioder till en remsa är den ledande trådens motstånd för hög. Lysdioderna måste sys ganska nära varandra annars börjar de flimra och/eller visa fel färg.

I den här instruktören visar jag dig hur du gör en skräddarsydd, mycket tunn och flexibel LED-remsa samt hur du kopplar in elektroniken och integrerar lamporna i lädret.

Steg 1: Designen

Denna läderkjol har 5 kolumner med 3 till 6 lampor vardera och totalt 20 lysdioder. Lysdioderna och elektroniken är fästa på kjolens insida. Ljusen lyser genom hål i det översta lagret som är fästa med öljetter och varmt lim. Eftersom öglorna ser ut som små dubbar ser kjolen fortfarande snygg ut även när lamporna är släckta.

Steg 2: Tillbehör

Material:

• Läder
• Foder
• Dragkedja
• eller skaffa en kjol
• 20 x RGB -lysdioder [typ WS2812B] från SparkFun
• Mikrokontroller [Flora] från Adafruit
• Mikrofonförstärkare från Adafruit eller SparkFun
• 3,7 - 5 V batteri från SparkFun eller Amazon
• Flexibel tråd [silikon- eller PVC -belagd] från Adafruit
• Värme krymper
• 3 x hantrådar
• 3 x kvinnliga bygelkablar
• 10 cm klibbig kardborreband
• 20 x ¼”Öglor

Verktyg:

• Lödkolv
• Lödtråd
• Verktygssats för ögla
• Hammare
• Het limpistol + lim
• Måttband
• Linjal
• Sax
• Tygkrita eller penna
• Nål och tråd
• Symaskin
• Dator & USB-kabel

Frivillig:

• Lödning hjälpande händer verktyg
• Krokodil snäpper
• Trådkrympverktyg

Steg 3: WS2812B RGB -lysdioder

På bilden ovan kan du se "nakna" WS2812B RGB - SMD -lysdioder. Varje lysdiod är 5 x 5 mm liten och har en röd (R), en grön (G) och en blå (B) lysdiod samt ett litet drivrutinschip. WS2812B lysdioder är adresserbara, vilket innebär att du kan styra färgen och ljusstyrkan på varje enskild lysdiod. Därför kan nästan alla tänkbara mönster programmeras.

Varje lysdiod har fyra lödkontakter: en för jord, en för ström och en för datainmatning och en för datautmatning. Jordstiftet är markerat med en utskurna kant ovanpå lysdioden, bredvid jordstiftet är datainmatningsstiftet. Diagonal från datainmatningen är datautmatning, som kommer att anslutas till datainmatningsstiftet på nästa lysdiod. Den sista nålen är strömknappen. Datastiften är nödvändiga för att överföra informationen om hur ljus och vilken färg lysdioderna ska ha.

Om du behöver mer information, gå till Sparkfun produktsida där du kan hitta databladet, en anslutningsguide och en LED -handledning.

Steg 4: Mikrofonförstärkare

Electret mikrofonförstärkarkortet från Adafruit levereras med en 20-20KHz elektretmikrofon samt 3 lödstift för att ansluta den till en mikrokontroller. OUT måste anslutas med mikrokontrollerstiftet som definieras i koden, GND ansluts till jord och VCC till en strömkälla mellan 2,4 - 5 V. Använd den "tysta" strömförsörjningen som finns på kortet. På Flora skulle detta vara 3,3 V -stiftet.

Electret mikrofonförstärkaren är perfekt för ljudinspelning eller ljudreaktiva projekt som denna LED-kjol. Du hittar mer information om mikrofonen i Adafruit -databladet.

Steg 5: Bärbar mikrokontroller

Det finns många bärbara mikrokontroller att välja mellan. Du kan hitta en översikt över olika brädor i steg 3 i Jellyfish Skirt instruerbar. För detta projekt krävs en kort med lite mer processorkraft och minne eftersom koden är lite komplex. Att arbeta med en mindre bräda blir troligen mer komplicerat eller fungerar inte alls eftersom det inte finns tillräckligt med minne.

Steg 6: Strömförsörjning

Att använda powerbankar istället för "nakna" litiumpolymerbatterier (LiPo) är säkrare eftersom batteriet är skyddat i ett aluminiumfodral. Kraftbanker är också lättare att ladda och praktiska om du vill ladda andra enheter som din telefon. Men i det här projektet arbetar jag med ett "naken" litiumpolymerbatteri eftersom jag behöver ett litet och platt batteri. Eftersom kjolen har en tight passform finns det inte så mycket extra utrymme för en stor powerbank.

LiPo levereras med en 2-stifts JST-kontakt som kan anslutas till mikrokontrollen. Batteriet har cirka 4,2 V när det är fulladdat och dör vid 3,0 V. Lysdioderna ska köras på en 5 V strömförsörjning men de fungerar också med ett 3,7 V batteri.

Beräkning av batteriets drifttid: En lysdiod drar cirka 60 mA (milliampere) ström. Tänk dig att du har 20 lysdioder på din remsa, de drar högst 1, 200 mA totalt. Ett 1200mAh (milliamp timmar) batteri kan leverera 1200mA i en timme; så om ditt batteri har en kapacitet på 2, 500 mAh lyser lysdioderna i minst två timmar: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

Men om du bestämde dig för en LiPo, kolla först Sparkfun's LiPo Battery Care Tutorial först.

Steg 7: Designa och sy kjolen

Designen är baserad på ett klassiskt kjolmönster med hög midja. Det finns två pilar både fram och bak. På baksidan av kjolen la jag till en dragkedja och flyttade två (av de fyra ursprungliga pilarna) in i mittbacken. Eftersom LED-remsan kan klia lite, skulle jag också rekommendera att sy in ett foder i kjolen. Jag förkortade kjolens längd till 42 cm lång. Kolla in denna "hur man syr en kjol" -instruktion om du behöver hjälp.

I slutändan kommer LED-remsan samt batteri, mikrofon och mikrokontroller att fästas på insidan av kjolen. Sammantaget kan det vara lite tungt för mjukare material som bomull och vikten kan dra på tyget. Till min kjol använde jag tunt läder och hade inga sådana problem.

Om du inte vill sy din egen kjol är det bara att använda en du redan har. Se till att tyget är tillräckligt tjockt.

Steg 8: Design LED -layout

Tänk nu på hur många lysdioder du vill använda till din kjol och var du ska fästa dem. Läderkjolen har totalt 20 lysdioder. 5 kolumner med 3 till 6 lysdioder vardera är anordnade på höger sida av kjolen. Eftersom lysdioderna kommer att vara ljudreaktiva ville jag att de skulle se ut som utjämningsstänger.

Markera LED -fläckarna ovanpå din kjol med lite tygkrita. Senare kommer alla lysdioder att anslutas i en linje. Början av LED-strängen kommer att vara i mitten av kjolens framsida.

Steg 9: Skär hål i kjolen

I nästa steg, fortsätt och integrera öglorna i toppskiktet på kjolen [inte fodret]. Skär ett litet hål i tyget på varje markerad plats. Se upp: skär först ett litet hål och kontrollera om öglan passar inuti. Om hålet är lite för stort, kommer öglan att falla ut.

Placera det djupare öglan på det övre lagret av kjolen, genom hålet. Håll i öglan och vänd försiktigt kjolen ut och in.

Steg 10: Sätt i öglor

Lägg nu metallformen (eller ibland gummi) under det övre öglan. Placera brickan ovanpå ögats baksida. Håll stämpeln ovanpå det djupare öglan och för med försiktigt öglan och brickan till en permanent hammare med en hammare. Upprepa tills alla öljetter är i kjolen.

Steg 11: Löd först LED på marktråd

Nu är det dags att löda ihop de enskilda lamporna till en LED-sträng. Se till att använda mycket flexibel tråd eftersom det blir lättare att arbeta med. Klipp en tråd tillräckligt länge för att ansluta alla lysdioder. Detta kommer att vara den kontinuerliga jordledningen.

Använd en liten sax för att ta bort lite av plasten runt jordtråden efter de första 10 cm. Placera den första lysdioden inuti lödhjälpverktyget nedåt. Fäst jordkabeln inuti motsatt klämma. Flytta båda klämmorna tillsammans tills den tomma tråddelen ligger precis bredvid jordstiftet på lysdioden. Skjut sedan det heta lödkolven ovanpå tråden och slipstiftet och värm upp i cirka två sekunder. Ta lödtråden och håll den alldeles intill lödkolven ovanför tappen och den tomma tråden. Vänta sedan tills någon lödtråd har smält och lysdioden har fästs i tråden. Ta bort lödtråden före lödkolven och vänta tills fogen är kall.

Obs: Trådens kortare sida (extra 10 cm) måste vara på samma sida som data IN -stiftet. Annars kommer LED-remsan att vara upp och ner och data kan inte färdas i rätt riktning.

Steg 12: Löd lite mer

För den andra lysdioden, mät avståndet mellan den första och den andra öglan på din kjol. Använd en liten sax för att ta bort silikon- eller PVC -beläggningen runt tråden där den andra lysdioden kommer att lödas på. Löd den andra lysdioden på jordkabeln och upprepa tills varje ögla har sin egen lysdiod.

Steg 13: Lödkraftstråd till LED-remsa

Klipp en tråd lika lång som jordkabeln. Denna tråd kommer att lödas på strömstiftet (diagonalt mot markstiftet) på lysdioderna. Ta återigen silikon- eller PVC -beläggningen runt tråden på samma fläckar och löd kabeln på strömstiftet.

Steg 14: Löddatatråd mellan lysdioder

Fortsätt nu och löd individuella, kortare ledningar mellan datapinnarna på lysdioderna. Datatråden skärs mellan varje ljus, så datasignalen kommer att gå genom lysdiodens chip innan den går vidare till nästa lysdiod. Du behöver en datakabel på den första lysdioden på din remsa (data IN -stift) men ingen kabel på data -ut -stiftet på din sista lysdiod.

Tips: Det hjälper till att smälta lite lödtråd över trådens ändar innan trådarna löds på stiften.

Steg 15: Ladda ner Arduino IDE, installera Neopixel -biblioteket och ladda upp koden

Om du inte har arbetat med en Arduino -mikrokontroller tidigare måste du ladda ner Arduino IDE (Integrated Development Environment). Detta är programvara för att skriva program och ladda upp dem till din Arduino mikrokontroller. Biblioteket kommer med några grundläggande exempelprogram. Du kan ladda ner programvaran från Arduinos webbplats. När du arbetar med Flora, följ stegen på Adafruit -webbplatsen för att ändra din Arduino IDE.

Eftersom det inte finns något exempelprogram i Arduino -biblioteket för RGB -lysdioder, måste du ladda ner ett extra bibliotek att arbeta med. Adafruits NeoPixel -bibliotek är lätt att förstå och arbeta med. Ladda ner biblioteket här. Öppna Arduino IDE och installera biblioteket genom att gå till Hantera bibliotek. Ett fönster öppnas och du måste välja zip -filen Adafruit.

Öppna nu en ny skiss genom att gå till Arkiv> Ny. Gå till LED Ampli-Tie-sidan och kopiera och klistra in koden i din skiss. Ändra antalet lysdioder i koden till det faktiska antalet lysdioder du använder i ditt projekt. Du måste också definiera stiftet som din LED-strip ska anslutas till på mikrokontrollen och stiftet för mikrofonen. Välj nu din mikrokontroller via Verktyg> Kort. När du har anslutit din mikrokontroller med en USB -kabel till din bärbara dator, klicka på pilen i det övre vänstra hörnet av skissen. Detta kommer att ladda upp programmet till din mikrokontroller. Om ett orange fel visas i din skiss, kopiera texten och sök på Google för att hitta en lösning.

Obs! Den analoga (A) stiftet behöver inte ha samma nummer som den digitala (D) stiftet. De digitala pin -numren är skrivna på tavlan. Du hittar de analoga stiftnumren på Flora Pinout Diagram. PIN -koden som definieras i din kod för din mikrofon måste vara en analog pin - LED -stripen en digital pin.

Steg 16: Testa din LED-remsa

Förbered först din mikrokontroller. Du måste klippa tre kvinnliga bygeltrådar och lödda dem på din mikrokontroller. Löd datatrådarna på stiften som du definierade i din kod (jag använde D10 och D12 men du borde använda D6 och D9 - dessa stift är redan definierade i Ampli -Tie -koden). De två jord- och kraftledningarna kan lödas på en stift vardera. Säkra fogarna med lite hett lim.

Skär sedan tre hantrådar och löd dem i början av din LED-remsa. Säkra fogen med lite värmekrympning. Det hjälper dig att ansluta och koppla bort dina lampor från ditt kort. Det är också säkrare eftersom kontakten kommer att lossna innan en kabel sliter av kortet eller LED-remsan. Detta kan lätt hända när man bär elektronik.

Nu kan du ansluta din LED-strip med kortet och testa den. Jag laddade upp NeoPixel strandest (program för att tända lysdioderna utan mikrofon) först för att se om alla lampor fungerar. Du måste också ansluta kortet till en LiPo eller din dator för att få ström. Som du kan se på bilden använde jag krokodilsnaps först.

Steg 17: Förbered din mikrofon

Löd en tråd på varje stift. Använd de andra tre honkablarna och löd dem på trådarnas ändar. Ladda sedan upp LED Ampli-Tie-koden till din mikrocontroller. Kom ihåg att ändra antalet lysdioder samt den analoga och digitala stiftet i koden. Anslut dina lampor och mikrofon till ditt kort och testa det.

Steg 18: Integrera lysdioder i kjol

När alla lysdioder fungerar kan du gå vidare och integrera lysdioderna i din kjol. Vänd kjolen ut och ut och lägg lite varmt lim runt det första öglan. Placera den första lysdioden (sidan som lyser uppåt) i den första öglan ovanpå limmet. Lägg sedan lite varmt lim ovanpå lysdioden, låt det svalna en stund och tryck ner det med fingret tills det är kallt. Om lödfogarna inte är tillräckligt säkra, lägg lite mer lim ovanpå. Upprepa tills alla lysdioder är limmade i ett ögla.

Steg 19: Fyll i öglor

När alla lysdioder har limmats i öglorna, vrid kjolen till höger sida igen och fyll i öglorna med varmt lim. Håll försiktigt den heta limpistolen lite ovanför öglan och låt lite lim droppa in i öglan. För en jämn och slät yta, rör långsamt värmepistolen i cirklar medan du fyller i öglan.

Steg 20: Integrera elektronik i kjol

I det sista steget skär du tre klibbiga kardborreband: en för mikrofonen, en för mikrokontrollern och en för batteriet. Fäst den grova kardborrebiten på din elektronik och den matchande mjukare sidan inuti kjolen på lädret. Det hjälper till att bära kjolen och välja en bra plats för elektroniken innan du klistrar kardborren på lädret.

Steg 21: Bär din kjol

Redo. Nu kan du ansluta batteriet, mikrofonen och lamporna till din mikrokontroller och tända.

Om du vill lära dig mer om RGB -lysdioder och programmera dina egna mönster, kolla in FastLED -biblioteket. För att kartlägga dina lysdioder och lägga till omkopplare i ditt projekt rekommenderar jag att du arbetar med RGBShades -biblioteket från macetech.

Om du har några frågor eller något är oklart, fråga gärna. Njut av att bära dina lampor!

Stora priset i den bärbara tekniktävlingen