Innehållsförteckning:
2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58
Hej, allihop!
I denna konstruktion kommer vi att göra en reaktiv LED -skrivbordslampa med enkla komponenter och lite grundläggande Arduino -programmering. Det gör en imponerande effekt där ljuset kommer att dansa till alla ljud och musik. Jag avslutade detta projekt med en lagkamrat.
Vad inspirerade mig att göra detta? Under en av handledningarna i min modul fick vi möjlighet att lära oss hur en Arduino fungerar och jag har sedan dess fascinerats av de otaliga möjligheterna, tillsammans med att det är en hårdvara med öppen källkod. Efter att ha fått i uppdrag att skapa och förfina en digital artefakt ville jag använda beräkning som ett verktyg och ett medium för att uttrycka konst och kultur genom denna fysiska digitala artefakt. Jag har också alltid haft en sak mot objekt som innehåller lysdioder eftersom jag känner att LED -remsor styr ett brett spektrum av möjligheter - från hur det sätts ihop med objektet till kontrollen av färgen. Det kan få ett enkelt objekt att se bra ut och interaktivt. Vad bättre är om vi kunde göra det till ett bärbart föremål. Jag är säker på att de flesta av er kommer att ha känt till DJ -marshmello och hans ikoniska huvudbonader. Mitt ursprungliga koncept var att förfina den bärbara marshmellohjälmen, införliva LED -lampor - drivna av Arduino och accelerometer rörelsessensor, till den (kommer att beröra mer om detta i de sista tankarna). På grund av budgeten (kostnaden för LED är dyr..) och praktiska projektöverväganden vid tidpunkten, ändrade vi idén till denna ljudreaktiva marshmello LED -lampa. Det kan definitivt ses som ett medium som visar popkulturen, och som en ljudreaktiv lampa verkar det vara en digital konst.
Detta är vår version av projektet. Alla krediter till youtuberns "Natural Nerd" följde vi utifrån vad de hade gjort och vill tacka dem för att de gav oss detaljer om hur man gör projektet. (Natural Nerd)
Steg 1: HUVUDVAROR
Första sakerna först: det här är de förnödenheter vi behöver. De är i stort sett valfria - på grundval av att du enkelt kan göra din egen improvisation och anpassning till ditt projekt. Trots det behövs några viktiga saker om du vill följa den här guiden:
- Arduino Uno (eller någon lika liten Arduino -typ)
- Ljuddetektormodul
- Extern strömförsörjning
- Individuellt adresserbara LED -remsor 60 lysdioder per meter
- Bygelkablar
- Bakbord
Beroende på utseendet du vill uppnå kanske du vill ordna remsorna annorlunda eller utstråla ljuset på ett annat sätt. För mitt tillvägagångssätt använde jag följande objekt:
- En återvunnen glasburk (eller någon annan burk som passar din dimension)
- Ett svart kortpapper
- Skumbräda
- Sprayfärg (används för att belägga burken)
Alla viktiga föremål köptes från Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower), LED -remsorna var den klart dyraste delen som kostade 18 SGD för 1 meter - vi använde 2 meter. Resten av föremålen var antingen återvunnet material eller köpt från närbutik/ järnaffär.
Steg 2: KRAFT KOMPONENTERNA
Jag använde en extern strömförsörjning som en AC till DC strömkälla - killen vid disken föreslog en extern strömförsörjning eftersom det skulle vara bättre att driva en 2 meter LED -remsa och inte bränna USB -porten. Om du använder 1 meter eller mindre gör du utan den externa strömförsörjningen och använder bara Arduino Unos USB -kabel och ansluter den direkt till datorn.
Huvudkomponenten i projektet är ljuddetektormodulen. Det kommer att ge en analog signal (ingång) till Arduino, som används för att tända RGB -lamporna (utgång). Den externa strömförsörjningen kommer att driva alla tre komponenter - Arduino, ljuddetektormodul och LED -lampor. Koppla VIN (eller 5V) på Arduino och VCC på ljuddetektorkortet till den positiva ingången. Dra sedan GND på Arduino och detektorn till det negativa. Detta illustreras på den bifogade schemat. Vi måste också ansluta 5V- och GND -ingången på LED -remsan till strömkällan.
Vi använde en brödbräda som mellanhand för dessa anslutningar. Strömförsörjningen går till brödbrädan från den externa strömkällan, som sedan driver de tre komponenterna som nämnts.
Obs: vår handledare föreslog att man skulle använda ett motstånd för anslutningarna mellan effekt- och ljuddetektormodul, så att inte all ström går till modulen, vilket möjliggör bättre ingång.
Steg 3: DETEKTOR OCH STRIPS
Efter att ha anslutit alla tre komponenterna till strömmen måste vi ansluta dem till varandra.
Ljuddetektormodulen kommer att kommunicera med Arduino över de analoga ingångsstiften - jag kommer att använda stift A0.
LED -remsorna behöver en digital puls för att förstå vilken LED som ska adresseras. Således måste den digitala utgångsstiften DI vara ansluten till Arduino. Jag kommer att använda stift 6 på Arduino. Vi fick butiken där vi köpte elektroniken för att löda alla bygelkablar till LED -remsan. Därför krävdes inget lödjobb för vårt eget, vilket sparar besväret med det. Det som behövdes var bara att koppla en kabelhane till den.
På samma sätt kan du bara följa det schematiska diagrammet som tillhandahålls för att få en överblick över anslutningarna.
Steg 4: ÖVERLADDA KODEN
Detta är utan tvekan den viktigaste delen av projektet. Du hittar källan till koden jag använde här (länk) eller min version av den (bifogad fil). Huvudprincipen är att kartlägga det analoga värdet som uppnås från sensorn, till antalet lysdioder som ska visas.
För att börja varje gång vill vi se till att alla lampor fungerar som förväntat. Vi kan göra detta med hjälp av array -funktionen, som låter dig slå på alla enskilda lysdioder.
Sedan går vi vidare till huvudfunktionen för att visualisera ljuden i lampan. Vi kan göra detta med hjälp av kartfunktionen. Detta låter oss visa ett visst antal lysdioder med tanke på den kvantifierbara variabeln. För mitt tillvägagångssätt bestämde jag mig för att pumpa upp antalet lysdioder i uppsättningen (180 definierade i koden i motsats till de 120 lysdioderna som jag har). Jag provade olika inställningar - inklusive justering av känsligheten på ljuddetektormodulen, variationer av mikrofonens låga och maxvärde, etc. Jag kunde dock inte uppnå en önskvärd visualisering förrän jag hade pumpat upp antalet lysdioder. Det finns också ett andra lager av procedurer. Koden gör det möjligt för mer avancerad spårning av ljudintensiteten baserat på genomsnitt, för att låta ljuset ändra färger när låten går in i en topp - "HIGH mode".
Beroende på utseendet du vill uppnå kanske du vill justera koden som används. Denna video (länk) förklarar koderna i detalj.
Steg 5: FÖRBEREDELSE AV HUSET
Först rullade jag det svarta kortpappret till ungefär samma cirkel och diameter som glasburkens öppning. Jag hade inte rätt mätverktyg. Därför improviserar jag genom att i princip rulla hela det svarta kortpappret i burken. Efter att ha mätt längden på svart kortpapper jag behöver använda, klippte jag det försiktigt genom att följa märket som jag gav. Jag tejpade sedan ihop ändarna för att bilda ett cylindriskt rör. Husets längd och höjd beror på din burks storlek. Du kan använda vilken längd du vill.
Därefter lindar jag huset som jag hade gjort med LED -remsan runt det och maskerar hela ytan på huset. Detta gjordes bara med limmet på remsans baksida. Jag ser till att en liten slits skärs ut så att överskottslängden kan glida inuti huset för snyggare trådhantering och inte hindra spolytan.
För det tredje används det ihåliga cylindriska röret som en fördel genom att stoppa elektroniken på insidan. Till att börja med säkrade jag trådanslutningarna på Arduino och brödbräda med blå klibb. Sedan tejpade jag ner den överflödiga trådlängden med den vanliga 3M -tejpen. Detta steg är en försiktighetsåtgärd för att förhindra att ledningarna lätt kopplas bort under monteringsprocessen.
För det fjärde är den monterade brädan sedan redo att sättas in i huset. Eftersom elektroniken är "gömd" inuti höljet måste byggnadens layout vara en sådan att den gör det möjligt för användaren att ha enkel åtkomst till Arduino USB. Inte nog med det, ljuddetektormodulen måste också vändas nedåt för att modulen lätt ska kunna plocka upp den omgivande ljudingången. Den monterade brädan sätts därför upp vertikalt för att möjliggöra det. Några av skumbrädan användes för att hålla den monterade brädan vid huset. Under detta steg kommer LED -remsan att anslutas (med de röda, orange, gula hopparkarna) efter placeringen av elektroniken. Alla anslutningar görs fram till denna punkt, utom de till den externa strömkällan - den röda och svarta ledningen.
Steg 6: Höljet SJÄLV
Eftersom jag baserar skrivbordslampan för att vara en kopia av marshmellos huvud, var jag tvungen att belägga hela glasburkan - förutom ögonen och munnen som måste vara svart, med den vita sprayfärgen. En stencil för ögon och mun skärs ut och klistras på burken innan sprutningen påbörjas. Burken fick torka innan ögonen och munnen placerades inifrån burken. Detta gjordes med det återstående svarta kortpappret (först tänkte jag bara måla det svart). Effekten blev bra eftersom det ser ut som att ögon och munskikt faktiskt klippts ut.
Metallocket behövde ha en central öppning för åtkomst till Arduino USB, ljuddetektormodul och strömförsörjning som nämnts. Jag lyckades klippa på verkstaden i skolan.
Steg 7: SLUTA UPP
Det är nu den sista monteringen av bygget.
LED -listan kontrolleras först för att säkerställa att lamporna faktiskt fungerar och att alla anslutningar är korrekta. Efter att ha säkerställt att komponenterna fungerar kan du fortsätta att sätta in huset i burkhöljet du gjorde. Du kan se genom hålet (även efter placering av locket) och placeringen av de elektroniska komponenterna, du kan nå både Arduino USB -gränssnittet och strömförsörjningen underifrån. Ljuddetektormodulen sticker också ut något för bättre ljudinspelning. Till benen använde jag kuber utskurna från skumbrädan och målade den svart. Helst kan du använda ett fint träställ för din skrivbordslampa.
Obs! Färgarbetet var ursprungligen dåligt gjort sett från vattenmärkena i den första prototypen, därför var jag tvungen att skrapa bort hela beläggningen med tunnare då, sprutade om det. Detta krävde definitivt lite extra ansträngning som du kan undvika.
Och slutligen slutförde jag projektet. Det krävdes definitivt upprepade prov och fel - antingen för att få igång koden, eller när det gäller ändring av monteringsprocessen, men jag var nöjd med vad som uppnåddes.
Steg 8: KOMPLETT
Det här var ett fantastiskt projekt och jag hade kul att göra det. Dessutom är det särskilt bra eftersom det är så anpassningsbart och möjliggör uppdatering i framtiden. Koden kan bearbetas när som helst, och du får i princip en "ny" lampa varje gång.
FRAMTIDA FÖRBÄTTRINGAR
Det finns dock så mycket mer förbättringar och/eller variationer som kan göras till bygget.
Du kan lägga till olika knappingångar anslutna till Arduino. Med detta kan du ändra läge för att implementera en allmän lampfunktion, med till exempel allmän puls. Detta gör det möjligt att växla mellan det aktuella ljudreaktiva läget och det allmänna gradientpulsläget. En annan knapp kan implementeras för att du ska kunna ändra färguppsättningen för de strålande lamporna (set 1 - blått till gult, inställt 2 - rött till lila, etc). Eller ännu mer, du kan ha tre lager av procedurer där det finns fler lägen för avancerad spårning av ljudintensiteten baserat på genomsnitt - "LÅG", "NORMAL", "HÖG". På så sätt kommer du att uppnå ett bredare utbud av färgvågor.
Jag gillar också att gå tillbaka till mitt ursprungliga koncept, det bärbara marshmello -LED -huvudet. Detta kommer att verka som en djärvare konstruktion, som kombinerar både användningen av en ljuddetektormodul och accelerometerns rörelsemodul. Ljuddetektormodulen genererar pulsvisualiseringen av LED -lamporna, medan accelerometerns rörelsemodul kommer att ändra ljusets färg i enlighet med ingången som den läser - rörelsegrad av användaren.
I grund och botten är tanken här att begränsningarna är oändliga, och är en som bara begränsas av din vision. Tack för att du tittade/läste och ha det bra med din Arduino!