Музыка, реактивная подсветка настроения: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Вступление и предыстория

Еще на первом курсе (весна 2019 года) я хотел привести в порядок свою комнату в общежитии. Мне пришла в голову идея создать собственный свет настроения, который реагировал бы на музыку, которую я слушал в наушниках. Честно говоря, особого вдохновения у меня не было, мне просто показалось, что они круто смотрятся. В разгар финального сезона я сколотил контроллер светодиодной ленты, который мог реагировать на звук. Это сработало, но это была просто макетная плата, далеко не полная или постоянная. Время шло, домашние задания накапливались, и этот проект все глубже и глубже погружался в мою коробку с незавершенными вещами.

Потом начался карантин.

Я получил достаточно времени, чтобы заниматься тем, что мне нравится, и энергии, чтобы завершить проекты прошлых дней. Таким образом, этот одинокий макет был извлечен из моей кучи, и этот проект был наконец (ну, в основном) завершен.

Это не полноценный продукт, что видно по картону и некачественному программированию, но, тем не менее, забавное маленькое украшение.

(Это руководство не так подробно, в основном из-за того, как давно было сделано это устройство.)

Предпосылки

Базовые знания схем и опыт программирования Arduino.

Примечание для Создателя (Вы):

Настроенные огни, которые вы сделаете, почти наверняка не будут соответствовать тому, что есть у меня. Относитесь к этому Руководству больше как к совету и придавайте ему собственный смысл!

Запасы

• Teensy ++ 2.0 (или любой другой Arduino, который у вас есть)
• Различные резисторы
• Различные переключатели
• Конденсаторы разные
• Разъем 3,5 мм (штекер или гнездо)
• Потенциометры (или энкодеры)
• Усилитель звука IC
• Адресные светодиодные ленты
• Разветвитель для наушников

Это партнерские ссылки Amazon, поэтому я зарабатываю небольшую комиссию с каждой продажи. Если у вас еще нет этих материалов и вы хотите поддержать мои будущие проекты, перейдите по этим ссылкам!:)

Шаг 1: план и макет

Первым шагом для любого хорошего проекта является определение ваших требований. Этот шаг довольно открытый. Вы можете сделать его настолько простым или сложным, насколько захотите.

Мои требования

• Управляйте адресной светодиодной лентой для освещения настроения
• Имейте режим реактивного звука
• Используйте статический режим RGB - когда я просто хочу видеть неподвижное освещение
• Есть селекторный переключатель для переключения между режимами
• Есть потенциометры для управления режимом RGB
• Имейте винтовой зажим для подключения источника питания 5 В к

После того, как вы определили свои требования, следующее, что нужно сделать, - это определить, какие компоненты вам нужны, и смонтировать их. Возьмите мою системную диаграмму выше в качестве руководства! Тестирование - важный шаг для устранения ошибок, обеспечения совместной работы компонентов и избежания ошибок, отнимающих много времени.

Примечания:

Зачем делитель напряжения для аудиовхода?

Вы могли заметить, что на линии ввода аудиосигнала есть делитель напряжения. Это связано с одним из ограничений АЦП Arduinos: АЦП может считывать только напряжения в диапазоне от 0 до 5 В. Поскольку звуковой сигнал переменного тока, он будет иметь отрицательные части. Очевидно, что мы не хотим, чтобы это отрицательное напряжение достигало входного контакта, поэтому мы компенсируем сигнал с помощью делителя напряжения и сохраняем его в центре на 2,5 В.

Почему усилитель?

Я обнаружил, что когда я использовал наушники или динамики с макетной платой, сигнал был слишком слабым для обработки Arduino. Добавление усилителя решило эту проблему. Как видите, предварительное тестирование важно!

Шаг 2: программа

Этот предоставленный код - это то, что я использовал в своих лампах настроения. Вы определенно не будете использовать этот код, не настроив его, из-за различий в аппаратном обеспечении и макете платы. Рассмотрим это как пример, чтобы увидеть, как используются библиотеки.

Используемые библиотеки:

Fastled.h (для адресного управления светодиодами)

fix_fft.h (Для еще более быстрого преобразования Фурье. Это было необходимо, поскольку другие библиотеки преобразования Фурье были слишком медленными. Проблему скорости можно было бы обойти с помощью более быстрого микроконтроллера, такого как ESP32.)

Шаг 3

Если у вас есть знания, я настоятельно рекомендую разработать печатную плату вместо перфорированной. Это гораздо менее утомительный процесс пайки. Я не могу подробно описать каждое паяное соединение, которое я сделал, но вот несколько ключевых советов:

Подсказки:

Разложите компоненты на монтажной плате, чтобы предварительно установить их. Это избавит вас от многих головных болей.

Установите байпасный конденсатор на шину питания, чтобы смягчить последствия скачков энергопотребления.

Воспользуйтесь преимуществом дополнительной длины выводов, обеспечиваемой сквозными конденсаторами и резисторами. Используйте их для соединения других точек на вашей доске.

Используйте разъемы PWM с внутренней резьбой и штыревые штыри заголовка для легкого снятия / крепления компонентов.

По возможности используйте одножильный провод. Проще вставлять в сквозные отверстия.

Шаг 4: Постройте корпус

Пришло время построить корпус для вашей новой монтажной платы / печатной платы. Я использовал обрезной картон, потому что это было лучшее, что у меня было под рукой. Если у вас есть 3D-принтер или другой метод, это тоже хорошо!

Подсказки:

Используйте штангенциркуль, чтобы измерить размеры вашей доски, особенно если вы берете футляр.

При использовании картона

Всегда оставляйте небольшую свободу действий при резке. Вы всегда можете вырезать больше, но никогда не сможете снова прикрепить.

Используйте небольшой нож или точный нож. Маленькое лезвие - ключ к созданию точных, хорошо подогнанных отверстий.

Шаг 5: наслаждайтесь

Веселитесь с новыми огнями настроения!

Что нужно расширить:

Делаете правильный кейс?

Еще шаблоны или режимы?

Более быстрый микроконтроллер?