Sonic Bow Tie, Дэвид Болдевин Энген: 4 шага (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Компактный галстук-бабочка, способный непрерывно отображать окружающий звук на четырех разных частотах на двух зеркальных светодиодах 4x5

В этом уроке рассказывается, как сделать галстук-бабочку, который выделит вас из толпы.

Что вам понадобится для этого проекта:

1 Arduino Pro Micro или аналогичный по размеру Arduino, работающий на частоте 16 МГц

40 светодиодов 3 мм

1 простая кнопка

1 электретный микрофон

1 перезаряжаемый одноэлементный литий-полимерный аккумулятор 3,7 В 800 мАч 25C

10 резисторов 100 Ом

1 резистор 10 кОм

1 резистор 220 Ом

Доступ к печатной плате (печатной плате)

Дешевый регулируемый галстук-бабочка на крючках / клипсах или просто регулируемый шейный ободок на крючках / клипсах.

Шаг 1. Распечатайте печатную плату

При печати печатной платы вам, возможно, придется адаптировать файл.cmp в соответствии с требованиями производителя. Однако плата в оригинале была изготовлена с использованием довольно неточного метода, поэтому большинство производителей, скорее всего, смогут произвести печатную плату без изменений. На фотографиях вы можете видеть переднюю и заднюю часть печатной платы. Конструкция предполагает, что отверстия для пайки не содержат переходных отверстий, и что переходные отверстия могут быть размещены отдельно (на печатных платах с более чем одной стороной переходные отверстия являются соединениями между слоями).

Каждый источник света адресуется индивидуально с использованием метода под названием Charlieplexing, позволяющего использовать гораздо меньше входных узлов, чем обычная светодиодная матрица, недостатком является то, что только свет может быть включен за раз, что устанавливает предел того, насколько большим может быть массив и без заметного мигания. Charliplexing работает вместо двух сигналов 1 и 0, у него есть три 1, 0 и Z. Где Z работает как разомкнутая цепь, имея очень высокий импеданс. Таким образом, каждый свет включается, когда узел находится в комбинации 1, 0, Z, Z, Z, что означает, что ток может идти только от одного узла к другому за раз.

Шаг 2: спаяем все вместе

При пайке ламп на печатной плате очень важно последовательно припаять положительную сторону светодиода к квадратам, а отрицательную - к кругу. Выполнение этого противоположного действия приведет к тому, что адрес в коде будет включать неправильный свет, а несогласованность приведет к тому, что несколько источников света будут включаться одними и теми же стимулами.

Затем припаяйте резисторы 10 100 Ом к передней части галстука-бабочки.

Затем подключите другие части, как показано на принципиальной схеме, можно припаять аккумулятор непосредственно к Arduino, поскольку он будет заряжаться, когда Arduino подключен через USB. Перед тем, как приклеить все детали к обратной стороне печатной платы, вы должны проверить наличие ошибок в массиве.

Шаг 3. Загрузка кода и отладка

Загрузите приведенный выше код. Когда он будет загружен, нажмите кнопку, чтобы активировать его, теперь треугольник, указывающий внутрь, должен прокручиваться вверх или вниз на галстуке-бабочке.

Если вы этого не сделаете, используйте функцию Blink (LED), которая принимает число от 1 до 20 для каждого источника света индивидуально в цикле while (mode = 0) в цикле void, комментируя остальную часть этого while. петля.

void loop () {

while (mode == 0) {

Блинк (1); // Один за другим проверяем, работают ли индикаторы должным образом, а какие нет

// Blink (2); // следующий шаг до 20

/ * if (digitalRead (Button) == 0) {

mode = 1;

Выключенный();

TurnOn (1);

задержка (200);

перерыв;

}

Выключенный(); * / // этот раздел закомментирован при отладке

}

…..

Отладка:

Если у вас разные лампы с каждой стороны, значит, с пайкой что-то не так, и вам следует удалить испаренные лампы и повторить шаг 2.

Если пары из 2 индикаторов выключены, возможно, отсутствуют переходные отверстия.

Если два индикатора всегда включаются вместе и менее яркие, чем другие, один из них был припаян неправильно.

Если каждый индикатор загорается индивидуально, но не следует схеме, описанной в инструкциях в верхней части кода, вы испортили шаг 2.

другие проблемы могут возникнуть из-за плохих соединений или короткого замыкания на печатной плате.

Предупреждение: этот сегмент очень технический и не нужен для изготовления галстука-бабочки.

Я написал код анализа спектра специально для Arduino с тактовой частотой 16 МГц. Так что я не совсем уверен, насколько хорошо это будет работать в других системах, это может привести к тому, что все группы будут реагировать по-разному, но это может не сильно измениться.

Он работает, беря 60 отсчетов примерно за 6,7 мс, что составляет примерно 8,9 кГц. Затем анализируя их 4 разными способами, давая 4 разных частоты.

Анализ наивысшей частоты работает путем сравнения каждой второй выборки со следующей, возведения значения в квадрат и суммирования его для каждой s пары выборок. Это дает максимальный эффект около половины частоты дискретизации, так что это полосовой фильтр около 4,4 кГц.

Примерная математическая формула для анализа:

Σ (sq (x [2n-1] -x [2n]))

Следующий работает очень похоже, но сначала добавляет по два сэмпла за раз. Это фактически дает половину частоты дискретизации последней системы, отфильтровывая самые высокие частоты, создавая полосовой фильтр около 2, 2 кГц.

Следующая система делает то же самое, но вместо добавления 2 отсчетов за раз она добавляет 10, что становится полосовым фильтром для 440 Гц.

Последний анализ суммирует первые 30 отсчетов и сравнивает их с суммой последних 30. Это фактически становится полосовым фильтром для 150 Гц.

Шаг 4: склейте все вместе

Важно держать Arduino отдельно от печатной платы, так как это может вызвать короткое замыкание, если они соприкоснутся. Это можно сделать, склеив их между собой изолентой. Также выгодно, чтобы батарея находилась на одном крыле галстука-бабочки, а микроконтроллер - на другом для баланса. Вы должны стараться, чтобы центр галстука-бабочки был достаточно пустым, так как именно здесь вы подключаете шейный обод, за возможным исключением микрофона, поскольку он должен выступать на несколько миллиметров и указывать на ваш пищевод, это будет означать, что когда вы говорите каждый увидит, что это самое ясное.

Помните: с обратной стороны галстука-бабочки функциональность гораздо важнее эстетики, так как этого никто не увидит.