Как сделать частотный аудиовизуализатор для костюма (проект Arduino): 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

В этом Instuctable я предоставлю советы, планы и коды для создания захватывающего аудиовизуализатора, встроенного в костюм из пенопласта. Попутно я поделюсь полезными шагами и дополнительными кодами, которые могут оказаться ценными для тех, кто хочет внедрить библиотеки Arduino FFT в свои проекты.

Шаг 1. Материалы и цены

Прежде чем делать костюм из пенопласта, я сначала сделал массив, чтобы узнать, как заставить работать библиотеку БПФ. Необходимые материалы:

1. 2 полосы по 30 неопикселей WS2812B ……………………………………………………………. 3,22 доллара за полосу
2. Arduino uno (подержанный китайский) ………………………………………………………………… Уже в собственности
3. Подсоедините провода ……………………………………………………………………………………. Уже в собственности
4. Внешний источник питания …………………………………………………………………………. Уже в собственности
5. Монтажная поверхность (использованный картон) ……………………………………………………… Уже в собственности
6. Модуль усилителя звука LM386 ………………………………………………………….. 8,98 долл. США за 5 устройств
7. 3,5 мм стерео аудио штекер к разъему-розетке с 3 винтами AV ………. $ 6,50 за 5 устройств
8. Стереоразъем 3,5 мм, гнездо - гнездо ………………………………………………….. 5,99 долларов США за 6 устройств
9. Макетная плата ………………………………………………………………………………………… Уже в собственности

Чтобы со временем приспособиться к костюму с микрофоном, необходимо следующее:

1. 19 неопиксельных полос ………………………………………………………………………… Вырезано из 5 м 300 светодиодов за 26,67 долларов США.
2. 5 полосок из неопикселей ………………………………………………………………………….. Вырезать из того же рулона
3. Arduino nano (используется китайский) ………………………………………………………. 3,00 доллара США (5 за 15 долларов США)
4. Подсоедините провода ……………………………………………………………………………. Уже в собственности
5. Перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор Talentcell емкостью 6000 мАч ……………………………. $ 29,99
6. 3,5 мм стерео аудио штекер к разъему AV с 3 винтами, розетка… 6.50 долл. США за 5 устройств
7. Стереоразъем 3,5 мм, гнездо - гнездо ……………………………………….. 5,99 долларов США за 6 устройств
8. Выключатели ……………………………………………………………………………………. Снято с разбитого автомобиля.
9. Костюм ………………………………………………………………………………. 50 долларов США за разные предметы.

Шаг 2: Сборка и подключение

Начните с двух полосок из 30 светодиодных лент WS2812 и разрежьте их на 5 светодиодных полос по линиям разреза. Приклейте эти полоски к ровной поверхности. В моем примере я использовал картон. Затем соедините компоненты вместе, как показано. Удостоверьтесь, что достаточно времени для обеспечения хороших точек пайки. Чтобы убедиться, что все они работают правильно, используйте примеры из библиотеки Adafruit Neopixel (пример «Straintest» отлично работает).

Шаг 3: Код Arduino

Для этого проекта требуются только две библиотеки.

Для БПФ я использовал ArduinoFFT от Open Music Lab https://wiki.openmusiclabs.com/wiki/ArduinoFFT. Убедитесь, что вы точно следуете их инструкциям по установке, иначе это не сработает. После правильной установки я все равно получал сообщения об ошибках, касающихся «недопустимой библиотеки», однако у меня все по-прежнему работало. Прокомментируйте, если вы определили, что я пропустил. Для неопикселей я использовал библиотеку Adafruit NeoPixel (как упоминалось ранее). Я рекомендую для установки использовать диспетчер библиотек в программном обеспечении arduino.

Файл SuitFFT - это код, работающий на Suit со всеми дополнительными входами от моего контроллера. LightShowFFT предназначен для светодиодной матрицы на дополнительном входе 60.

Оба этих кода можно заставить работать быстрее, уменьшив N. N в моих примерах составляет 256 и обнаружил, что он более чем подходит для моих проектов. Я экспериментально обнаружил, что полный звуковой спектр работает далеко за 9 кГц, как это было проверено на следующем этапе!

Шаг 4: что делает БПФ

БПФ или быстрое преобразование Фурье принимает сигнал и преобразует его в частотную область. То, что показывает каждый из индикаторов, - это частотный интервал. Поскольку БПФ представляет собой математически сложное вычисление, можно ускорить выполнение кода, ограничив количество выборок. Однако пострадает разрешение по частоте. Из-за недостатка слов БПФ в Arduino - это баланс между: частотой дискретизации, количеством отсчетов, временем цикла и т. Д. Я призываю других поиграть с настройками, чтобы найти то, что лучше всего подходит для их собственного проекта.

Пришло время сшить костюм.

Шаг 5: советы по выбору костюма

Мой костюм был сделан из пенопласта, и многие другие опубликованные инструкции лучше охватывают эту тему. Разница с моим заключалась в том, что я предпринял дополнительные шаги для бондо, стекловолокна и краски. Советы по этому поводу следующие.

• Проведите отличную подготовительную работу (наклеивание ленты, маскирование и т. Д.), Так как позже это значительно изменит время
• Всегда смешивайте бондо и стекловолокно в небольших количествах.
• Используйте Bondo, чтобы заполнить пустоты
• Используйте стекловолоконную смолу для уплотнения и укрепления
• Используйте стеклоткань, чтобы лучше укрепить слабые места.
• Не торопитесь и будьте терпеливы в своей работе

• Для шлифования

  • Зернистость от 40 до 100 удаляемого материала
  • Зернистость 100-400 для подготовки грунтовки
  • Зернистость 400-1000 для шлифовальной грунтовки
  • Зернистость 1000-3000 для шлифовальной краски

Чтобы закрепить полоски neopixel, я использовал горячий клей, чтобы закрепить полоски на месте. Сейчас есть несколько проблем: сделать его с питанием от батареи, датчиком микрофона, управлением от контроллера и т. Д.

Шаг 6. Изготовление или выбор контроллера, его подключение и код

Можно использовать любой переключатель или переключатели. В моем проекте я обнаружил, что элементы управления окнами на Honda Prelude 96 года выпуска работают отлично. После извлечения переключателей из их корпуса я использовал мультиметр, установленный в режиме непрерывности, чтобы определить, какой провод что делал после того, как переключатели были нажаты (обратите внимание, что иногда переключатели нарушают целостность). Я решил сделать переключаемую блокировку окон, блокировать элементы управления от случайных ударов, поднимать и опускать окна для регулировки яркости и последний переключатель для «световых режимов».

Для правильной работы переключателей необходимы понижающие резисторы. Обычно работают резисторы 50-100 кОм, но некоторые переключатели должны были использовать резисторы гораздо меньшего размера (некоторые около 300 Ом), чтобы изменить напряжение, достаточное для того, чтобы Arduino правильно прервал цифровой вход (примерно менее 0,3 * Vcc для низких и больших значений). чем 0,6 * Vcc для высокого). Любой, кто делает это, должен переключаться между переключателями, желательно сначала с макетной платой, чтобы убедиться, что контроллер работает правильно.

Разобравшись с переключателем, я спаял компоненты вместе, как показано на схеме. Используйте печатную плату, чтобы лучше закрепить компоненты. Обратитесь к изображению для получения подробной информации. Группа из 19 светодиодов проходит по корешку моего костюма, а другая - спереди, как индикатор того, что происходит.

Чтобы прикрепить контроллер к костюму, я приклеил его горячим клеем. Затем я сделал клинья из пенопласта меньшего размера и приклеил их горячим способом, чтобы поддерживать контроллер.

Шаг 7: Последние штрихи

В завершение прорежьте в поролоне прорези, чтобы пропустить через них проволоку. Закрепите провода горячим клеем. В качестве дополнительных деталей я также купил несколько дополнительных предметов, чтобы «заключить сделку». Я подумал… если ты собираешься выходить на улицу нелепо в легком костюме, сделай еще один шаг!

Шаг 8: Вот и все! (Плюс советы по устранению неполадок)

Спасибо, что посетили мой instuctable, и веселитесь, DIY-ers!

Советы по устранению неисправностей из опыта проекта:

• Если свет работает странно (мерцающий свет, не все работает должным образом, необычные цвета)

  • Плохое питание фонарей

    • Несколько источников питания
    • Не связывайте, так что пусть неопиксели вместе
    • Проведите лишние линии электропередач на полосы

  • Проблема с кодом

    • Проверьте правильность количества огней
    • Проверьте, правильно ли код отображает индикаторы и диапазоны частот.

  • Плохое питание Arduino

    Увеличьте мощность

  • Напряжение от Arduino до неопикселей выключено

    Используйте один и тот же источник питания для питания обоих

• Горит, но нет БПФ

  • Проверьте провод от усилителя и питания усилителя, заземления и входа.
  • Увеличение / уменьшение усиления усилителя
  • Слабое питание на свет