JackLit: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Proyek ini dilakukan oleh siswa yang tergabung dalam kemitraan antara Fremont Academy Femineers dan kursus Pomona College Electronics 128. Proyek ini dimaksudkan untuk mengintegrasikan teknologi hex-ware ke dalam jaket menyenangkan yang menyala berirama dengan musik. "JackLit" kami dapat mendengar musik melalui mikrofon dan menggunakan kode transformasi Fast Fourier untuk memilah frekuensi dalam musik yang dapat diukur dan digunakan untuk membedakan grup pencahayaan tertentu pada jaket. Dalam melakukannya, grup panel electroluminescent, yang disambungkan secara paralel, menerangi dengan ritme lagu apa pun berdasarkan rentang frekuensi yang didengar mikrofon. Penggunaan proyek ini adalah untuk menyediakan jaket menghibur yang dapat menyala mengikuti irama lagu apa pun. Ini dapat dikenakan di acara sosial atau diterapkan pada berbagai pakaian. Teknologi ini dapat digunakan pada sepatu, celana, topi, dll. Juga dapat digunakan untuk mengatur pencahayaan pada pertunjukan dan konser.

Langkah 1: Bahan

Semua bahan dapat ditemukan di adafruit.com dan amazon.com.

• 10cmX10cm panel electroluminescent putih (x3)
• 10cmX10cm panel electroluminescent biru (x4)
• 10cmX10cm panel aqua electroluminescent (x3)
• 20cmX15cm panel aqua electroluminescent (x2)
• Pita electroluminescent hijau 100 cm (x3)
• Pita electroluminescent merah 100 cm (x4)
• Pita electroluminescent biru 100 cm (x2)
• Pita electroluminescent putih 100 cm (x1)
• 12 volt inverter (x4)
• Modul relai saluran 4 SainSmart (x1)
• Baterai 9 volt (x5)
• Konektor jepret 9 volt (x5)
• Banyak kabel
• HexWear

Langkah 2: Perangkat Lunak Arduino

Sebelum Anda mulai membangun JackLit, Anda harus memiliki alat pemrograman yang tepat untuk mengontrolnya. Pertama, Anda harus pergi ke situs web Arduino dan mengunduh Arduino IDE. Setelah selesai, berikut adalah langkah-langkah yang perlu Anda ikuti untuk menyiapkan program Hex Anda.

1. (Hanya Windows, pengguna Mac dapat melewati langkah ini) Instal driver dengan mengunjungi https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Unduh dan instal driver (file.exe yang tercantum pada Langkah 2 di atas halaman RedGerbera yang ditautkan).
2. Instal perpustakaan yang diperlukan untuk Hexware. Buka Arduino IDE-nya. Di bawah "File" pilih "Preferensi." Di tempat yang disediakan untuk URL Pengelola Papan Tambahan, rekatkan https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Kemudian klik "Oke." Buka Alat -> Papan: -> Manajer Papan. Dari menu pojok kiri atas, pilih "Kontribusi". Cari, lalu klik Papan Gerbera dan klik Instal. Keluar dan buka kembali Arduino IDE. Untuk memastikan bahwa perpustakaan diinstal dengan benar, buka Alat -> Papan, dan gulir ke bagian bawah menu. Anda akan melihat bagian berjudul “Papan Gerbera,” di mana setidaknya akan muncul HexWear (jika bukan papan seperti mini-HexWear).

Langkah 3: Tata Letak Inverter

Diagram ini menggambarkan rangkaian yang menghubungkan baterai 9 volt secara paralel ke inverter dan kemudian ke jaket. Perhatikan bahwa pasangan kabel yang keluar dari setiap inverter membawa arus AC dan penting bahwa kabel yang terhubung secara paralel yang berasal dari inverter berada dalam fase, jika tidak, gain bersih tidak akan menjadi 1.

Langkah 4: Tata Letak Relay

Ini adalah komponen rangkaian selanjutnya dari Langkah 3 berlabel "ke sakelar" yang menghubungkan Hex ke sakelar (modul relai).

Langkah 5: Bangun

Hubungkan baterai 9 volt dan inverter seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Lima 9 volt harus paralel dan terhubung ke empat inverter juga secara paralel. Kabel keluaran dari inverter harus dihubungkan secara paralel dan sefasa. Salah satu kabel paralel keluaran inverter kemudian harus disisihkan untuk dihubungkan langsung ke panel electroluminescent pada jaket. Yang lain akan terhubung ke modul relai. Perhatikan bahwa mana yang pergi ke mana adalah sewenang-wenang karena kita berhadapan dengan sirkuit AC. Seperti yang diilustrasikan pada Langkah 4, Anda harus membagi kabel paralel menjadi tiga, masing-masing terhubung ke salah satu dari empat sakelar. Satu sakelar tidak akan digunakan. Lihat instruksi di adafruit.com atau amazon.com untuk mengetahui di mana kabel Anda harus terhubung ke sakelar. Kabel lain harus dihubungkan ke setiap sakelar yang akan disisihkan untuk dihubungkan ke panel electroluminescent pada jaket. Pastikan untuk menghubungkan modul relai ke Hex dengan benar seperti yang ditunjukkan pada Langkah 4 dan di atas.

Pindah ke sirkuit yang terintegrasi ke dalam jaket. Kami sekarang memiliki satu set tiga kabel yang terhubung ke inverter, dan satu set tiga kabel yang terhubung ke sakelar. Mereka berada di set bertiga karena kami memiliki 3 sirkuit paralel panel electroluminescent pada jaket. Panel electroluminescent dapat dilem panas ke jaket, dan lubang dipotong di kain untuk memasang kabel sehingga tidak terlihat di luar. Langkah selanjutnya adalah yang paling sederhana tetapi paling membosankan karena semua panel electroluminescent. Pilih panel mana yang ingin Anda terangi secara bersamaan. Anda dapat menetapkan tiga kelompok panel, dan masing-masing harus dihubungkan secara paralel. Harus ada kabel input positif secara paralel dan kabel input negatif secara paralel, meskipun yang positif dan negatif adalah sewenang-wenang karena merupakan rangkaian AC. Hubungkan salah satu dari tiga kabel yang berasal dari inverter ke masing-masing dari tiga grup pencahayaan paralel electroluminescent. Kemudian sambungkan salah satu dari tiga kabel yang berasal dari sakelar ke masing-masing dari tiga grup pencahayaan paralel electroluminescent. Pastikan untuk menutupi kabel yang terbuka karena akan memberi Anda kejutan ringan.

Langkah 6: Pengkodean

Kode kami menggunakan perpustakaan Arduino Fast Fourier Transform (fft) untuk memecah kebisingan menjadi frekuensi yang didengar Hex. Matematika sebenarnya di balik Transformasi Fourier agak rumit, tetapi prosesnya sendiri tidak terlalu rumit. Pertama, Hex mendengar suara, yang sebenarnya merupakan kombinasi dari banyak frekuensi yang berbeda. Hex hanya dapat mendengarkan selama beberapa waktu sebelum harus menghapus semua data dan lagi, jadi agar dapat mendengar suara, frekuensi suara itu harus paling banyak setengah dari waktu yang didengarkan Hex sejak Hex harus dapat mendengarnya dua kali untuk mengetahui bahwa itu adalah frekuensinya sendiri. Jika kita membuat grafik nada murni sebagai fungsi amplitudo vs waktu, kita akan melihat gelombang sinus. Karena pada kenyataannya nada murni tidak umum, yang kita lihat adalah garis goyang yang cukup membingungkan dan tidak beraturan. Namun, kita dapat memperkirakan ini dengan jumlah dari banyak frekuensi nada murni yang berbeda hingga tingkat akurasi yang cukup tinggi. Inilah yang dilakukan perpustakaan fft: ia mengambil suara dan memecahnya menjadi frekuensi berbeda yang didengarnya. Dalam proses ini, beberapa frekuensi yang digunakan perpustakaan fft untuk memperkirakan kebisingan yang sebenarnya memiliki amplitudo yang lebih besar daripada yang lain; yaitu, beberapa lebih keras daripada yang lain. Jadi, setiap frekuensi yang dapat didengar Hex juga memiliki amplitudo, atau volume yang sesuai.

Kode kami melakukan fft untuk mendapatkan daftar amplitudo semua frekuensi dalam rentang yang dapat didengar Hex. Ini termasuk kode yang mencetak daftar frekuensi dan amplitudo, dan membuat grafiknya juga sehingga pengguna dapat memverifikasi bahwa Hex benar-benar mendengar sesuatu, dan tampaknya sesuai dengan perubahan tingkat volume apa pun Hex itu. pendengaran. Dari sana, karena proyek kami memiliki 3 sakelar, kami membagi rentang frekuensi menjadi tiga: rendah, sedang, dan tinggi dan membuat setiap grup sesuai dengan sakelar. Hex berjalan melalui frekuensi yang didengarnya dan jika ada sesuatu di grup rendah/sedang/tinggi melebihi volume tertentu, maka sakelar yang sesuai dengan grup yang frekuensinya dimiliki akan menyala dan semuanya berhenti untuk membiarkan lampu tetap menyala. pada. Ini berlanjut sampai semua frekuensi diperiksa, dan kemudian Hex mendengarkan lagi dan seluruh proses berulang. Karena kami memiliki 3 sakelar, ini adalah cara kami membagi frekuensi, tetapi ini dapat dengan mudah diskalakan ke sejumlah sakelar.

Catatan tentang beberapa keanehan kode. Alasan mengapa kami mengulangi frekuensi mulai dari yang ke-10 adalah karena pada frekuensi 0, amplitudonya sangat tinggi terlepas dari tingkat kebisingan karena offset DC, jadi kami baru mulai setelah benjolan itu.

Lihat file terlampir untuk kode aktual yang kami gunakan. Jangan ragu untuk bermain dengannya untuk membuatnya lebih atau kurang sensitif, atau tambahkan lebih banyak grup pencahayaan jika Anda mau! Selamat bersenang-senang!