Ruang Dansa LED: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:59

Ini adalah panduan untuk membangun visualisator musik LED berbasis Arduino, AKA ruang dansa digital yang benar-benar manis. Ada berbagai panduan di sekitar instruksi tentang visualisator sirkuit murni, tetapi itu umumnya semacam penguat untuk membuat lampu berdenyut dan mengubah intensitas sebagai respons terhadap daya yang disampaikan dalam sinyal audio. Saya menginginkan sesuatu yang lebih sejalan dengan beberapa strobo yang merespons frekuensi musik yang berbeda. Hasil akhirnya adalah anak tiri mutan dari ini dan ini dan sedikit dari ini, tetapi ini benar-benar bermanfaat. Sinyal audio yang sebenarnya dibaca dari jack mikrofon di komputer, sehingga ia dapat menerima umpan balik suaranya sendiri atau suara dari iPod / Rock Band / karaoke / apa pun yang bisa diimpikan oleh anak-anak gila Anda. Yay musik baru! Atas perkenan DoKashiteru dan Creative Commons, saya membawakan Anda video tanpa sensor dari sistem yang sedang beraksi:

Langkah 1: Bagian / Alat

Bagian: LED - Jelas. Saya membeli yang sangat terang 10mm dalam berbagai warna dalam jumlah besar dari eBay, tetapi Anda dapat menemukannya di Digikey atau Mouser. Peringkat millicandela yang lebih tinggi lebih baik, terutama jika Anda ingin ini menerangi apa pun dan tidak hanya menjadi titik warna. Toko sekitar untuk menemukan kesepakatan yang baik. Resistor - Satu untuk setiap LED. Milik saya membutuhkan 470 ohm, tetapi pastikan Anda memeriksa peringkat pada LED Anda sehingga Anda mendapatkan cahaya sebanyak mungkin tanpa membakarnya. Papan tempat memotong roti tanpa solder - Untuk semua sirkuit. Arduino - Antarmuka komputer/sirkuit. Papan kecil yang mengagumkan. Beli secara online. Kawat - Banyak kawat inti padat. Saya membutuhkan banyak, cepat, jadi saya akhirnya membersihkan RadioShack lokal saya dari barang-barang ini, tetapi Anda seharusnya dapat menemukannya jauh lebih murah. Memiliki dua untaian yang disatukan seperti ini sangat berguna, seperti yang akan Anda lihat nanti. Komputer - Dimana perhitungan yang sebenarnya terjadi. Ya, ini mungkin sedikit berlebihan untuk menyalakan beberapa lampu, tetapi karena kami akhirnya memainkan musik dansa kami dari laptop, itu berhasil dengan baik. Catu daya - LED kemungkinan akan menarik lebih banyak daya daripada yang dapat disediakan arduino, jadi kami akan memberi daya secara eksternal dan menggantinya dengan transistor. Anda harus memiliki banyak ini tergeletak di sekitar dari elektronik lama, atau Anda dapat menemukannya di toko barang bekas. Lihat halaman perencanaan untuk voltase / ampere yang Anda butuhkan. Transistor NPN - Kami menggunakan ini sebagai penguat / sakelar arus. Sedikit arus yang diambil dari arduino mengontrol banyak arus yang diambil dari catu daya yang mengalir melalui LED. Temukan mereka secara online atau di RadioShack. Besi solder - Cukup jelas. Speaker / audio splitter / kabel audio pria-pria - Speaker untuk suara, splitter dan kabel untuk menyalurkan sinyal dari output headphone ke speaker dan jack mikrofon. Perangkat Lunak: Arduino - Unduh lingkungan perangkat lunak arduino dari sini. Pemrosesan - Pemrosesan berbicara dengan baik dengan arduino, dan memiliki beberapa perpustakaan luar biasa bawaan. Unduh dari sini. Pastikan Anda memiliki pustaka pemrosesan audio Minim versi terbaru dari sini. Anda mungkin juga perlu mendapatkan perpustakaan 'arduino' agar mereka dapat berkomunikasi - dapatkan dari sini dan tempelkan di folder Processing/libraries Anda.

Langkah 2: Desain Sirkuit

Tampilan keseluruhan dari sirkuit yang sedang kami bangun. Kedua untaian kabel terhubung ke tegangan tinggi dan rendah, dan masing-masing pasangan LED/resistor menjembataninya untuk menyala. Untai tegangan rendah sebenarnya terhubung ke ground melalui transistor sehingga kita dapat mengontrol jumlah arus yang mengalir (dan karenanya kecerahan LED).

Langkah 3: Perencanaan

Langkah terpenting adalah merencanakan warna apa yang Anda inginkan, dan di mana. Langit-langit di asrama saya paling tepat digambarkan sebagai "berbentuk wafel," dengan lekukan persegi di permukaannya. Ini membuat kisi yang sangat alami untuk menata warna, tetapi Anda harus membuat rencana Anda sendiri. Anda dapat menghitung hingga 8 atau lebih LED ke satu untai kontrol, yang berarti bahwa 8 tersebut akan menyala dan mati secara bersamaan. Dengan tata letak yang sudah disusun, sekarang kita memerlukan perhitungan daya. Periksa lembar data untuk LED Anda untuk mengetahui tegangan dan arus maju. Milik saya memiliki penurunan tegangan ~ 3,5 volt dan memiliki arus maksimum 20 miliampere. Karena saya memiliki catu daya 12 volt yang tergeletak di sekitar, kita dapat melakukan sedikit matematika rangkaian sederhana menggunakan Hukum Ohm (V=IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ohm. Untuk mempermudah, kami membulatkannya menjadi 470 ohm. Kebanyakan LED 5mm akan mengalami penurunan tegangan sekitar 2 volt dan peringkat arus sekitar 15 miliampere, tetapi periksa agar Anda tidak membakarnya. Ingat: intensitas cahaya sebanding dengan arus, jadi gunakan resistor yang lebih besar untuk membatasi arus jika terlalu terang. Pastikan juga catu daya dapat menangani semua arus ini - beberapa yang kecil hanya bernilai beberapa ratus miliampere, artinya Anda hanya dapat menyalakan 10-20 LED secara paralel seperti kami.

Langkah 4: Siapkan LED dan Kawat

Jauh lebih mudah untuk memasang LED ke kabel jika kita terlebih dahulu menyoldernya bersama dengan resistor. Potong kedua ujung negatif (lebih pendek) LED dan satu sisi resistor menjadi dua, lalu solder bersama-sama. Setelah ini selesai, tekuk kabel positif dan resistor ke arah luar sehingga LED sedikit menonjol. Lihat gambar untuk penjelasan yang lebih jelas. Selanjutnya, letakkan semua kawat dan pastikan Anda memiliki cukup untuk mencapai setiap untai. Ukur dan tandai di mana setiap LED harus pergi. Sekali lagi, penjelasan untuk lampiran yang sebenarnya paling baik diberikan oleh gambar. Solder LED ke kabel, pastikan untuk menjaga polaritas tetap konsisten - semua kabel positif ke satu kabel, dan semua kabel negatif ke kabel lainnya. Setelah Anda selesai, uji untaian SEBELUM Anda memasangnya - sambungkan kabel ke catu daya atau baterai 9 volt untuk memastikan semua lampu menyala. Selanjutnya, pasang semua kabel! Dalam kasus saya, ini melibatkan banyak dan banyak pita gaffer putih dan berdiri di kursi. Pastikan ujung bebas semua berkumpul di satu lokasi, di mana kita akan meletakkan papan tempat memotong roti, arduino, dan komputer. Saya juga meletakkan bola origami kecil di atas LED untuk menyebarkan cahaya - cukup potong celah kecil secara radial keluar dari lubang di balon untuk membuat empat tab dan itu akan tergelincir dengan baik. Lihat gambar di halaman sebelumnya untuk efeknya. Poin bonus jika globe dibuat dari catatan kuliah lama.

Langkah 5: Bangun Sirkuit

Benar-benar tidak banyak lagi yang bisa dikatakan. Hubungkan ujung positif dan negatif dari catu daya Anda ke rel daya di papan tempat memotong roti Anda, dan sambungkan pin ground arduino ke rel negatif yang sama. Lihat gambar untuk sistem tata letak yang baik. Uji apakah semuanya berfungsi dengan melepas kabel dari arduino (ditunjukkan dengan warna biru, hitam, dan merah di bawah) dan menghubungkannya ke rel daya positif. Arus akan mengalir melalui transistor dan membiarkan LED menyala (jika semuanya terhubung dengan benar). Kembalikan ini sebagaimana mestinya dan sambungkan arduino ke komputer Anda dengan kabel usb. Untuk mengatur sistem suara, pasang speaker dan kabel male-male ke splitter. Kirim ujung kabel male-male yang lain ke soket mikrofon di komputer Anda. Sekali lagi, ini sedikit berlebihan jika Anda hanya akan memutar suara dari komputer Anda (terutama jika Anda dapat mengetahui cara menggunakan jack) tetapi dengan cara ini sistem dapat mem-flash ke Rock Band atau karaoke atau apa pun yang dapat ditampilkan pada Jack audio 3,5 mm. Pastikan mikrofon Anda berfungsi - colokkan splitter ke sumber audio apa pun, lalu buka program perekaman suara untuk melihat apakah Anda mendaftarkan sinyal. Seringkali mikrofon dapat dimatikan, jadi jika Anda memiliki masalah, itulah tempat pertama yang harus dilihat.

Langkah 6: Kode Kode Kode

Buka lingkungan perangkat lunak arduino, dan unggah contoh sketsa StandardFirmata ke papan. Sketsa akan memungkinkan Anda untuk mengontrol arduino melalui antarmuka serial, artinya kode arbitrer di komputer dapat mengontrol lampu yang baru saja kita sambungkan. Kode yang benar-benar memproses sinyal audio adalah (dengan mudah) sketsa Pemrosesan. Ini didasarkan pada perpustakaan BeatDetect yang mengagumkan di perpustakaan minim. Kelas BeatDetect menghitung transformasi Fourier dari sinyal audio, dan melacak rata-rata dan varians dari masing-masing koefisien selama beberapa detik terakhir. Jika nilai di salah satu bin FFT melebihi varians, ketukan terdeteksi dan lampu yang terkait dengan frekuensi itu akan menyala.. Artinya, setiap helai LED akan sesuai dengan frekuensi musik yang berbeda - satu helai akan berkedip ke ketukan bass, yang lain untuk snare hits, yang lain ke nada vokal tinggi, dan seterusnya, untuk 26 frekuensi yang berbeda. Unduh Pemrosesan terlampir sketsa dari bawah, dan modifikasi larik ledPins pada baris 10 untuk mencerminkan pengaturan Anda sendiri. Nomor pin pertama sesuai dengan frekuensi terendah. Setelah selesai, Anda selesai! Colokkan pembagi audio ke jack headphone Anda, mulai sketsa, dan mulai mainkan musik. Jika semuanya bekerja seperti yang diharapkan, visualisator bentuk gelombang akan muncul dan lampu akan berkedip. Menikmati!

Langkah 7: Pemecahan Masalah

Masalah utama yang mungkin Anda temui adalah membuat Processing dan arduino berbicara satu sama lain. Pastikan Anda menginstal perangkat lunak arduino - ini akan membawa semua perpustakaan serial yang diperlukan. Anda dapat menghindari masalah dengan rangkaian dengan menguji saat Anda pergi - uji setiap LED, lalu setiap untai, lalu setiap set transistor. Jika semuanya gagal, kembali ke ini untuk mendiagnosis di mana masalahnya. Sekarang setelah saya berhasil menghapus semua bug dari pengaturan saya sendiri, saya tidak dapat memikirkan apa yang mereka pikirkan. Posting masalah apa pun yang Anda miliki, karena saya mungkin mengalaminya dan sejak itu lupa.