Dritat portative të festës: 12 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Projektet Tinkercad »

A mund t'i jepni dritë një feste dhe ta bëni atë më argëtuese?

Kjo ishte pyetja. Dhe përgjigja është PO (natyrisht).

Ky udhëzues ka të bëjë me krijimin e një pajisjeje portative që dëgjon muzikë dhe krijon vizualizim muzikor nga unazat koncentrike të LED -ve Neopixel.

U bë një përpjekje për ta bërë pajisjen të "vallëzojë", dmth., Të lëvizë në ritmin e muzikës, por zbulimi i rrahjeve doli të ishte një detyrë më e komplikuar sesa tingëllon (pa qëllim lojërash), kështu që "vallëzimi" është pak i vështirë, por akoma eshte aty.

Pajisja është e aktivizuar me Bluetooth dhe do t'i përgjigjet komandave të tekstit. Nuk kisha kohë të shkruaja një Aplikacion për të kontrolluar Dritat e Partisë (qoftë Android ose iOS). Nëse jeni deri në detyrë - ju lutem më tregoni !!!

Nëse ju pëlqen kjo e udhëzueshme, ju lutemi votoni për të në konkursin Make It Glow!

Furnizimet

Për të ndërtuar Dritat e Partisë do t'ju duhet:

• STM32F103RCBT6 Leaflabs Leaf Maple Mini USB ARM Cortex -M3 Moduli për Arduino (lidhja këtu) - truri i pajisjes. Këto pajisje relativisht të lira janë aq të fuqishme, është e paqartë pse do të ktheheshit ndonjëherë në një Arduino.
• MSGEQ7 Equalizer Grafik Grafik IC DIP-8 MSGEQ7 (lidhja këtu)
• Moduli Bluetooth HC-05 ose HC-06 (lidhja këtu)
• Mikrofoni Adafruit MAX9814 (lidhja këtu)
• Një servo motor standard (lidhja këtu) është që dëshironi që pajisja juaj të "kërcejë"
• Bordi i Zhvillimit të Shoferit CJMCU 61 Bit WS2812 5050 RGB LED (lidhja këtu)
• TTP223 Moduli i Çelësit të Prekjes Kapacitiv Settable Self-Lock/No-Lock Switch Board (lidhja këtu)
• Ultra Compact 5000-Mah Dual USB Outputs Super Slim Power Bank (lidhja këtu)
• Rezistorë, kondensatorë, tela, zam, vida, pllaka prototipimi, etj etj.

Hapi 1: Ideja

Ideja është që të ketë një pajisje portative që mund të vendoset pranë një burimi muzikor, dhe që do të krijojë vizualizime muzikore shumëngjyrëshe. Ju duhet të jeni në gjendje të kontrolloni sjelljen e pajisjes përmes butonave (prekjes) dhe Bluetooth.

Aktualisht, Dritat e Partisë kanë realizuar 7 vizualizime (më tregoni nëse keni më shumë ide!):

1. Qarqe koncentrike shumëngjyrëshe
2. Kryq maltez
3. Drita pulsuese
4. Fireplace (e preferuara ime personale)
5. Dritat e drejtimit
6. Pemë të lehta
7. Segmentet anash

Si parazgjedhje, pajisja do të kalojë nëpër vizualizime çdo minutë. Sidoqoftë, një përdorues mund të zgjedhë të qëndrojë me një vizualizim dhe/ose të kalojë me dorë nëpër to.

Vizualizimet që rrotullojnë gamën e tyre të ngjyrave gjithashtu mund të "ngrihen" nëse një përdoruesi pëlqen një kombinim të veçantë ngjyrash.

Dhe si disa kontrolle të tjera, përdoruesi mund të ndryshojë ndjeshmërinë e mikrofonit dhe të aktivizojë/çaktivizojë modalitetin e "vallëzimit" të motorit servo.

Hapi 2: Përpunimi skematik dhe i shëndoshë

Një skedar skematik tërheqës përfshihet në paketën në Github në nën -dosjen "skedarë".

Në thelb, një çip MSEQ7 bën përpunimin e zërit, duke ndarë një sinjal audio në 7 breza: 63Hz, 160Hz, 400Hz, 1kHz, 2.5kHz, 6.25kHz dhe 16kHz

Mikrokontrolluesi përdor ato 7 breza për të krijuar vizualizime të ndryshme, në thelb duke hartuar amplitudat përkatëse të brezit në intensitetin e dritës LED dhe kombinimet e ngjyrave.

Burimi i zërit është një mikrofon me 3 nivele të kontrollit të fitimit. Ju mund të kaloni nëpër cilësimet e fitimit duke përdorur një nga butonat në varësi të asaj se sa larg/me zë të lartë është burimi i zërit.

Mikrokontrolluesi gjithashtu përpiqet të kryejë zbulimin "beat" në brezin "bas" 63Hz. Unë jam ende duke punuar në një mënyrë të besueshme për të zbuluar dhe ruajtur shtrirjen e rrahjeve.

Përdorimi i butonave "prekje" ishte një eksperiment. Unë mendoj se ata punojnë mjaft mirë, megjithatë, mungesa e reagimeve të shtypit është disi konfuze.

Hapi 3: Rrota LED

Thelbi i vizualizimit është një rrotë LED 61.

Ju lutemi vini re se pjesa vjen si unaza individuale të cilat do t'ju duhet t'i bashkoni. Kam përdorur më tepër tela bakri për linjat e energjisë (të cilat gjithashtu mbajnë unazat së bashku mirë), dhe tela të hollë sinjali.

LED -të numërohen nga 0 në 60 duke filluar nga LED -i i jashtëm i poshtëm dhe duke shkuar në drejtim të akrepave të orës brenda. LED qendror është numri 60.

Çdo vizualizim mbështetet në vargjet e të dhënave dy-dimensionale, të cilat e hartojnë secilën LED në një pozicion të veçantë për segmentin e synuar të vizualizimit.

Për shembull, për qarqet koncentrike, ka 5 segmente:

• Rrethi i jashtëm, LED 0 - 23, 24 LED të gjatë
• Rrethi i dytë i jashtëm, LED 24 - 39, 16 LED të gjata
• Rrethi i tretë (në qendër), LED 40 - 51, 12 LED të gjata
• Rrethi i dytë i brendshëm, LED 52 - 59, 8 LED të gjatë
• Brenda LED, LED 60, 1 LED i gjatë

Vizualizimi harton 5 nga 7 kanale audio dhe ndez dritat LED në mënyrë progresive sipas pozicionit të tyre në brezin rrethor proporcional me nivelin e zërit në brez.

Vizualizimet e tjera përdorin struktura dhe formate të ndryshme të të dhënave, por ideja është që gjithmonë të kemi vizualizime të drejtuara nga vargjet e të dhënave, jo aq shumë nga kodi. Në këtë mënyrë vizualizimet mund të rregullohen në forma të ndryshme (më shumë ose më pak LED, më shumë breza EQ) pa ndryshuar kodin, vetëm vlerat në grupet e të dhënave.

Për shembull, kështu duket struktura e të dhënave për vizualizimin 1 në skicë:

// Vizualizimi 1 & 3 - plot 5 qarqe konstit byte TOTAL_LAYERS1 = 5; konte bajt LAYERS1 [TOTAL_LAYERS1] [25] = {// 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 {24, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23}, {16, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39}, {12, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51}, {8, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59}, {1, 60}};

Hapi 4: Vizualizimet

Deri më tani ka 7 vizualizime dhe një animacion fillestar:

Animacion fillestar

Kur pajisja është e ndezur, shfaqet një imitim i një fishekzjarri. Kjo supozohej të ishte një sekuencë testimi LED dhe Servo, por më vonë evoluoi në një version të animuar të një testi të tillë

Qarqe koncentrike shumëngjyrëshe

Dritat shkojnë rreth ekranit në qarqe koncentrike proporcionale me amplitudën e brezit përkatës të ekuivalentit. Kalimi rastësisht midis orës dhe kundër orës dhe rrotullimi i ngjyrave ngadalë mbi rrotën e ngjyrave 256

Kryq maltez

Një brez është LED qendror. Një brez tjetër janë linjat vertikale dhe horizontale të LED -ve, dhe segmentet e mbetura që përfaqësojnë secilën një brez EQ. Të gjithë segmentet rrotullohen me ngjyra në 128 kompensime për të mbetur kontrast.

Drita pulsuese

Çdo rreth ndez të gjitha LED -të në unison për një brez të caktuar eku, ndërsa rrotullohen ngadalë ngjyrat me një kompensim të vogël. Brezat EQ zhvendosen progresivisht nga një rreth në tjetrin duke krijuar progresion të jashtëm.

Fireplace

Shiritat janë gjysmë-qarqe të ndriçuar nga poshtë lart, duke filluar me një të kuqe të ndritshme dhe duke shtuar të verdhë në rrugën e sipër duke simuluar një zjarr të ndezur në një fireplace. "Shkëndija" e bardhë e ndritshme herë pas here shfaqet rastësisht. Nuk ka rrotullim ngjyrash

Dritat e drejtimit

Çdo rreth koncentrik është një brez i veçantë EQ. LED -të kryesorë janë ato në vijën vertikale poshtë LED -it qendror. Pasi LED është ndezur proporcionalisht me amplitudën e brezit, ai fillon të "vrapojë" rreth rrethit përkatës duke zvogëluar ngadalë intensitetin. Të dy rrotullimet e orës dhe kundër akrepave të sahatit mbështeten, duke u ndërruar rastësisht.

Pemë të lehta

Segmentet ndriçohen në një vijë të drejtë nga LED poshtë dhe lart anash në gjysmërrethe koncentrike që imitojnë palmat. Rrotullimi i ngjyrave.

Segmentet anash

Ky është një version i Kryqit të mëparshëm Maltese me vetëm 2 segmente diagonale të përdorura. Supozohet se i ngjan ikonës për valët e zërit.

Hapi 5: Prekni butonat e kontrollit

Ka 4 butona të ndjeshëm në prekje:

1. Ecni nëpër vizualizime dhe mbajeni atë aktual derisa të zgjidhet një tjetër (sipas parazgjedhjes vizualizimet cikël çdo 30 sekonda)
2. Skema aktuale e ngjyrave "Freeze" / "freeze" - nëse ju pëlqen një kombinim i veçantë ngjyrash mund ta ngrini - rrotullimi i ngjyrave është i çaktivizuar dhe vizualizimi do të vazhdojë vetëm me këtë gamë ngjyrash
3. Rregulloni ndjeshmërinë e mikrofonit
4. Aktivizo / çaktivizo "modalitetin e vallëzimit"

Në modalitetin e vallëzimit, pajisja do të përpiqet të zbulojë "rrahjen" e muzikës që po luan aktualisht dhe të kthejë kokën sipas ritmit. Deri më tani "vallëzimi" është mjaft i vështirë sesa i bukur, për të qenë i sinqertë.

Hapi 6: Zbulimi i Beat dhe Servo "vallëzimi"

Pajisja po përpiqet vazhdimisht të zbulojë "rrahjen" e melodisë aktuale si një distancë midis majave të njëpasnjëshme të brezit 63Hz. Pasi të zbulohet (dhe vetëm nëse mënyra e vallëzimit është ON), pajisja do të aktivizojë servo motorin e saj që të kthehet rastësisht majtas ose djathtas sipas ritmit.

Çdo ide e ndritshme se si ta bëni këtë më të besueshme janë të mirëseardhura!

Skica 'Music_Test_LED' nxjerr 7 grupe EQ në një mënyrë të përshtatshme për komplotimin duke përdorur Arduino IDE.

Hapi 7: Format 3D

I gjithë asambleja e Dritave të Partisë u krijua nga e para duke përdorur Autodesk TinkerCAD.

Dizajni origjinal gjendet këtu. Dosja "fotografi/3D" në github.com përmban modelet STL.

Ky dizajn ilustron sesi pajisja duket e montuar.

Të gjithë përbërësit u shtypën dhe më pas u montuan/ngjitën së bashku.

"Kupola" është duke pritur mikrokontrolluesin, bordin Bluetooth dhe një mikrofon. Mikrokontrolluesi vendoset në një dërrasë 40mm x 60 mm dhe mbështetet nga shinat e përcaktuara.

Servo është e vendosur në "këmbën" e kupolës, ndërsa butonat janë të vendosur në bazën.

Ndarja e baterisë është shtypur posaçërisht për llojin e baterisë të përmendur në seksionin Furnizime. Nëse zgjidhni të përdorni një bateri të ndryshme, ndarja do të duhet të ri-projektohet në përputhje me rrethanat.

Hapi 8: Furnizimi me energji elektrike

Një dalje USB e dyfishtë Ultra-Compact 5000-mah Super Slim Power duket se po siguron energji të mjaftueshme për orë të tëra funksionimi.

Ndarja e baterisë është projektuar në atë mënyrë që të shkëputet nga pjesa tjetër e pajisjes dhe mund të zëvendësohet me atë të krijuar për një lloj tjetër baterie.

Spina USB u pozicionua dhe u ngjit në nxehtësi në vend për të lidhur baterinë ndërsa rrëshqet brenda.

Hapi 9: Kontrolli Bluetooth

Shtohet një modul HC-05 për të siguruar një mënyrë për të kontrolluar pajisjen pa tel.

Kur është aktiv, pajisja krijon një lidhje Bluetooth të quajtur "LEDDANCE", me të cilën mund të çiftoni telefonin tuaj.

Në mënyrë ideale, duhet të ketë një Aplikacion që lejon kontrollimin e PartyLights (zgjedhja e një palete ngjyrash, simulimi i shtypjeve të butonave, etj.). Sidoqoftë, nuk kam shkruar ende një.

Nëse jeni të interesuar të ndihmoni në shkrimin e një aplikacioni Android ose iOS për Dritat e Partisë, ju lutem më tregoni!

Për të kontrolluar pajisjen, aktualisht mund të përdorni aplikacionin e terminalit Bluetooth dhe të dërgoni komandat e mëposhtme:

• LEDDBUTT - ku është '1', '2', '3' ose '4' simulon shtypjen e një butoni përkatës. P.sh.: LEDDBUTT1
• LEDDCOLRc - ku c është një numër nga 0 në 255 - pozicioni i ngjyrës së dëshiruar në një rrotë me ngjyra. Pajisja do të kalojë në ngjyrën e specifikuar LED.

• LEDDSTAT - kthen një numër me 3 karaktere që përbëhet vetëm nga '0 dhe' 1:

  • pozicioni i parë: '0' - ngjyrat nuk rrotullohen, '1' - ngjyrat rrotullohen
  • pozicioni i dytë: '0' - mënyra e vallëzimit është joaktive, '1' - mënyra e vallëzimit është e ndezur
  • pozicioni i tretë: '0' - mikrofoni është në fitim normal, '1' - mikrofoni është në fitim të lartë

Hapi 10: Kontrolloni aplikacionin bazuar në Blynk

Blynk (blynk.io) është një platformë e teknologjisë-agnostike IoT. Kam përdorur Blynk në sistemin tim të ujitjes IoT Automatic Plant Irrigation dhe isha i impresionuar me lehtësinë dhe qëndrueshmërinë e platformës.

Blynk mbështet lidhjen me pajisjet buzë përmes Bluetooth - pikërisht ajo që na nevojitet për PartyLights.

Nëse nuk e keni bërë tashmë, ju lutemi shkarkoni aplikacionin Blynk, regjistrohuni dhe krijoni aplikacionin Blynk PartyLights duke përdorur pamjet e ekranit të bashkangjitura në këtë hap. Ju lutemi sigurohuni që caktimet virtuale të kunjave janë të njëjta si në pamjet e ekranit, përndryshe, butonat në aplikacion nuk do të funksionojnë siç është menduar.

Skedari "blynk_settings.h" përmban UID -in tim personal Blynk. Kur krijoni projektin tuaj, atij do t'i caktohet një i ri për ju që ta përdorni.

Ngarko skicën PartyLightsBlynk.ino, ndez aplikacionin. Çiftohuni me pajisjen Bluetooth dhe shijoni festën.

Hapi 11: Skica dhe Biblioteka

Skica kryesore dhe skedarët mbështetës gjenden këtu në Github.com.

Bibliotekat e mëposhtme u përdorën në skicën e Dritave të Partisë:

• TaskScheduler - bashkëpunim me shumë detyra - këtu (zhvilluar nga unë)
• AverageFilter - filtër mesatar i modeluar - këtu (zhvilluar nga unë)
• Servo - Servo control - është një bibliotekë standarde Arduino
• WS2812B -NEOPixel kontroll - vjen si pjesë e paketës STM32

Kjo faqe Wiki shpjegon se si të përdorni bordet STM32 me Arduino IDE.

Hapi 12: Përmirësimet e së ardhmes

Disa gjëra mund të përmirësohen në këtë dizajn, të cilat mund t'i konsideroni nëse filloni këtë projekt:

• Përdorni ESP32 në vend të bordit Maple Mini. ESP32 ka 2 CPU, blloqe Bluetooth dhe WiFi, dhe mund të funksionojë në 60MHz, 120MHz dhe madje 240MHz.
• Dizajn më i vogël - pajisja që rezulton është e madhe. Mund të jetë më kompakt (veçanërisht nëse heq dorë nga ideja e vallëzimit dhe servoja e lidhur)
• Zbulimi i rrahjeve mund të përmirësohet pafundësisht. Ajo që na vjen natyrshëm ne njerëzve, duket se është një detyrë e vështirë për një kompjuter
• Shumë më tepër vizualizime mund të shpiken dhe zbatohen.
• Dhe, natyrisht, një Aplikacion mund të shkruhet për të kontrolluar pajisjen pa tel me një UI të lezetshëm.