Kantav heli reaktiivse ekvalaiseri seelik: 21 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Olen mõnda aega tahtnud kujundada tüki, mis suhtleb heliga. Ekvalaiseri seelikul on integreeritud elektroonika, mis reageerib ümbritseva keskkonna müratasemele. Integreeritud valgusdioodid on paigutatud ekvalaiserribadena, et rõhutada heli reageerivat käitumist. Sõltuvalt heli intensiivsusest süttivad vaid mõned või kõik LED -id.

Õige elektroonika integreerimine neid nähtavaks tegemata ei olnud liiga lihtne, kuna seelik on nahast tihedalt kinni. Samuti tahtsin, et ekvalaiseri seelik näeks välja nagu tavaline seelik ilma aukudeta, kui tuled välja lülitatakse. Õigete valgusdioodide ja meetodi leidmine võttis mul aega, kuna eeltöödeldud LED-ribad või LED-kiud olid liiga mahukad ega seeliku jaoks piisavalt paindlikud.

Elektrit juhtiva niidi kasutamine on tavaliselt lihtne viis elektroonika integreerimiseks. Kui aga tegemist on mitme RGB LED -i ühendamisega ribaga, on juhtiva niidi takistus liiga kõrge. Valgusdioodid tuleb õmmelda üksteise lähedale, vastasel juhul hakkavad need vilkuma ja/või näitavad vale värvi.

Selles juhendis näitan teile, kuidas valmistada eritellimusel valmistatud väga õhukest ja paindlikku LED-riba ning kuidas ühendada elektroonika ja ühendada tuled nahaga.

Samm: disain

Sellel nahast seelikul on 5 veergu, kus on 3 kuni 6 valgust ja kokku 20 LED -i. LEDid ja elektroonika on kinnitatud seeliku siseküljele. Tuled paistavad läbi ülemise kihi aukude, mis on kinnitatud aasade ja kuuma liimiga. Kuna aasad näevad välja nagu väikesed naastud, näeb seelik kena välja ka siis, kui tuled on välja lülitatud.

2. samm: tarvikud

Materjalid:

• Nahk
• Vooder
• Tõmblukk
• või võta seelik
• 20 x RGB valgusdioodi [tüüp WS2812B] SparkFunilt
• Mikrokontroller [Flora] firmalt Adafruit
• Mikrofonivõimendi firmalt Adafruit või SparkFun
• 3,7 - 5 V aku SparkFunilt või Amazonilt
• Painduv traat [silikoon- või PVC -kattega] firmalt Adafruit
• Kuumus kahaneb
• 3 x isased hüppajajuhtmed
• 3 x naissoost juhtmed
• 10 cm kleepuva seljaga Velcro
• 20 x ¼”aasad

Tööriistad:

• Jootekolb
• Jootetraat
• Aasade tööriistakomplekt
• Hammer
• Kuum liimipüstol + liim
• Mõõdulint
• Joonlaud
• Käärid
• Kangast kriit või pliiats
• Nõel ja niit
• Õmblusmasin
• Arvuti ja USB-kaabel

Valikuline:

• Abistavate käte jootmise tööriist
• Krokodill klõpsab
• Traadi pressimise tööriist

Samm: WS2812B RGB LED -id

Ülaltoodud pildil näete alasti WS2812B RGB - SMD LED -e. Iga LED on 5 x 5 mm väike ja sellel on punane (R), roheline (G) ja sinine (B) LED ning väike draiverikiip. WS2812B LED -id on adresseeritavad, mis tähendab, et saate juhtida iga LED -i värvi ja heledust. Seetõttu saab programmeerida peaaegu iga ettekujutatava mustri.

Igal valgusdioodil on neli jootekontakti: üks maandamiseks, üks toiteallikaks ja üks andmete sisestamiseks ja üks andmete väljastamiseks. Maandusnõel on märgitud LED -i peal väljalõigatud servaga, maanduspistiku kõrval on andmesisestusnõel. Andmete sisestamise diagonaal on andmete väljund, mis ühendatakse järgmise valgusdioodi andmesisestajaga. Viimane tihvt on toitenupp. Andmepoldid on vajalikud teabe edastamiseks selle kohta, kui heledad ja mis värvi LED -id peaksid olema.

Kui vajate lisateavet, minge Sparkfuni tootelehele, kust leiate andmelehe, ühendamisjuhendi ja LED -i õpetuse.

Samm: mikrofonivõimendi

Adafruit'i Electret mikrofonivõimendi plaadil on 20-20KHz elektreetmikrofon ja 3 jootetihvti, mis ühendavad selle mikrokontrolleriga. OUT tuleb ühendada koodis määratletud mikrokontrolleri tihvtiga, GND ühendatakse maandusega ja VCC toiteallikaga vahemikus 2,4–5 V. Kasutage plaadil olevat kõige vaiksemat toiteallikat. Floral oleks see 3,3 V pin.

Elektreti mikrofonivõimendi sobib suurepäraselt helisalvestuseks või heli reageerivateks projektideks, nagu see LED-seelik. Lisateavet mikrofoni kohta leiate Adafruit'i andmelehelt.

Samm: kantav mikrokontroller

Valikus on palju kantavaid mikrokontrollereid. Ülevaate erinevatest laudadest leiate juhendi Meduusiseelik 3. sammust. Selle projekti jaoks on vaja plaati, millel on rohkem töötlemisvõimsust ja mälu, kuna kood on pisut keeruline. Väiksema plaadiga töötamine on tõenäoliselt keerulisem või ei tööta üldse, kuna mälu pole piisavalt.

6. samm: toiteallikas

Toitepankade kasutamine „paljaste” liitiumpolümeerpatareide (LiPo) asemel on ohutum, kuna aku on alumiiniumist ümbrises. Toitepanku on ka lihtsam laadida ja see on mugav juhul, kui soovite laadida muid seadmeid, näiteks telefoni. Kuid selles projektis töötan "palja" liitiumpolümeerakuga, sest mul on vaja väikest ja tühja akut. Kuna seelik on tihedalt istuv, ei ole suure võimsuspanga jaoks nii palju lisaruumi.

LiPo on varustatud 2-kontaktilise JST-pistikuga, mille saab ühendada mikrokontrolleriga. Aku täislaadimisel on umbes 4,2 V ja see sureb välja 3,0 V juures. LED -id peaksid töötama 5 V toiteallikaga, kuid töötavad ka 3,7 V akuga.

Aku tööaja arvutamine: üks LED võtab umbes 60 mA (milliampe) voolu. Kujutage ette, et teie ribal on 20 LED -i, mis tõmbavad kokku maksimaalselt 1200 mA. 1200mAh (milliamper tundi) aku võib anda tund aega 1200mA; nii et kui teie aku mahutavus on 2 500 mAh, põlevad LED -id vähemalt kaks tundi: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

Kui aga otsustasite LiPo kasuks, vaadake kõigepealt Sparkfuni LiPo akuhoolduse õpetust.

7. samm: seeliku kujundamine ja õmblemine

Disain põhineb klassikalisel seelikumustril, millel on kõrge vöökoht. Nii ees kui taga on kaks noolemängu. Seeliku tagaküljele lisasin tõmbluku ja nihutasin kaks (algsest neljast noolemängust) keskele tagasi. Kuna LED-riba võib veidi sügeleda, soovitaksin ka seeliku sisse voodri õmmelda. Lühendasin seeliku pikkust 42 cm pikkuseks. Kui vajate abi, vaadake seda õpetust "kuidas seelikut õmmelda".

Lõpuks kinnitatakse seeliku siseküljele nii LED-riba kui ka aku, mikrofon ja mikrokontroller. Kokkuvõttes võib see olla pehmemate materjalide, näiteks puuvilla puhul pisut raske ja kaal võib kangast tõmmata. Seeliku jaoks kasutasin õhukest nahka ja mul polnud sellist probleemi.

Kui te ei soovi oma seelikut õmmelda, jätkake ja kasutage juba olemasolevat. Veenduge, et kangas oleks piisavalt paks.

8. samm: kujundage LED -paigutus

Mõelge nüüd, kui palju LED -e soovite oma seeliku jaoks kasutada ja kuhu need kinnitada. Nahast seelikul on kokku 20 LED -i. Seeliku paremal küljel on 5 veergu, kus on 3 kuni 6 LED -i. Kuna valgusdioodid reageerivad helile, tahtsin, et need näeksid välja nagu ekvalaiseri ribad.

Märkige oma seeliku peal olevad LED -laigud mõne kangakriidiga. Hiljem ühendatakse kõik valgusdioodid liiniga. LED-stringi algus on seeliku esiosa keskel.

9. samm: lõigake auke seelikusse

Järgmisel sammul jätkake ja integreerige aasad seeliku [mitte voodri] ülemisse kihti. Lõika kangasse igasse märgitud kohta väike auk. Olge ettevaatlik: lõigake kõigepealt väike auk ja kontrollige, kas aas sobib sisse. Kui auk on isegi natuke liiga suur, kukub aas välja.

Asetage sügavam aas seeliku pealmisele kihile augu kaudu. Hoidke aasast kinni ja keerake seelik ettevaatlikult väljapoole.

Samm: sisestage aasad

Nüüd asetage metallist (või mõnikord kummist) vorm ülemise aasa alla. Asetage seib aasa tagaküljele. Hoidke templit sügavama aasa peal ja haamriga, viige aas ja seib ettevaatlikult oma püsiasendisse. Korda, kuni kõik aasad on seelikus.

Samm: jootke esimene LED maandusjuhtmele

Nüüd on aeg üksikud tuled kokku joota LED-stringiks. Kasutage kindlasti väga painduvat traati, sest sellega on lihtsam töötada. Lõika traat piisavalt pikaks, et ühendada kõik valgusdioodid. See on pidev maandusjuhe.

Esimeste 10 cm järel eemaldage maandusjuhtme ümbrusest veidi plastikust kääridega. Asetage esimene valgusdiood jooteabivahendi sissepoole allapoole. Kinnitage maandusjuhe vastasklambri sisse. Liigutage mõlemad klambrid kokku, kuni tühi juhtmeosa asub otse LED -i maandusnõela kõrval. Seejärel lükake kuum jootekolb juhtme ja maandusnõela peale ning kuumutage umbes kaks sekundit. Võtke jootetraat ja hoidke seda jootekolvi kõrval tihvti ja tooriku kohal. Seejärel oodake, kuni mõni jootetraat on sulanud ja LED on juhtme külge kinnitatud. Eemaldage jootetraat enne jootekolvi ja oodake, kuni vuuk on külm.

Märkus: traadi lühem külg (ekstra 10 cm) peab asuma samal küljel andmetega. Vastasel korral on LED-riba tagurpidi ja andmed ei saa õiges suunas liikuda.

12. samm: jootke veel midagi

Teise valgusdioodi puhul mõõta oma seeliku esimese ja teise aasa vahelist kaugust. Kasutage väikeste kääridega silikoon- või PVC -katte eemaldamist juhtme ümber, kus teine LED -i joodetakse. Jootke teine LED maandusjuhtmele ja korrake, kuni igal aasal on oma LED.

Samm: jootke toitejuhe LED-ribale

Katkesta maandusjuhtme pikkune juhe. See juhe joodetakse valgusdioodide toitepistikule (diagonaalselt risti maanduspistikust). Eemaldage uuesti silikoon- või PVC -kate traadi ümber samadest kohtadest ja jootke traat toitepistikule.

14. samm: jootetraat LED -ide vahel

Jätkake nüüd ja jootke üksikud lühemad juhtmed LED -ide nööpnõelte vahele. Andmetraat on katkestatud iga valguse vahel, nii et andmesignaal läbib LED -i kiibi enne järgmise LED -i edastamist. Teil on vaja andmesidekaablit oma riba esimesel valgusdioodil (andmed IN -tihvt), kuid mitte traati oma viimase LED -i andmesidepistikul.

Näpunäide. See aitab sulatada mõne jootetraadi üle traadi otste enne juhtmete jootmist tihvtidele.

Samm: laadige alla Arduino IDE, installige Neopixeli teek ja laadige kood üles

Kui te pole Arduino mikrokontrolleriga varem töötanud, peate alla laadima Arduino IDE (integreeritud arenduskeskkond). See on programm programmide kirjutamiseks ja nende Arduino mikrokontrollerile üleslaadimiseks. Raamatukogul on mõned põhilised näidisprogrammid. Tarkvara saate alla laadida Arduino veebisaidilt. Floraga töötades järgige Adafruit'i veebisaidi juhiseid oma Arduino IDE muutmiseks.

Kuna Arduino raamatukogus pole RGB LED -ide jaoks näidisprogrammi, peate töötamiseks alla laadima täiendava kogu. Adafruit'i NeoPixeli raamatukogu on lihtne mõista ja sellega töötada. Laadige raamatukogu alla siit. Avage Arduino IDE ja installige teek, minnes jaotisse Teekide haldamine. Avaneb aken ja peate valima Adafruit'i zip -faili.

Nüüd avage uus visand, minnes menüüsse Fail> Uus. Minge lehele LED Ampli-Tie ja kopeerige ning kleepige kood oma visandisse. Muutke koodis LED -ide arv tegelikuks LED -ide arvuks, mida te oma projektis kasutate. Samuti peate määrama tihvti, millega LED-riba mikrokontrolleril ühendatakse, ja mikrofoni tihvti. Nüüd valige oma mikrokontroller menüüst Tööriistad> Tahvel. Pärast mikrokontrolleri ühendamist sülearvutiga USB -kaabli abil klõpsake visandi vasakus ülanurgas olevat noolt. See laadib programmi üles teie mikrokontrollerile. Kui visandile ilmub oranž viga, kopeerige tekst ja tehke lahenduse leidmiseks Google'i otsing.

Märkus. Analoogpistikul (A) pole tingimata sama numbrit kui digitaalsel (D). Digitaalsed pin -numbrid on kirjutatud tahvlile. Analoogpinge numbrid leiate Flora Pinout diagrammist. Teie mikrofoni koodis määratletud tihvt peab olema analoogpistik - LED -riba on digitaalne tihvt.

16. samm: testige LED-riba

Esiteks valmistage ette mikrokontroller. Peate lõikama kolm naissoost džemprijuhet ja jootma need oma mikrokontrolleri külge. Jootke andmekaablid koodis määratletud tihvtidele (ma kasutasin D10 ja D12, kuid peaksite kasutama D6 ja D9 - need tihvtid on juba Ampli -Tie koodis määratletud). Kaks maandus- ja toitejuhet saab joota ühele tihvtile. Kinnitage vuugid kuuma liimiga.

Seejärel lõigake kolm isast džemprijuhet ja jootke need oma LED-riba algusesse. Kinnitage vuuk mõne kuumakahanemisega. See aitab teil oma plaate ühendada ja lahti ühendada. See on turvalisem ka seetõttu, et pistik tuleb maha enne, kui traat plaadilt või LED-ribalt ära rebib. See võib elektroonika kandmisel kergesti juhtuda.

Nüüd saate oma LED-riba plaadiga ühendada ja seda testida. Laadisin kõigepealt üles NeoPixel strandest (programm LED -ide valgustamiseks ilma mikrofonita), et näha, kas kõik tuled töötavad. Toiteallika jaoks peate plaadi ühendama ka LiPo või arvutiga. Nagu pildilt näha, kasutasin kõigepealt krokodillipilte.

Samm: valmistage mikrofon ette

Jootke traat igale tihvtile. Kasutage ülejäänud kolme naissoost hüppajatraati ja jootke need juhtmete otste külge. Seejärel laadige oma LED-Ampli-Tie kood oma mikrokontrollerile üles. Ärge unustage muuta koodis olevate valgusdioodide arvu, samuti analoog- ja digitaalset tihvti. Ühendage oma laternad ja mikrofon plaadiga ning katsetage seda.

Samm: integreerige LED -id seelikusse

Kui kõik valgusdioodid töötavad, võite minna ja integreerida LED -id oma seelikusse. Pöörake seelik tagurpidi ja pange kuuma ahela ümber esimese aasa. Asetage esimene LED (pool, mis süttib allapoole) liimi peal asuvasse esimesse silmusesse. Seejärel pange LED -i peale kuum liim, laske sellel veidi jahtuda ja lükake sõrmega alla, kuni see on külm. Kui jootekohad pole piisavalt kinnitatud, pange peale veel natuke liimi. Korda, kuni kõik valgusdioodid on silmusesse liimitud.

19. samm: täitke aasad

Kui kõik valgusdioodid on aasadesse liimitud, keerake seelik uuesti paremale küljele ja täitke aasad kuuma liimiga. Hoidke kuuma liimipüstolit ettevaatlikult veidi aasa kohal ja laske liimil silmusesse tilkuda. Ühtlase ja sileda pinna saamiseks liigutage aeglaselt kuumutuspüstolit ringides, täites samal ajal aasa.

Samm: integreerige elektroonika seelikusse

Lõika viimases etapis kolm kleepuva seljaga takjapaela: üks mikrofoni jaoks, üks mikrokontrolleri jaoks ja teine aku jaoks. Kleepige jäme takjapael oma elektroonika külge ja seeliku sees olev pehmem külg nahale. See aitab seelikut kanda ja elektroonika jaoks hea koha valida, enne kui takjapaela nahale kleepida.

21. samm: kandke oma seelikut

Kõik seatud. Nüüd saate ühendada aku, mikrofoni ja tuled oma mikrokontrolleri külge ning süttida.

Kui soovite rohkem teada saada RGB LED -ide ja oma mustrite programmeerimise kohta, vaadake FastLED -i kogu. Valgusdioodide kaardistamiseks ja projektile lülitusnuppude lisamiseks soovitan teha koostööd Macetechi RGBShades koguga.

Kui teil on küsimusi või midagi pole selge, küsige julgelt. Nautige oma tulede kandmist!

Peaauhind kantavate tehnikate konkursil