Đèn tâm trạng phản ứng âm nhạc: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Giới thiệu và Bối cảnh

Trở lại năm thứ nhất (mùa xuân năm 2019), tôi muốn sửa sang lại phòng ký túc xá của mình. Tôi nảy ra ý tưởng xây dựng đèn tâm trạng của riêng mình, đèn này sẽ phản ứng với âm nhạc tôi nghe trên tai nghe. Thành thật mà nói, tôi không có cảm hứng đặc biệt, tôi chỉ nghĩ rằng họ trông thật tuyệt. Trong cái nóng của mùa chung kết, tôi đã cùng nhau lắp ráp một bộ điều khiển dải LED có thể phản ứng với âm thanh. Nó hoạt động, nhưng nó chỉ là một thiết lập breadboard, khác xa với bất kỳ thứ gì hoàn chỉnh hoặc lâu dài. Thời gian trôi qua, bài tập về nhà chồng chất, và dự án đó ngày càng lún sâu vào chiếc hộp đựng những thứ dang dở của tôi.

Sau đó, kiểm dịch xảy ra.

Tôi đã có đủ thời gian để theo đuổi những thứ mình thích và năng lượng để hoàn thành những dự án của những ngày qua. Vì vậy, breadboard cô đơn đó đã được giải cứu khỏi đáy đống của tôi và dự án này cuối cùng (tốt, hầu hết) đã hoàn thành.

Đây không phải là một sản phẩm hoàn chỉnh, rõ ràng là bằng bìa cứng và chương trình kém chất lượng, nhưng dù sao thì đây cũng là một trang trí nhỏ vui nhộn.

(Thiết bị có thể hướng dẫn này không chi tiết, chủ yếu là do thiết bị này được tạo ra cách đây bao lâu.)

Điều kiện tiên quyết

Kiến thức cơ bản về mạch và kinh nghiệm lập trình Arduino.

Lưu ý cho Maker (Bạn):

Những ánh sáng tâm trạng mà bạn sẽ làm gần như chắc chắn sẽ không phù hợp với những gì tôi có. Hãy coi nó là một gợi ý có thể giảng dạy nhiều hơn và đặt mục tiêu của riêng bạn vào nó!

Quân nhu

• Teensy ++ 2.0 (hoặc bất kỳ Arduino nào bạn có)
• Nhiều loại điện trở
• Các công tắc khác nhau
• Các loại tụ điện
• Giắc cắm 3,5 mm (nam hoặc nữ)
• Chiết áp (hoặc Bộ mã hóa)
• IC khuếch đại âm thanh
• Dải đèn LED địa chỉ
• Bộ chia tai nghe

Đây là những liên kết liên kết của Amazon nên tôi kiếm được một ít hoa hồng với mỗi lần bán hàng. Nếu bạn chưa có những nguồn cung cấp này và muốn hỗ trợ các dự án trong tương lai của tôi, hãy theo các liên kết sau!:)

Bước 1: Lập kế hoạch và Breadboard

Bước đầu tiên cho bất kỳ dự án tốt nào là thiết lập các yêu cầu của bạn. Bước này khá mở đã kết thúc. Bạn có thể làm cho nó đơn giản hay phức tạp như bạn muốn.

Yêu cầu của tôi

• Điều khiển dải đèn LED có thể định địa chỉ để chiếu sáng theo tâm trạng
• Có chế độ phản ứng Âm thanh
• Có chế độ RGB tĩnh - khi tôi chỉ muốn xem ánh sáng tĩnh
• Có một công tắc bộ chọn để hoán đổi giữa các chế độ
• Có chiết áp để điều khiển chế độ RGB
• Có một đầu cuối vít để gắn nguồn 5V vào

Khi bạn đã xác định các yêu cầu của mình, điều tiếp theo cần làm là xác định những thành phần bạn cần và phân bổ chúng ra. Lấy sơ đồ hệ thống của tôi ở trên làm hướng dẫn! Kiểm tra là một bước quan trọng để tìm ra lỗi, đảm bảo các thành phần hoạt động cùng nhau và tránh những sai lầm tốn thời gian.

Ghi chú:

Tại sao một bộ chia điện áp cho đầu vào âm thanh?

Bạn có thể nhận thấy rằng có một bộ chia điện áp trên đường đầu vào tín hiệu âm thanh. Điều này giải thích cho một trong những hạn chế của ADC của Arduinos: ADC chỉ có thể đọc điện áp từ 0 - 5V. Vì tín hiệu âm thanh là AC, nó sẽ có các phần ở đó nó bị tiêu cực. Rõ ràng là chúng tôi không muốn điện áp âm này chạm đến chân đầu vào, do đó chúng tôi bù tín hiệu với bộ chia điện áp và giữ nó ở trung tâm ở mức 2,5V.

Tại sao một bộ khuếch đại?

Tôi phát hiện ra rằng khi tôi sử dụng tai nghe hoặc loa với thiết lập bảng mạch của mình, tín hiệu quá yếu để được Arduino xử lý. Thêm một bộ khuếch đại đã giải quyết được vấn đề đó. Như bạn có thể thấy, kiểm tra trước là rất quan trọng!

Bước 2: Chương trình

Mã này được cung cấp là những gì tôi đã sử dụng trong các đèn chiếu theo tâm trạng của mình. Bạn chắc chắn sẽ không sử dụng mã này mà không tinh chỉnh nó, do bố cục bảng và phần cứng khác nhau. Lấy nó làm ví dụ nhiều hơn để xem các thư viện được sử dụng như thế nào.

Thư viện được sử dụng:

Fastled.h (Đối với điều khiển LED địa chỉ)

fix_fft.h (Để có một biến đổi fourier nhanh hơn nữa. Điều này là cần thiết vì các thư viện biến đổi fourier khác quá chậm. Vấn đề tốc độ có thể được giải quyết bằng vi điều khiển nhanh hơn như ESP32.)

Bước 3: Hoàn thiện nó

Nếu bạn có kiến thức, tôi thực sự khuyên bạn nên thiết kế một PCB thay vì một bảng điều khiển. Đó là một quá trình hàn ít tẻ nhạt hơn nhiều. Tôi không thể trình bày chi tiết từng mối hàn mà tôi đã thực hiện, nhưng đây là một vài mẹo chính:

Lời khuyên:

Bố trí các thành phần của bạn trên bảng điều khiển của bạn để lắp trước chúng. Điều này sẽ giúp bạn đỡ đau đầu hơn rất nhiều.

Đặt một tụ điện rẽ nhánh trên đường ray điện của bạn để giảm thiểu tác động của các đợt tăng đột biến trong việc tiêu thụ điện năng.

Tận dụng chiều dài dây dẫn bổ sung được cung cấp bởi các tụ điện và điện trở xuyên lỗ. Sử dụng chúng để kết nối các điểm khác trên bảng của bạn.

Sử dụng đầu nối PWM cái và chân cắm đầu đực để dễ dàng tháo / lắp các thành phần.

Sử dụng dây lõi đặc khi bạn có thể. Nó dễ dàng hơn để đưa vào lỗ xuyên qua.

Bước 4: Xây dựng Bao vây

Đã đến lúc xây dựng vỏ bọc cho bảng điều khiển / PCB mới của bạn. Tôi sử dụng bìa cứng đã cắt vì đó là thứ tốt nhất tôi có trong tay. Nếu bạn có một máy in 3D hoặc một số phương pháp khác, điều đó cũng tốt!

Lời khuyên:

Sử dụng thước cặp để đo kích thước của bảng của bạn, đặc biệt nếu bạn đang phân loại thùng máy.

Nếu sử dụng bìa cứng

Luôn luôn để lại một chút rảnh rỗi khi cắt. Bạn luôn có thể cắt nhiều hơn, nhưng bạn không bao giờ có thể gắn lại.

Sử dụng một con dao nhỏ hoặc dao chính xác. Một lưỡi dao nhỏ là chìa khóa để tạo các lỗ chính xác và vừa vặn.

Bước 5: Thưởng thức

Hãy vui vẻ với đèn tâm trạng mới của bạn!

Những điều cần mở rộng:

Làm một trường hợp thích hợp?

Nhiều mẫu hoặc chế độ hơn?

Một bộ vi điều khiển nhanh hơn?