Ako vytvoriť frekvenčný zvukový vizualizér pre kostým (projekt Arduino): 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

V tomto Instuctable poskytnem tipy, plány a kódy na vytvorenie vzrušujúceho zvukového vizualizéra zabudovaného do penového obleku zo sklenených vlákien. Po ceste sa podelím o užitočné kroky a dodatočné kódy, ktoré by niektorí, ktorí chcú implementovať knižnice arduino FFT do svojich projektov, mohli považovať za cenné.

Krok 1: Materiály a ceny

Pred výrobou penového obleku som najskôr zostavil pole, aby som sa naučil, ako funguje knižnica FFT. Potrebné materiály sú:

1. 2x 30 neopixelových pások WS2812B ……………………………………………………………. 3,22 dolára za pás
2. Arduino uno (používaná čínština) ……………………………………………………………………… Už vo vlastníctve
3. Pripojte drôty …………………………………………………………………………………………. Už je vo vlastníctve
4. Externý zdroj napájania ………………………………………………………………………………. Už vo vlastníctve
5. Montážny povrch (použitý kartón) …………………………………………………………… Už vo vlastníctve
6. Modul zosilňovača zvuku LM386 ………………………………………………………………….. 8,98 dolárov za 5 jednotiek
7. 3,5 mm stereofónny zvukový konektor mužského / AV konektora s 3 skrutkami a vnútorným konektorom… 6,50 USD za 5 jednotiek
8. 3,5 mm stereofónny konektor žena - žena ……………………………………………………….. 5,99 dolárov za 6 jednotiek
9. Breadboard ……………………………………………………………………………………………… Už vo vlastníctve

Na prípadné prijatie nastavenia pre oblek s mikrofónom je potrebné nasledujúce:

1. 19 neopixelový pásik …………………………………………………………………………………… Odrezaný z 5 metrov 300 diód LED za 26,67 dolára
2. 5 neopixelový pásik ……………………………………………………………………………….. Vystrihnite z rovnakého kotúča
3. Arduino nano (používaná čínština) ……………………………………………………………. 3,00 dolára (5 za 15 dolárov)
4. Pripojte drôty …………………………………………………………………………………. Je už vo vlastníctve
5. Nabíjateľná lítium-iónová batéria Talentcell 6000mAh ……………………………. 29,99 dolárov
6. 3,5 mm stereofónny zvukový konektor male to AV s 3-skrutkovým koncovým konektorom…… 6,50 $ za 5 jednotiek
7. 3,5 mm stereofónny konektor žena - žena ……………………………………………….. 5,99 dolárov za 6 jednotiek
8. Vypínače ………………………….
9. Kostým …………………………………………………………………………………. 50 dolárov za rôzne položky

Krok 2: Montáž a zapojenie

Začnite s dvoma pásmi 30 pásikov LED WS2812 a rozrežte ich na 5 diód LED na pásy pozdĺž rezných línií. Tieto pásy prilepte na rovný povrch. V mojom prípade som použil kartón. Potom prepojte komponenty dohromady podľa obrázku. Zaistite dostatočný čas na zaistenie dobrých spájkovacích bodov. Aby ste sa uistili, že všetky fungujú správne, použite príklady z knižnice Adopruit Neopixel (príklad „Straintest“funguje skvele).

Krok 3: Arduino kód

Na tento projekt sú potrebné iba dve knižnice.

Na FFT som použil ArduinoFFT spoločnosti Open Music Lab https://wiki.openmusiclabs.com/wiki/ArduinoFFT. Uistite sa, že presne dodržiavate ich pokyny na inštaláciu, inak to nebude fungovať. Po správnej inštalácii sa mi stále budú zobrazovať chybové hlásenia týkajúce sa „neplatnej knižnice“, všetko však pre mňa stále fungovalo. Komentujte, ak identifikujete, čo mi chýbalo. Na neopixely som použil knižnicu Adafruit NeoPixel (ako už bolo spomenuté). Na inštaláciu odporúčam použiť správcu knižníc v softvéri arduino.

Súbor SuitFFT je kód bežiaci na Suite so všetkými extra vstupmi z môjho ovládača. LightShowFFT je pre pole 60 LED pomocných vstupov.

Oba tieto kódy je možné spustiť rýchlejšie znížením N. V mojich príkladoch je 256 a zistilo sa, že je pre moje projekty viac než vhodný. Experimentálne som zistil, že celé zvukové spektrum fungovalo ďaleko za 9 kHz, ako bolo vidieť testované v nasledujúcom kroku!

Krok 4: Čo robí FFT

FFT alebo Fast Fourierova transformácia zachytí signál a transformuje ho do frekvenčnej oblasti. Každé zo svetiel ukazuje, že je to frekvenčný zásobník. Pretože FFT je matematicky zložitý výpočet, je možné, aby kód bežal rýchlejšie obmedzením počtu vzoriek. Frekvenčné rozlíšenie však bude trpieť. Pre nedostatok slov je FFT v Arduine balansujúcim činom medzi: vzorkovacou frekvenciou, počtom vzoriek, časom slučky a ďalšími. Povzbudzujem ostatných, aby sa pohrali s nastaveniami a zistili, čo pre ich vlastný projekt funguje najlepšie.

Teraz je čas vyrobiť oblek.

Krok 5: Tipy na kostýmy

Môj kostým bol vyrobený z peny, kde mnoho ďalších publikovaných inštrukcií lepšie pokrylo túto tému. Rozdiel oproti môjmu bol v tom, že som urobil ďalšie kroky pre bondo, sklolaminát a farbu. Tipy k tomu sú nasledujúce.

• Vykonajte skvelú prípravnú prácu (nahrávanie, maskovanie atď.), Pretože neskôr bude obrovský časový rozdiel
• Bondo a sklolaminát miešajte vždy v malých množstvách
• Na vyplnenie prázdnych miest použite Bondo
• Na utesnenie a spevnenie použite živicu zo sklenených vlákien
• Na lepšie spevnenie slabých miest použite tkaninu zo sklenených vlákien
• Nájdite si čas a buďte trpezliví vo svojej práci

• Na brúsenie

  • Materiál na odstraňovanie zrna 40-100
  • Zrnitosť 100-400 pre prípravu základného náteru
  • Zrnitosť 400-1 000 na brúsny základný náter
  • Zrnitosť 1 000-3 000 na brúsenie farby

Na upevnenie pásov neopixelov som použil horúce lepidlo na upevnenie pásov na svoje miesto. Teraz je niekoľko výziev, aby bol napájaný batériou, snímaním mikrofónu, ovládaním ovládačom a ďalšími.

Krok 6: Výroba alebo výber ovládača, zapojenie a kódovanie

Je možné použiť ľubovoľný spínač alebo prepínače. Pre môj projekt som zistil, že ovládanie okien 96 Honda Prelude funguje skvele. Po vybratí prepínačov z ich krytu som použil multimetr nastavený na režim kontinuity, aby som zistil, ktorý vodič čo urobil, akonáhle boli spínače stlačené (všimnite si, že niekedy spínače prerušujú kontinuitu). Rozhodol som sa zapnúť prepínanie okien, uzamknúť ovládače pred náhodnými údermi, okná hore a dole pre ovládanie jasu a posledný prepínač pre „svetelné režimy“.

Na správnu funkciu spínačov sú potrebné sťahovacie odpory. Bežne budú fungovať odpory 50-100 kΩ, ale niekoľko prepínačov muselo použiť oveľa nižší odpor (asi 300 Ω) na zmenu napätia dostatočne na to, aby Arduino správne prerušilo digitálny vstup (zhruba menej ako 0,3*Vcc pre nízky a vyšší ako 0,6*Vcc pre vysoké). Každý, kto to robí, musí ísť prepínať po prepínači, najlepšie najskôr s doskou na chlieb, aby sa ubezpečil, že ovládač funguje správne.

Potom, čo som zistil spínač, som spájkoval komponenty dohromady podľa zobrazeného diagramu. Na lepšie upevnenie komponentov použite dosku plošných spojov. Podrobný pohľad nájdete na obrázku. 19 LED sústava klesá po chrbte môjho obleku a druhá vpredu ako indikátor toho, čo sa deje.

Na upevnenie ovládača k obleku som na jeho umiestnenie použil horúce lepidlo. Potom som vyrobil menšie penové kliny a za horúca ich tiež prilepil na podporu ovládača.

Krok 7: Konečné dotyky

Na dokončenie práce vyrežte v pene štrbiny, ktorými prevlečiete drôt. Zaistite drôty horúcim lepidlom. Pre extra dotyky som tiež kúpil niekoľko ďalších položiek na „spečatenie obchodu“. Myslel som si, že … ak pôjdeš von smiešne v ľahkom obleku, urob krok navyše!

Krok 8: To je všetko! (Plus tipy na riešenie problémov)

Ďakujem, že ste navštívili moju intuitívnu a bavte sa, kutilovia!

Tipy na riešenie problémov zo skúseností s projektom:

• Ak svetlá pôsobia divne (blikajúce svetlo, nie všetky správne fungujúce, neobvyklé farby)

  • Slabé napájanie svetiel

    • Viaceré napájacie zdroje
    • Nenavliekajte vlákna, takže môžu neopixely dohromady
    • Veďte ďalšie elektrické vedenia na prúžky

  • Problém s kódom

    • Skontrolujte správnosť počtu svetiel
    • Skontrolujte, či kód správne zobrazuje svetlá a frekvenčné zásobníky
  • Slabé napájanie Arduina

    Zvýšte napájanie

  • Napätie od Arduina po neopixely je vypnuté

    Na napájanie oboch použite rovnaký napájací zdroj

• Svieti, ale žiadny FFT

  • Skontrolujte kábel od zosilňovača a napájania, uzemnenia a vstupu zosilňovača
  • Zvýšte/znížte zosilnenie zosilňovača
  • Slabé napájanie svetiel