Musikreaktive Stimmungslichter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Einführung und Hintergrund

Zurück im ersten Jahr (Frühjahr 2019) wollte ich mein Wohnheimzimmer auf Vordermann bringen. Ich hatte die Idee, meine eigenen Stimmungslichter zu bauen, die auf die Musik reagieren würden, die ich über meine Kopfhörer hörte. Ehrlich gesagt hatte ich keine besondere Inspiration, ich fand sie einfach cool. In der Hitze der Finalsaison habe ich einen LED-Strip-Controller zusammengebastelt, der auf Audio reagieren konnte. Es funktionierte, aber es war nur ein Steckbrett-Setup, weit entfernt von etwas Komplettem oder Dauerhaftem. Die Zeit verging, die Hausaufgaben stapelten sich, und dieses Projekt versank immer tiefer in meiner Kiste mit unfertigen Dingen.

Dann schlug die Quarantäne zu.

Ich habe genug Zeit gewonnen, um den Dingen nachzugehen, die ich mag, und die Energie, Projekte vergangener Tage abzuschließen. So wurde dieses einsame Steckbrett vom Boden meines Stapels gerettet und dieses Projekt war endlich (naja, meistens) abgeschlossen.

Dies ist kein vollwertiges Produkt, was an der Pappe und der schäbigen Programmierung ersichtlich ist, aber dennoch eine lustige kleine Dekoration.

(Dieses Instructable ist nicht so detailliert, hauptsächlich aufgrund der Zeit, in der dieses Gerät hergestellt wurde.)

Voraussetzungen

Grundlegende Schaltungskenntnisse und Erfahrung in der Programmierung von Arduino.

Hinweis an den Hersteller (Sie):

Die Stimmungslichter, die Sie machen werden, werden mit ziemlicher Sicherheit nicht mit dem übereinstimmen, was ich habe. Behandeln Sie dieses Instructable mehr als Vorschlag und setzen Sie Ihre eigene Drehung darauf!

Lieferungen

• Teensy++ 2.0 (oder was auch immer du Arduino hast)
• Verschiedene Widerstände
• Verschiedene Schalter
• Verschiedene Kondensatoren
• 3,5 mm Klinke (männlich oder weiblich)
• Potentiometer (oder Encoder)
• Audioverstärker-IC
• Adressierbare LED-Streifen
• Kopfhörer-Splitter

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Schritt 1: Planen und Steckbrett

Der erste Schritt für jedes gute Projekt besteht darin, Ihre Anforderungen festzulegen. Dieser Schritt ist ziemlich offen. Es liegt an Ihnen, es so einfach oder komplex zu gestalten, wie Sie möchten.

Meine Anforderungen

• Steuern Sie einen adressierbaren LED-Streifen für stimmungsvolle Beleuchtung
• Habe einen Audio-reaktiven Modus
• Habe einen statischen RGB-Modus - wenn ich nur Standlicht sehen möchte
• Haben Sie einen Wahlschalter zum Wechseln zwischen den Modi
• Haben Potentiometer zur Steuerung des RGB-Modus
• Haben Sie eine Schraubklemme zum Anschließen einer 5-V-Versorgung an

Nachdem Sie Ihre Anforderungen definiert haben, müssen Sie als Nächstes ermitteln, welche Komponenten Sie benötigen, und diese auslegen. Nehmen Sie mein Systemdiagramm oben als Leitfaden! Das Testen ist ein kritischer Schritt, um Fehler zu beheben, sicherzustellen, dass die Komponenten zusammenarbeiten und zeitraubende Fehler zu vermeiden.

Anmerkungen:

Warum ein Spannungsteiler für den Audioeingang?

Sie haben vielleicht bemerkt, dass sich auf der Audiosignal-Eingangsleitung ein Spannungsteiler befindet. Dies soll eine der Einschränkungen der ADCs von Arduinos berücksichtigen: Der ADC kann nur Spannungen zwischen 0 - 5V lesen. Da es sich bei einem Audiosignal um Wechselstrom handelt, weist es Teile auf, an denen es negativ wird. Wir möchten natürlich nicht, dass diese negative Spannung den Eingangspin erreicht, daher kompensieren wir das Signal mit dem Spannungsteiler und halten es bei 2,5 V zentriert.

Warum ein Verstärker?

Ich entdeckte, dass das Signal zu schwach war, um vom Arduino verarbeitet zu werden, als ich Kopfhörer oder Lautsprecher mit meinem Steckbrett-Setup verwendete. Das Hinzufügen eines Verstärkers löste dieses Problem. Wie Sie sehen, ist es wichtig, vorher zu testen!

Schritt 2: Programm

Dieser bereitgestellte Code ist das, was ich in meinen Stimmungslichtern verwendet habe. Sie werden diesen Code aufgrund unterschiedlicher Hardware- und Platinenlayouts definitiv nicht verwenden, ohne ihn zu optimieren. Nehmen Sie es eher als Beispiel, um zu sehen, wie die Bibliotheken verwendet werden.

Verwendete Bibliotheken:

Fastled.h (Für adressierbare LED-Steuerung)

fix_fft.h (Für eine noch schnellere Fourier-Transformation. Dies war notwendig, da andere Fourier-Transformationsbibliotheken zu langsam waren. Das Geschwindigkeitsproblem könnte möglicherweise mit einem schnelleren Mikrocontroller wie einem ESP32 umgangen werden.)

Schritt 3: Perfboard It

Wenn Sie das Wissen haben, empfehle ich dringend, eine Leiterplatte anstelle eines Perfboards zu entwerfen. Es ist ein weitaus weniger mühsamer Lötprozess. Ich kann nicht jede Lötstelle, die ich gemacht habe, detailliert beschreiben, aber hier sind ein paar wichtige Tipps:

Tipps:

Legen Sie Ihre Komponenten auf Ihrem Perfboard aus, um sie vorzubestücken. Das erspart Ihnen viele Kopfschmerzen.

Setzen Sie einen Bypass-Kondensator auf Ihre Stromschiene, um die Auswirkungen von Spitzen in der Leistungsaufnahme zu mildern.

Nutzen Sie die zusätzliche Leitungslänge der Durchsteckkondensatoren und -widerstände. Verwenden Sie sie, um andere Punkte auf Ihrem Board zu verbinden.

Verwenden Sie PWM-Buchsen und Stiftleisten zum einfachen Entfernen/Anbringen von Komponenten.

Verwenden Sie nach Möglichkeit festen Kerndraht. Es ist einfacher in Durchgangslöcher zu stecken.

Schritt 4: Gehäuse bauen

Es ist Zeit, das Gehäuse für Ihr neues Perfboard/PCB zu bauen. Ich habe geschnittenen Karton verwendet, weil es das Beste war, was ich zur Hand hatte. Wenn Sie einen 3D-Drucker oder eine andere Methode haben, ist das auch gut!

Tipps:

Verwenden Sie Bremssättel, um die Abmessungen Ihres Boards zu messen, insbesondere wenn Sie ein Gehäuse verbauen.

Bei Verwendung von Karton

Lassen Sie beim Schneiden immer etwas Spielraum. Sie können immer mehr schneiden, aber Sie können nie wieder anbringen.

Verwenden Sie ein kleines Messer oder ein Exacto-Messer. Eine kleine Klinge ist der Schlüssel zum Herstellen präziser, gut passender Löcher.

Schritt 5: Genießen Sie

Viel Spaß mit Ihren neuen Stimmungslichtern!

Dinge zum Erweitern:

Einen richtigen Fall machen?

Mehr Muster oder Modi?

Ein schneller Mikrocontroller?