Arduino Music Reactive Desktop Lampe - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Hallo alle!

In diesem Build werden wir eine reaktive LED-Desktoplampe mit einfachen Komponenten und einigen grundlegenden Arduino-Programmierungen herstellen. Es macht einen beeindruckenden Effekt, bei dem das Licht zu allen Klängen und Musik tanzt. Ich habe dieses Projekt mit einem Teamkollegen abgeschlossen.

Was hat mich dazu inspiriert? Während eines Tutorials meines Moduls hatten wir die Möglichkeit zu lernen, wie ein Arduino funktioniert und ich war seitdem fasziniert von den unzähligen Möglichkeiten, gepaart mit der Tatsache, dass es sich um eine Open-Source-Hardware handelt. Nachdem ich die Aufgabe hatte, ein digitales Artefakt zu erstellen und zu verfeinern, wollte ich die Berechnung als Werkzeug und Medium verwenden, um Kunst und Kultur durch dieses physische digitale Artefakt auszudrücken. Außerdem hatte ich schon immer eine Vorliebe für Objekte, die LEDs enthalten, da ich der Meinung bin, dass LED-Streifen eine Vielzahl von Möglichkeiten beherrschen - von der Art und Weise, wie sie mit dem Objekt zusammengefügt werden, bis hin zur Steuerung der Farbe. Es könnte ein einfaches Objekt großartig und interaktiv aussehen lassen. Was wäre besser, wenn wir es zu einem tragbaren Objekt machen könnten. Ich bin sicher, die meisten von Ihnen kennen den DJ Marshmello und seine ikonische Kopfbedeckung. Mein ursprüngliches Konzept bestand darin, den tragbaren Marshmello-Helm zu verfeinern, LED-Leuchten zu integrieren, die von Arduino und Beschleunigungsmesser-Bewegungssensor betrieben werden (wird in den letzten Gedanken mehr darauf eingehen). Aus Budgetgründen (die Kosten für LED sind teuer..) und praktischen Projektüberlegungen haben wir die Idee jedoch zu dieser klangreaktiven Marshmello-LED-Lampe geändert. Es kann definitiv als ein Medium angesehen werden, das Popkultur zeigt, und als klangreaktive Lampe scheint es eine digitale Kunst zu sein.

Dies ist unsere Version des Projekts. Alle Credits an den "Natural Nerd" des Youtubers, den wir basierend auf dem, was sie getan haben, verfolgt haben und ihnen dafür danken möchten, dass sie uns Details zur Durchführung des Projekts gegeben haben. (Natürlicher Nerd)

Schritt 1: HAUPTVERSORGUNGEN

Das Wichtigste zuerst: Das sind die Vorräte, die wir brauchen. Sie sind weitgehend optional - auf der Grundlage, dass Sie leicht Ihre eigene Improvisation und Anpassung an Ihr Projekt vornehmen können. Trotzdem sind einige Schlüsselelemente erforderlich, wenn Sie dieser Anleitung folgen möchten:

• Arduino Uno (oder ein ebenso kleiner Arduino-Typ)
• Schalldetektormodul
• Externe Stromversorgung
• Individuell adressierbare LED-Streifen 60 LEDs pro Meter
• Überbrückungsdrähte
• Steckbrett

Je nach gewünschtem Look möchten Sie die Streifen vielleicht anders anordnen oder das Licht anders abstrahlen. Für meinen Ansatz habe ich die folgenden Elemente verwendet:

• Ein recyceltes Glas (oder ein anderes Glas, das zu Ihrer Größe passt)
• Ein schwarzes Kartenpapier
• Schaumstoffplatte
• Sprühfarbe (wird verwendet, um das Glas zu beschichten)

Alle wichtigen Artikel wurden von Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower) gekauft, die LED-Streifen waren mit Abstand das teuerste Teil, das SGD 18 für 1 Meter kostete - wir verwendeten 2 Meter. Die restlichen Artikel waren entweder recycelte Materialien oder wurden im Nachbarschafts- und Baumarkt gekauft.

Schritt 2: STROMVERSORGUNG DER KOMPONENTEN

Ich habe ein externes Netzteil wie eine Wechselstrom-Gleichstrom-Stromquelle verwendet - der Typ an der Theke schlug eine externe Stromversorgung vor, da es besser wäre, einen 2 Meter langen LED-Streifen mit Strom zu versorgen und den USB-Anschluss nicht zu verbrennen. Wenn Sie 1 Meter oder weniger verwenden, verzichten Sie auf die externe Stromversorgung und verwenden einfach das USB-Kabel des Arduino Uno und stecken es direkt an den PC.

Der Hauptbestandteil des Projekts ist das Schalldetektormodul. Es wird dem Arduino ein analoges Signal (Eingang) zur Verfügung stellen, das verwendet wird, um die RGB-Lichter (Ausgang) zu beleuchten. Das externe Netzteil versorgt alle drei Komponenten - Arduino, Sounddetektormodul und LED-Leuchten. Verdrahten Sie die VIN (oder 5V) auf dem Arduino und VCC auf der Sounddetektorplatine mit dem positiven Eingang. Dann verdrahten Sie den GND am Arduino und den Detektor zum Minus. Dies ist im beigefügten Schaltplan dargestellt. Wir müssen auch den 5V- und GND-Eingang des LED-Streifens an die Stromquelle anschließen.

Als Vermittler für diese Verbindungen haben wir ein Steckbrett verwendet. Die Stromversorgung erfolgt über die externe Stromquelle zum Steckbrett, die dann die drei Komponenten wie erwähnt mit Strom versorgt.

Hinweis: Unser Tutor schlug die Verwendung eines Widerstands für die Verbindungen zwischen Strom- und Schalldetektormodul vor, damit nicht die gesamte Stromversorgung zum Modul fließt, was eine bessere Eingabe ermöglicht.

Schritt 3: DETEKTOR UND STREIFEN

Nachdem wir alle drei Komponenten an das Stromnetz angeschlossen haben, müssen wir sie dann miteinander verbinden.

Das Sounddetektormodul kommuniziert mit dem Arduino über die analogen Eingangspins - ich verwende Pin A0.

Die LED-Streifen benötigen einen digitalen Impuls, um zu verstehen, welche LED adressiert werden soll. Daher muss der digitale Ausgangspin DI mit dem Arduino verbunden werden. Ich werde Pin 6 auf dem Arduino verwenden. Wir haben den Laden, in dem wir die Elektronik gekauft haben, um alle Jumper-Verkabelungen für den LED-Streifen zu löten. Daher war für unsere eigenen keine Lötarbeit erforderlich, was den Ärger erspart. Was übrig blieb, war nur ein männlich-weibliches Kabel daran anzuschließen.

Ebenso können Sie einfach dem bereitgestellten Schaltplan folgen, um einen Überblick über die Anschlüsse zu erhalten.

Schritt 4: DEN CODE HOCHLADEN

Dies ist wohl der wichtigste Teil des Projekts. Sie können die Quelle des von mir verwendeten Codes hier (Link) oder meine Version davon (angehängte Datei) finden. Das Hauptprinzip besteht darin, den vom Sensor erhaltenen Analogwert auf die Anzahl der anzuzeigenden LEDs abzubilden.

Zu Beginn möchten wir jedes Mal sicherstellen, dass alle Lichter wie erwartet funktionieren. Wir können dies tun, indem wir die Array-Funktion verwenden, mit der Sie alle einzelnen LEDs einschalten können.

Dann geht es weiter zur Hauptfunktion zur Visualisierung der Geräusche in der Lampe. Dies können wir mit der Kartenfunktion tun. Auf diese Weise können wir eine bestimmte Anzahl von LEDs anzeigen, wenn die quantifizierbare Variableneingabe gegeben ist. Für meinen Ansatz habe ich beschlossen, die Anzahl der LEDs im Setup zu erhöhen (180 im Code definiert im Gegensatz zu den 120 LEDs, die ich habe). Ich habe verschiedene Einstellungen ausprobiert - einschließlich Anpassung der Empfindlichkeit des Schalldetektormoduls, Variationen des niedrigen und maximalen Mikrofonwerts usw. Eine wünschenswerte Visualisierung konnte ich jedoch erst erzielen, nachdem ich die Anzahl der LEDs aufgepumpt hatte. Es gibt auch eine zweite Verfahrensebene. Der Code ermöglicht eine erweiterte Verfolgung der Tonintensität basierend auf Durchschnittswerten, damit das Licht die Farbe ändert, wenn das Lied einen Höhepunkt erreicht - 'HIGH-Modus'.

Je nachdem, welches Aussehen Sie erreichen möchten, möchten Sie möglicherweise Anpassungen am verwendeten Code vornehmen. Dieses Video (Link) erklärt die Codes im Detail.

Schritt 5: VORBEREITUNG DES GEHÄUSES

Zuerst rollte ich das schwarze Kartonpapier ungefähr auf den gleichen Kreis und Durchmesser wie die Öffnung des Glasgefäßes. Ich hatte nicht die richtigen Messwerkzeuge. Daher improvisiere ich, indem ich im Grunde das gesamte schwarze Kartenpapier in das Glas rolle. Nachdem ich die Länge des schwarzen Kartenpapiers gemessen habe, das ich verwenden muss, schneide ich es sorgfältig ab, indem ich der von mir angegebenen Markierung folge. Dann klebte ich die Enden zusammen, um ein zylindrisches Rohr zu bilden. Die Länge und Höhe des Gehäuses hängt von der Größe Ihres Glases ab. Sie können jede gewünschte Länge verwenden.

Als nächstes wickle ich das Gehäuse, das ich mit dem LED-Streifen um ihn herum gemacht hatte, und maskiere die gesamte Oberfläche des Gehäuses. Dies geschah nur mit dem Kleber auf der Rückseite des Streifens. Ich achte darauf, dass ein kleiner Schlitz ausgeschnitten wird, damit die überschüssige Drahtlänge für eine sauberere Drahtführung in das Gehäuse geschoben werden kann und die bündige Oberfläche nicht behindert.

Drittens wird das hohlzylindrische Rohr als Vorteil genutzt, indem die Elektronik im Inneren gestopft wird. Für den Anfang habe ich die Drahtverbindungen auf dem Arduino und dem Steckbrett mit blauem Tack gesichert. Dann klebte ich die überschüssige Drahtlänge mit dem normalen 3M-Band ab. Dieser Schritt ist eine Vorsichtsmaßnahme, um zu verhindern, dass sich die Drähte beim Zusammenbau leicht lösen.

Viertens ist die bestückte Platine dann bereit, in das Gehäuse eingesetzt zu werden. Da die Elektronik im Gehäuse "versteckt" ist, muss das Layout des Builds so sein, dass der Benutzer einen einfachen Zugriff auf den Arduino USB hat. Darüber hinaus muss das Schalldetektormodul auch nach unten zeigen, damit das Modul den Umgebungsschalleingang leichter aufnehmen kann. Dafür wird die bestückte Platine vertikal aufgestellt. Ein Teil der Schaumstoffplatte wurde verwendet, um die zusammengebaute Platte am Gehäuse zu halten. Während dieses Schritts wird der LED-Streifen nach der Platzierung der Elektronik verbunden (mit den roten, orangen, gelben Überbrückungsdrähten). Bis zu diesem Punkt sind alle Verbindungen hergestellt, außer denen zur externen Stromquelle - dem roten und schwarzen Kabel.

Schritt 6: DAS GEHÄUSE SELBST

Da ich die Tischlampe als Nachbildung von Marshmellos Kopf stütze, musste ich das gesamte Glasgefäß - außer den Augen und dem Mundteil, die schwarz sein mussten - mit der weißen Sprühfarbe beschichten. Eine Schablone der Augen und des Mundes wird ausgeschnitten und vor der Spritzarbeit auf das Glas geklebt. Das Gefäß wurde trocknen gelassen, bevor die Augen und der Mund aus dem Inneren des Gefäßes platziert wurden. Dies geschah mit dem restlichen schwarzen Kartenpapier (anfangs dachte ich daran, es einfach schwarz zu malen). Der Effekt ist gut gelungen, da es so aussieht, als würden die Augen- und Mundschicht tatsächlich ausgeschnitten.

Der Metalldeckel musste wie erwähnt eine zentrale Öffnung für den Zugriff auf den Arduino USB, das Sounddetektormodul und die Stromversorgung haben. Das Schneiden habe ich in der Werkstatt in der Schule geschafft.

Schritt 7: FERTIGSTELLEN

Es ist jetzt die Endmontage des Builds.

Der LED-Streifen wird zuerst überprüft, um sicherzustellen, dass die Lichter tatsächlich funktionieren und alle Verbindungen richtig sind. Nachdem Sie sichergestellt haben, dass die Komponenten funktionieren, können Sie das Gehäuse in das von Ihnen hergestellte Glasgehäuse einsetzen. An dem Loch (auch nach dem Aufsetzen des Deckels) und der Platzierung der elektronischen Bauteile erkennt man, dass man sowohl die Arduino USB-Schnittstelle als auch den Stromeingang von unten erreicht. Das Schalldetektormodul ragt ebenfalls leicht nach außen, für eine bessere Schallerfassung. Für die Beine habe ich aus der Schaumstoffplatte ausgeschnittene Würfel verwendet und schwarz lackiert. Idealerweise können Sie einen schönen Holzständer für Ihre Schreibtischlampe verwenden.

Hinweis: Die Lackierung war anfangs schlecht ausgeführt, wie man an den Wasserzeichen im ersten Prototyp erkennen kann, daher musste ich die gesamte Beschichtung mit Verdünner abkratzen, neu spritzen. Dies erforderte definitiv einige zusätzliche Anstrengungen, die Sie vermeiden können.

Und schließlich habe ich das Projekt abgeschlossen. Es brauchte definitiv wiederholte Versuche und Fehler - entweder um den Code zum Laufen zu bringen oder um den Assemblierungsprozess zu ändern, aber ich war mit dem Erreichten zufrieden.

Schritt 8: KOMPLETT

Das war ein tolles Projekt und ich hatte viel Spaß dabei. Darüber hinaus ist es besonders großartig, da es so anpassbar ist und in Zukunft jederzeit aktualisiert werden kann. Der Code kann jederzeit nachbearbeitet werden, und Sie erhalten im Grunde jedes Mal eine 'neue' Lampe.

ZUKÜNFTIGE VERBESSERUNGEN

Es gibt jedoch noch so viel mehr Verbesserungen und/oder Variationen, die am Build vorgenommen werden können.

Sie können verschiedene Tasteneingänge hinzufügen, die mit dem Arduino verbunden sind. Damit können Sie den Modus ändern, um eine allgemeine Lampenfunktion zu implementieren, beispielsweise mit allgemeinem Pulsen. Dies ermöglicht das Umschalten zwischen dem aktuellen geräuschreaktiven Modus und dem allgemeinen Gradientenpulsmodus. Es kann eine weitere Taste implementiert werden, mit der Sie den Farbsatz der strahlenden Lichter ändern können (Set 1 - Blau auf Gelb, Set 2 - Rot auf Violett usw.). Oder noch mehr, Sie können 3 Verfahrensebenen haben, in denen es mehr Modi für die erweiterte Verfolgung der Schallintensität basierend auf Durchschnittswerten gibt - 'LOW', 'NORMAL', 'HIGH'. Auf diese Weise erreichen Sie eine breitere Palette von Farbwellen.

Ich kehre auch gerne zu meinem ursprünglichen Konzept zurück, dem tragbaren Marshmello-LED-Kopf. Dies wird wie ein mutigerer Build erscheinen, der sowohl die Verwendung eines Schalldetektormoduls als auch eines Beschleunigungssensor-Bewegungsmoduls kombiniert. Das Schalldetektormodul wird die Pulsvisualisierung der LED-Leuchten allgemein machen, während das Beschleunigungssensor-Bewegungsmodul die Farbe der Lichter entsprechend der gelesenen Eingabe ändert - Grad der Bewegung durch den Benutzer.

Im Grunde ist die Idee hier, dass die Grenzen endlos sind und nur durch Ihre Vision eingeschränkt werden. Danke fürs Anschauen/Lesen und viel Spaß mit deinem Arduino!