Sonic Bow Tie, de David Boldevin Engen: 4 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Una pajarita compacta, capaz de mostrar continuamente el sonido circundante en cuatro frecuencias diferentes en sus dos matrices de LED 4x5 espejadas

Este tutorial explicará cómo hacer una pajarita que te hará destacar entre la multitud.

Qué necesitará para este proyecto:

1 Arduino Pro Micro o un Arduino de tamaño similar que se ejecuta a 16MHz

40 LED de 3 mm

1 botón simple

1 micrófono electret

1 batería LiPo recargable de 3,7 V 800 mAh 25C de 1 celda

10 resistencias de 100Ω

1 resistencia de 10 kΩ

1 resistencia de 220Ω

Acceso a una máquina de PCB (placa de circuito impreso)

Una pajarita con gancho / clip ajustable y barata o simplemente la banda para el cuello con gancho / clip ajustable

Paso 1: imprima la PCB

Al imprimir una placa de circuito, es posible que deba adaptar el archivo.cmp para que se ajuste a los requisitos del fabricante. Sin embargo, la placa original se fabricó con un método bastante inexacto, por lo que la mayoría de los fabricantes probablemente podrán producir la PCB sin alteraciones. En las imágenes, puede ver la parte frontal y posterior de la PCB. El diseño asume que los orificios de soldadura no incluyen vías y que las vías solo se pueden colocar por separado (en PCB con más de un lado, las vías son conexiones entre capas).

Cada luz se dirige individualmente mediante una técnica llamada Charlieplexing que permite muchos menos nodos de entrada que una matriz de LED normal, el inconveniente es que solo se puede encender una luz a la vez, lo que establece un límite de cuán grande puede ser la matriz y sin parpadeo perceptible. Charliplexing funciona en lugar de tener dos señales 1 y 0, tiene tres 1, 0 y Z. Donde Z funciona como un circuito abierto, al tener una impedancia muy alta. Entonces, cada luz se enciende haciendo que el nodo esté en una combinación de 1, 0, Z, Z, Z, lo que significa que la corriente solo puede ir de un nodo a otro a la vez.

Paso 2: soldarlo todo junto

Al soldar las luces en la PCB, es muy importante soldar constantemente el lado positivo del LED a los cuadrados y el negativo al círculo. Si lo hace al revés, la dirección en el código encenderá las luces incorrectas, y la inconsistencia hará que se enciendan varias luces con los mismos estímulos.

Luego suelde las 10 resistencias de 100Ω al frente de la pajarita.

Luego, conecte las otras piezas de la forma que se muestra en el diagrama del circuito, está bien soldar la batería directamente al Arduino, ya que se recargará cuando el arduino esté conectado a través de USB. Antes de pegar todas las piezas a la parte posterior de la PCB, debe probar si hay errores en la matriz.

Paso 3: carga de código y depuración

Sube el código de arriba. Cuando se haya cargado, presione el botón para activarlo, ahora una forma de triángulo que apunta hacia adentro debería desplazarse hacia arriba o hacia abajo en la pajarita.

Si no lo hace, use la función Blink (LED), que toma una entrada de un número del 1 al 20, para cada luz individualmente en el bucle while (modo = 0) en el bucle vacío mientras comenta el resto de ese mientras círculo.

bucle vacío () {

while (modo == 0) {

Parpadeo (1); // Prueba una a una para ver si las luces funcionan como deberían y cuáles no

// Parpadeo (2); // siguiente paso hasta el 20

/ * if (digitalRead (Botón) == 0) {

modo = 1;

Apagado();

turnOn (1);

retraso (200);

rotura;

}

Apagado(); * / // esta sección se comenta mientras se depura

}

…..

Depuración:

Si tiene luces diferentes en cada lado, hay algún problema con la soldadura y debe desoldar las luces afectadas y hacer el paso 2 nuevamente.

Si se apagan pares de 2 luces, es posible que falten vías.

Si dos luces siempre se encienden juntas y son menos brillantes que otras, una se ha soldado de manera incorrecta.

Si cada luz se enciende individualmente, pero no siga el patrón descrito en las instrucciones en la parte superior del código, ha estropeado el paso 2.

otros problemas pueden surgir por malas conexiones o un cortocircuito en la PCB.

Advertencia: este segmento es muy técnico e innecesario para hacer la pajarita.

Escribí el código de análisis de espectro específicamente para un Arduino con una frecuencia de reloj de 16MHz. Por lo tanto, no estoy completamente seguro de qué tan bien funcionará en otros sistemas, podría hacer que todas las bandas reaccionen de manera muy diferente, sin embargo, es posible que no cambie mucho.

Funciona tomando 60 muestras en aproximadamente 6, 7 ms, que es una frecuencia de muestreo de aproximadamente 8, 9 kHz. Luego analizándolos de 4 formas diferentes dando 4 frecuencias diferentes.

El análisis de frecuencia más alta funciona comparando todas las demás muestras con la siguiente, elevando el valor al cuadrado y sumándolo para cada par de muestras. Esto da el efecto más alto alrededor de la mitad de la frecuencia de muestreo, por lo que es un filtro de paso de banda de alrededor de 4, 4kHz.

Una fórmula matemática aproximada para el análisis:

Σ (cuadrado (x [2n-1] -x [2n]))

El siguiente funciona de manera muy similar, pero primero agrega dos muestras a la vez. Esto efectivamente da la mitad de la frecuencia de muestreo del último sistema mientras filtra las frecuencias más altas creando un filtro de paso de banda alrededor de 2, 2kHz.

El siguiente sistema hace lo mismo, pero en lugar de agregar 2 muestras a la vez, agrega 10, lo que se convierte en un filtro de paso de banda para 440Hz.

El último análisis suma las primeras 30 muestras y las compara con la suma de las últimas 30. Esto se convierte efectivamente en un filtro de paso de banda para 150Hz.

Paso 4: péguelo todo junto

Es importante mantener el Arduino separado de la PCB, ya que puede causar un cortocircuito si entran en contacto. Esto se puede hacer pegándolos con cinta aislante entre ellos. También es ventajoso tener la batería en un ala de la pajarita y el microcontrolador en la otra para mantener el equilibrio. Debes tratar de mantener el centro de la pajarita bastante vacío, ya que aquí es donde conectas la banda para el cuello, con la posible excepción del micrófono, ya que debe sobresalir unos milímetros y apuntar hacia tu esófago, esto significará que cuando hables todo el mundo verá que la más clara.

Recuerde: en la parte trasera de la pajarita, la funcionalidad es mucho más importante que la estética, ya que nadie verá esto.