Falda ecualizadora reactiva al sonido portátil: 21 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Durante un tiempo, he querido diseñar una pieza que interactúe con el sonido. El Equalizer Skirt tiene componentes electrónicos integrados que reaccionan al nivel de ruido en su entorno. Los LED integrados están dispuestos como barras de ecualización para resaltar el comportamiento reactivo al sonido. Dependiendo de la intensidad del sonido, solo se encienden algunos o todos los LED.

Integrar los componentes electrónicos correctos sin hacerlos visibles no fue demasiado fácil, ya que la falda tiene un ajuste ceñido. También quería que la Falda Ecualizadora se viera como una falda normal sin agujeros cuando las luces están apagadas. Me tomó un tiempo encontrar los LED y el método correctos, ya que las tiras de LED prefabricadas o los hilos de LED eran demasiado voluminosos y no lo suficientemente flexibles para la falda.

El uso de hilo conductor suele ser una forma fácil de integrar componentes electrónicos. Sin embargo, cuando se trata de conectar varios LED RGB a una tira, la resistencia del hilo conductor es demasiado alta. Los LED deben coserse muy juntos, de lo contrario comenzarán a parpadear y / o mostrarán el color incorrecto.

En este instructivo, le mostraré cómo hacer una tira de LED muy delgada y flexible a medida, así como cómo conectar los componentes electrónicos e integrar las luces en el cuero.

Paso 1: el diseño

Esta falda de cuero tiene 5 columnas con 3 a 6 luces cada una y 20 LED en total. Los LED y la electrónica están conectados al interior del faldón. Las luces brillan a través de agujeros en la capa superior que están asegurados con ojales y pegamento caliente. Dado que los ojales parecen pequeños tachuelas, la falda aún se ve bien incluso cuando las luces están apagadas.

Paso 2: Suministros

Materiales:

• Cuero
• Recubrimiento
• Cremallera
• o conseguir una falda
• 20 x LED RGB [tipo WS2812B] de SparkFun
• Microcontrolador [Flora] de Adafruit
• Amplificador de micrófono de Adafruit o SparkFun
• 3.7 - Batería de 5 V de SparkFun o Amazon
• Alambre flexible [recubierto de silicona o PVC] de Adafruit
• Termorretráctil
• 3 x cables de puente macho
• 3 x cables de puente hembra
• Velcro adhesivo de 10 cm
• Ojales de 20 x ¼”

Instrumentos:

• Soldador
• Alambre de soldar
• Kit de herramientas de ojales
• Martillo
• Pistola de pegamento caliente + pegamento
• Cinta métrica
• Gobernante
• Tijeras
• Tiza para tela o bolígrafo
• Hilo de aguja
• Máquina de coser
• Computadora y cable USB

Opcional:

• Herramienta para soldar manos amigas
• Broches de cocodrilo
• Herramienta de crimpado de alambre

Paso 3: LED RGB WS2812B

En la imagen de arriba puede ver LED WS2812B RGB - SMD 'desnudos'. Cada LED es de 5 x 5 mm pequeño y tiene un LED rojo (R), verde (G) y azul (B), así como un pequeño chip de controlador. Los LED WS2812B son direccionables, lo que significa que puede controlar el color y el brillo de cada LED individual. Por lo tanto, se pueden programar casi todos los patrones imaginables.

Cada LED tiene cuatro contactos de soldadura: uno para tierra, uno para alimentación, uno para entrada de datos y otro para salida de datos. El pin de tierra está marcado con un borde recortado en la parte superior del LED, al lado del pin de tierra está el pin de entrada de datos. En diagonal a la entrada de datos se encuentra la salida de datos, que se conectará al pin de entrada de datos del siguiente LED. El último pin es el pin de alimentación. Los pines de datos son necesarios para transmitir la información sobre el brillo y el color que deben tener los LED.

Si necesita más información, vaya a la página del producto de Sparkfun donde puede encontrar la hoja de datos, una guía de conexión y un tutorial de LED.

Paso 4: Amplificador de micrófono

La placa amplificadora de micrófono Electret de Adafruit viene con un micrófono electret de 20-20 KHz y 3 pines de soldadura para conectarlo a un microcontrolador. OUT debe conectarse con el pin del microcontrolador definido en el código, GND se conectará a tierra y VCC a una fuente de energía entre 2.4 - 5 V. Use la fuente de energía "más silenciosa" disponible en la placa. En Flora, este sería el pin de 3.3 V.

El amplificador de micrófono Electret es ideal para grabaciones de audio o proyectos reactivos al audio como esta falda LED. Puede encontrar más información sobre el micrófono en la hoja de datos de Adafruit.

Paso 5: Microcontrolador portátil

Hay muchos microcontroladores portátiles para elegir. Puede encontrar una descripción general de las diferentes tablas en el paso 3 del instructivo Falda de medusa. Para este proyecto es necesaria una placa con más capacidad de procesamiento y memoria porque el código es un poco complejo. Trabajar con una placa más pequeña probablemente será más complicado o no funcionará en absoluto porque no hay suficiente memoria.

Paso 6: fuente de alimentación

El uso de bancos de energía en lugar de baterías de polímero de litio "desnudas" (LiPo) es más seguro porque la batería está protegida en una caja de aluminio. Los bancos de energía también son más fáciles de recargar y prácticos en caso de que desee cargar otros dispositivos como su teléfono. Sin embargo, en este proyecto estoy trabajando con una batería de polímero de litio "desnuda" porque necesito una batería pequeña y descargada. Dado que la falda tiene un ajuste ceñido, no hay mucho espacio adicional para un gran banco de energía.

El LiPo viene con un conector JST de 2 pines, que se puede conectar al microcontrolador. La batería tiene aproximadamente 4,2 V cuando está completamente cargada y se agota a 3,0 V. Los LED deben funcionar con una fuente de alimentación de 5 V, pero también funcionan con una batería de 3,7 V.

Cálculo del tiempo de funcionamiento de la batería: un LED consume aproximadamente 60 mA (miliamperios) de corriente. Imagine que tiene 20 LED en su tira, que como máximo consumirán 1, 200 mA en total. Una batería de 1200 mAh (miliamperios hora) puede suministrar 1200 mA durante una hora; por lo tanto, si su batería tiene la capacidad de 2, 500 mAh, los LED se iluminarán durante al menos dos horas: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2.08 h

Sin embargo, si se decidió por un LiPo, consulte primero el Tutorial de cuidado de la batería LiPo de Sparkfun.

Paso 7: diseña y cose la falda

El diseño se basa en un patrón de falda clásico con cintura alta. Hay dos dardos en la parte delantera y trasera. En la parte posterior de la falda agregué una cremallera y moví dos (de los cuatro dardos originales) en el centro de la espalda. Debido a que la tira de LED puede picar un poco, también recomendaría coser un forro en la falda. Acorté el largo de la falda a 42 cm de largo. Echa un vistazo a este tutorial de "cómo coser una falda" si necesitas ayuda.

Al final, la tira de LED, así como la batería, el micrófono y el microcontrolador se adjuntarán al interior de la falda. En general, puede ser un poco pesado para materiales más suaves como el algodón y el peso puede tirar de la tela. Para mi falda usé cuero fino y no tuve ese problema.

En caso de que no quieras coser tu propia falda, simplemente usa una que ya tengas. Asegúrate de que la tela sea lo suficientemente gruesa.

Paso 8: Diseño de la disposición del LED

Ahora piense cuántos LED desea usar para su falda y dónde colocarlos. La falda de cuero tiene 20 LED en total. 5 columnas con 3 a 6 LED cada una están dispuestas en el lado derecho del faldón. Dado que los LED serán reactivos al sonido, quería que parecieran barras de ecualización.

Marque los puntos LED en la parte superior de su falda con un poco de tiza para tela. Posteriormente, todos los LED se conectarán en línea. El comienzo de la cadena de LED estará en el centro del frente de la falda.

Paso 9: corte los agujeros en la falda

En el siguiente paso, siga adelante e integre los ojales en la capa superior de la falda [no en el forro]. Haga un pequeño agujero en la tela en cada punto marcado. Cuidado: primero haga un pequeño orificio y compruebe si el ojal encaja en el interior. Si el agujero es demasiado grande, el ojal se caerá.

Coloque el ojal más profundo en la capa superior de la falda, a través del orificio. Sujete el ojal y con cuidado voltee la falda del revés.

Paso 10: Inserte los ojales

Ahora coloque el molde de metal (oa veces de goma) debajo del ojal superior. Coloque la arandela encima de la parte trasera del ojal. Sostenga el sello en la parte superior del ojal más profundo y con un martillo, coloque con cuidado el ojal y la arandela en su posición permanente. Repite hasta que todos los ojales estén en la falda.

Paso 11: Suelde el primer LED en el cable de tierra

Ahora es el momento de soldar las luces individuales juntas en una cadena de LED. Asegúrese de utilizar un cable muy flexible porque será más fácil trabajar con él. Corta un cable lo suficientemente largo para conectar todos los LED. Este será el cable de tierra continuo.

Use unas tijeras pequeñas para quitar un poco de plástico alrededor del cable de tierra después de los primeros 10 cm. Coloque el primer LED dentro de la herramienta de ayuda de soldadura hacia abajo. Asegure el cable de tierra dentro del clip opuesto. Mueva ambos clips juntos hasta que la parte del cable en blanco esté justo al lado del pin de tierra del LED. Luego empuje el soldador caliente sobre el cable y la clavija de tierra y caliéntelo durante unos dos segundos. Tome el cable de soldadura y sosténgalo junto al soldador por encima de la clavija y el cable en blanco. Luego espere hasta que se haya derretido un poco de alambre de soldadura y el LED se haya asegurado al alambre. Retire el alambre de soldadura antes del soldador y espere hasta que la junta esté fría.

Nota: El lado más corto del cable (10 cm adicionales) debe estar en el mismo lado que el pin de entrada de datos. De lo contrario, la tira de LED estará al revés y los datos no podrán viajar en la dirección correcta.

Paso 12: suelda un poco más

Para el segundo LED, mida la distancia entre el primer y el segundo ojal de su falda. Use unas tijeras pequeñas para quitar el recubrimiento de silicona o PVC alrededor del cable donde se soldará el segundo LED. Suelde el segundo LED al cable de tierra y repita hasta que cada ojal tenga su propio LED.

Paso 13: Suelde el cable de alimentación en la tira de LED

Corta un cable tan largo como el cable de tierra. Este cable se soldará en la clavija de alimentación (en diagonal a través de la clavija de tierra) de los LED. Una vez más, retire el revestimiento de silicona o PVC alrededor del cable en los mismos puntos y suelde el cable en la clavija de alimentación.

Paso 14: Suelde el cable de datos entre los LED

Ahora siga adelante y suelde cables individuales más cortos entre los pines de datos de los LED. El cable de datos se corta entre cada luz, por lo que la señal de datos pasará por el chip del LED antes de pasar al siguiente LED. Necesitará un cable de datos en el primer LED de su tira (pin de entrada de datos) pero ningún cable en el pin de salida de datos de su último LED.

Consejo: ayuda a fundir un poco de alambre de soldadura sobre los extremos del alambre antes de soldar los alambres en las clavijas.

Paso 15: Descargue Arduino IDE, instale la biblioteca Neopixel y cargue el código

En caso de que no haya trabajado con un microcontrolador Arduino antes, deberá descargar el Arduino IDE (Entorno de desarrollo integrado). Este es un software para escribir programas y cargarlos en su microcontrolador Arduino. La biblioteca viene con algunos programas de ejemplo básicos. Puede descargar el software desde el sitio web de Arduino. Cuando trabaje con Flora, siga los pasos en el sitio web de Adafruit para modificar su IDE de Arduino.

Dado que no hay un programa de ejemplo en la biblioteca de Arduino para LED RGB, deberá descargar una biblioteca adicional para trabajar. La biblioteca NeoPixel de Adafruit es fácil de entender y trabajar. Descarga la biblioteca aquí. Abra el IDE de Arduino e instale la biblioteca yendo a Administrar bibliotecas. Se abrirá una ventana y tendrás que seleccionar el archivo zip de Adafruit.

Ahora abra un nuevo boceto yendo a Archivo> Nuevo. Vaya a la página de LED Ampli-Tie y copie y pegue el código en su boceto. En el código, cambie la cantidad de LED a la cantidad real de LED que está utilizando en su proyecto. También debe definir el pin al que se conectará su tira de LED en el microcontrolador y el pin para el micrófono. Ahora seleccione su microcontrolador a través de Herramientas> Tablero. Después de conectar su microcontrolador con un cable USB a su computadora portátil, haga clic en la flecha en la esquina superior izquierda del dibujo. Esto cargará el programa en su microcontrolador. Si aparece un error naranja en su boceto, copie el texto y haga una búsqueda en Google para encontrar una solución.

Nota: No es necesario que el pin analógico (A) tenga el mismo número que el pin digital (D). Los números de pin digitales están escritos en la pizarra. Puede encontrar los números de pines analógicos en el diagrama de pines de Flora. El pin definido en su código para su micrófono debe ser un pin analógico; la tira de LED es un pin digital.

Paso 16: Pruebe su tira de LED

Primero, prepare su microcontrolador. Deberá cortar tres cables de puente hembra y soldarlos a su microcontrolador. Suelde los cables de datos en los pines que definió en su código (usé D10 y D12, pero debería usar D6 y D9; esos pines ya están definidos en el código Ampli-Tie). Los dos cables de tierra y de alimentación se pueden soldar en un pin cada uno. Asegure las uniones con un poco de pegamento termofusible.

Luego corte tres cables de puente macho y suéldelos al comienzo de su tira de LED. Asegure la articulación con un poco de termocontraíble. Te ayudará a conectar y desconectar las luces de tu tablero. También es más seguro porque el enchufe se desconecta antes de que un cable se desprenda de la placa o de la tira de LED. Esto puede suceder fácilmente cuando se usan dispositivos electrónicos.

Ahora puede conectar su tira de LED con la placa y probarla. Subí primero el NeoPixel strandest (programa para encender los LED sin micrófono) para ver si todas las luces funcionan. También necesita conectar la placa a un LiPo o su computadora para una fuente de alimentación. Como puede ver en la imagen, primero usé broches de cocodrilo.

Paso 17: Prepare su micrófono

Suelde un cable en cada pin. Utilice los otros tres cables de puente hembra y suéldelos en los extremos de los cables. Luego, cargue el código LED Ampli-Tie en su microcontrolador. Recuerde cambiar el número de LED, así como el pin analógico y digital en el código. Conecte sus luces y micrófono con su tablero y pruébelo.

Paso 18: integre los LED en el faldón

Cuando todos los LED estén funcionando, puede continuar e integrar los LED en su faldón. Dale la vuelta a la falda y coloca un poco de pegamento termofusible alrededor del primer ojal. Coloque el primer LED (el lado que se ilumina hacia abajo) en el primer ojal en la parte superior del pegamento. Luego coloque un poco de pegamento caliente encima del LED, déjelo enfriar un poco y empújelo hacia abajo con el dedo hasta que se enfríe. Si las juntas de soldadura no están lo suficientemente aseguradas, coloque un poco más de pegamento encima. Repita hasta que todos los LED estén pegados en un ojal.

Paso 19: rellene los ojales

Después de que todos los LED estén pegados en los ojales, gire el faldón hacia el lado derecho nuevamente y rellene los ojales con pegamento termofusible. Sujete con cuidado la pistola de pegamento caliente un poco por encima del ojal y deje que un poco de pegamento gotee en el ojal. Para obtener una superficie uniforme y lisa, mueva lentamente la pistola de calor en círculos mientras llena el ojal.

Paso 20: Integrar la electrónica en el faldón

En el último paso, corte tres piezas de velcro con respaldo adhesivo: una para el micrófono, una para el microcontrolador y otra para la batería. Pega la pieza de velcro áspera en tus dispositivos electrónicos y el lado más suave a juego dentro de tu falda sobre el cuero. Ayuda a llevar la falda y a elegir un buen lugar para la electrónica antes de pegar el velcro al cuero.

Paso 21: Use su falda

Todo listo. Ahora puede conectar la batería, el micrófono y las luces a su microcontrolador y encenderlo.

Si desea obtener más información sobre los LED RGB y programar sus propios patrones, consulte la biblioteca FastLED. Para mapear sus LED y agregar botones de interruptor a su proyecto, le recomiendo trabajar con la biblioteca RGBShades de macetech.

En caso de que tengas alguna pregunta o algo no esté claro, no dudes en preguntar. ¡Disfruta usando tus luces!

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