Cómo hacer un visualizador de audio de frecuencia para un disfraz (proyecto Arduino): 8 pasos (con imágenes)

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

En este Instuctable, proporcionaré consejos, planes y códigos para crear un visualizador de audio emocionante integrado en un traje de espuma de fibra de vidrio. A lo largo del camino, compartiré pasos útiles y códigos adicionales que algunos que deseen implementar bibliotecas arduino FFT en sus proyectos podrían encontrar valiosos.

Paso 1: Materiales y precios

Antes de hacer el traje de espuma, primero hice una matriz para aprender cómo hacer que la biblioteca FFT funcionara. Los materiales necesarios son:

1. 2x 30 tiras de neopixel WS2812B …………………………………………………………………. $ 3.22 la tira
2. Arduino uno (chino usado) ………………………………………………………………… Ya es propiedad
3. Conecte los cables …………………………………………………………………………………….
4. Fuente de alimentación externa ………………………………………………………………………….
5. Superficie de montaje (cartón usado) ……………………………………………………… Ya en propiedad
6. Módulo amplificador de audio LM386 ………………………………………………………………….. $ 8.98 por 5 unidades
7. Conector hembra de audio estéreo de 3,5 mm macho a AV con terminal de 3 tornillos ………. $ 6.50 por 5 unidades
8. Conector estéreo de 3,5 mm hembra a hembra ………………………………………………….. $ 5,99 por 6 unidades
9. Protoboard ………………………………………………………………………………………… Ya es propiedad

Para adoptar eventualmente la configuración de un traje con micrófono, se necesita lo siguiente:

1. 19 tira de neopixel ………………………………………………………………………… Corte de 5 m de 300 LED por $ 26,67
2. Tira de 5 neopíxeles ………………………………………………………………………….. Cortar del mismo rollo
3. Arduino nano (chino usado) ………………………………………………………. $ 3.00 (5 por $ 15)
4. Conecte los cables …………………………………………………………………………….
5. Batería recargable de iones de litio Talentcell de 6000 mAh ……………………………. $ 29.99
6. Conector hembra de audio estéreo de 3,5 mm macho a AV de 3 terminales de tornillo … $ 6,50 por 5 unidades
7. Conector estéreo de 3,5 mm hembra a hembra ………………………………………….. $ 5,99 por 6 unidades
8. Interruptores ……………………………………………………………………………………. Extraído de un coche averiado
9. Un disfraz …………………………………………………………………………………. $ 50 por artículos variados

Paso 2: Montaje y cableado

Comience con dos tiras de 30 tiras de LED WS2812 y córtelas en 5 longitudes de tiras de LED a lo largo de las líneas de corte. Pega estas tiras a una superficie plana. En mi ejemplo usé cartón. Luego, conecte los componentes juntos como se muestra. Asegúrese de que se tome el tiempo suficiente para asegurar buenos puntos de soldadura. Para asegurarse de que todos funcionen correctamente, utilice los ejemplos de la biblioteca Neopixel de Adafruit (el ejemplo "Straintest" funciona muy bien).

Paso 3: Código Arduino

Solo se requieren dos bibliotecas para este proyecto.

Para la FFT utilicé ArduinoFFT de Open Music Lab https://wiki.openmusiclabs.com/wiki/ArduinoFFT. Asegúrese de seguir sus instrucciones de instalación con precisión, de lo contrario no funcionará. Después de instalarlo correctamente, todavía recibía mensajes de error con respecto a una "biblioteca no válida", sin embargo, todo funcionaba para mí. Comenta si identificas lo que me perdí. Para los neopixels utilicé la biblioteca NeoPixel de Adafruit (como se mencionó anteriormente). Recomiendo usar el Administrador de bibliotecas dentro del software arduino para instalar.

El archivo SuitFFT es el código que se ejecuta en el Suit con todas las entradas adicionales de mi controlador. LightShowFFT es para la matriz de 60 LED de entrada auxiliar.

Se puede hacer que ambos códigos se ejecuten más rápido reduciendo N. N en mis ejemplos es 256 y descubrí que es más que adecuado para mis proyectos. ¡Descubrí experimentalmente que el espectro de audio completo funcionaba mucho más allá de los 9 kHz como se probó en el siguiente paso!

Paso 4: Qué está haciendo FFT

Una FFT o Transformada Rápida de Fourier toma una señal y la transforma en el dominio de la frecuencia. Lo que muestra cada una de las luces es un intervalo de frecuencia. Dado que la FFT es un cálculo matemáticamente complejo, se puede hacer que el código se ejecute más rápido limitando el número de muestras. Sin embargo, la resolución de frecuencia sufrirá. Por falta de palabras, la FFT en Arduino es un acto de equilibrio entre: frecuencia de muestreo, número de muestras, tiempo de bucle y más. Animo a otros a jugar con la configuración para encontrar lo que funciona mejor para su propio proyecto.

Ahora es el momento de hacer el traje.

Paso 5: consejos para el vestuario

Mi disfraz estaba hecho de espuma donde muchos otros Instrucatables publicados han cubierto mejor el tema. La diferencia con la mía fue que tomé medidas adicionales para bondo, fibra de vidrio y pintura. Los consejos para eso son los siguientes.

• Realice un excelente trabajo de preparación (grabación, enmascaramiento, etc.) ya que hace una gran diferencia de tiempo más tarde
• Mezcle siempre bondo y fibra de vidrio en pequeñas cantidades.
• Usa Bondo para llenar vacíos
• Use resina de fibra de vidrio para sellar y fortalecer
• Use un paño de fibra de vidrio para endurecer mejor los puntos débiles
• Tómate tu tiempo y ten paciencia con tu trabajo

• Para lijar

  • Grano 40-100 para eliminar material
  • Grano 100-400 para preparación de imprimación
  • Grano 400-1000 para lijar imprimación
  • Grano 1000-3000 para lijar pintura

Para montar las tiras de neopixel utilicé pegamento caliente para fijar las tiras en su lugar. Algunos desafíos ahora son hacer que se suministre con batería, detección de micrófono, operado por controlador y más.

Paso 6: Hacer o elegir un controlador, conectarlo y codificar

Se puede utilizar cualquier interruptor o interruptores. Para mi proyecto, encontré que los controles de las ventanas de un Honda Prelude 96 funcionaban muy bien. Después de quitar los interruptores de su carcasa, utilicé un multímetro en modo de continuidad para encontrar qué cable hacía qué, una vez que se presionaron los interruptores (tenga en cuenta que a veces los interruptores rompen la continuidad). Decidí bloquear la ventana con alternancia, bloquear los controles para evitar golpes accidentales, subir y bajar la ventana para los controles de brillo y el último interruptor para los "modos de luz".

Para que los interruptores funcionen correctamente, se necesitan resistencias de bajada. Normalmente, las resistencias de 50-100 kΩ funcionarán, pero algunos interruptores tuvieron que usar una resistencia mucho más baja (algunas alrededor de 300 Ω) para cambiar el voltaje lo suficiente para que el Arduino interrumpa adecuadamente la entrada digital (aproximadamente menos de 0.3 * Vcc para baja y mayor de 0,6 * Vcc para alta). Cualquiera que haga esto debe ir interruptor por interruptor, preferiblemente con una placa de prueba primero para asegurarse de que el controlador funcione correctamente.

Después de descubrir el interruptor, soldé los componentes usando el diagrama que se muestra. Utilice una placa de circuito impreso para fijar mejor los componentes. Consulte la imagen para obtener una vista detallada. La matriz de 19 LED desciende por el lomo de mi traje y la otra en el frente como un indicador de lo que está sucediendo.

Para fijar el controlador al traje, usé pegamento caliente para colocarlo. Luego hice cuñas de espuma más pequeñas y las pegué en caliente también para soportar el controlador.

Paso 7: Toques finales

Para terminar, corte ranuras en la espuma para pasar el alambre. Asegure los cables con pegamento caliente. Para darle un toque adicional, también compré algunos artículos adicionales para "sellar el trato". Pensé … si vas a salir ridícula con un traje ligero, ¡da un paso más!

Paso 8: ¡Eso es! (Más consejos para la resolución de problemas)

¡Gracias por visitar mi instuctable y diviértete, aficionados al bricolaje!

Consejos para solucionar problemas de la experiencia del proyecto:

• Si las luces actúan de forma extraña (luz parpadeante, no todas funcionan correctamente, colores inusuales)

  • Pobre suministro de energía a las luces

    • Varias fuentes de alimentación
    • No encajes, así que pueden neopixels juntos
    • Ejecute líneas eléctricas adicionales a las tiras

  • Problema de código

    • Verifique que el número de luces sea correcto
    • Verifique si el código muestra correctamente las luces y los contenedores de frecuencia

  • Pobre fuente de alimentación para Arduino

    Aumentar la fuente de alimentación

  • Voltaje de Arduino a neopixels apagado

    Utilice la misma fuente de alimentación para alimentar ambos

• Luces encendidas pero sin FFT

  • Verifique el cable del amplificador y la potencia del amplificador, la tierra y la entrada
  • Aumentar / disminuir la ganancia del amplificador
  • Poca energía para las luces