Sala de baile LED: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Esta es una guía para construir un visualizador de música LED basado en Arduino, también conocido como una sala de baile digital totalmente dulce. Hay varias guías sobre instructables sobre visualizadores de circuito puro, pero generalmente son algún tipo de amplificador para hacer que las luces parpadeen y cambien de intensidad en respuesta a la potencia transmitida en la señal de audio. Quería algo más en la línea de múltiples luces estroboscópicas respondiendo a diferentes frecuencias de música. El resultado final es el hijastro mutante de esto y esto y un poco de esto, pero vale la pena. La señal de audio real se lee desde el conector del micrófono en la computadora, por lo que puede aceptar su propio sonido o el el sonido de un iPod / Rock Band / karaoke / lo que sea que ustedes, niños locos, puedan soñar. ¡Bien, nueva música! Cortesía de DoKashiteru y Creative Commons, les traigo un video sin censura del sistema en acción:

Paso 1: Piezas / Herramientas

Partes: LED - Obviamente. Compré unos realmente brillantes de 10 mm en varios colores a granel en eBay, pero puedes encontrarlos en Digikey o Mouser. Las clasificaciones de milicandelas más altas son mejores, especialmente si desea que iluminen algo y no solo sean una mancha de color. Compare precios para encontrar una buena oferta. Resistencias: una para cada LED. El mío requería 470 ohmios, pero asegúrese de verificar las clasificaciones en sus LED para obtener la mayor cantidad de luz posible sin quemarlos. Panificadora sin soldadura: para todos los circuitos. Arduino: la interfaz computadora / circuito. Una pequeña tabla increíble. Cómprelo en línea. Alambre: muchos alambres de núcleo sólido. Necesitaba mucho, rápido, así que terminé limpiando mi RadioShack local de estas cosas, pero deberías poder encontrarlo mucho más barato. Tener dos hilos unidos de esta manera es extremadamente útil, como verás más adelante. Computadora: lugar donde se realiza el cálculo real. Sí, esto puede ser un poco exagerado para encender algunas luces, pero como inevitablemente terminamos reproduciendo nuestra música dance desde una computadora portátil de todos modos, funcionó bien. Fuente de alimentación: los LED probablemente consumirán más energía de la que puede proporcionar el arduino, por lo que los alimentaremos externamente y los cambiaremos con transistores. Debería tener un montón de estos en aparatos electrónicos viejos, o puede encontrarlos en tiendas de segunda mano. Consulte la página de planificación para saber qué voltaje / amperaje necesita. Transistores NPN: los estamos usando como amplificadores / interruptores de corriente. Un poco de corriente extraída del arduino controla mucha corriente extraída de la fuente de alimentación que pasa por los LED. Encuéntrelos en línea o en RadioShack. Soldador - Bastante autoexplicativo. Altavoces / divisor de audio / cable de audio macho-macho: altavoces para sonido, divisor y cable para alimentar la señal desde la salida de auriculares a los altavoces y al conector de micrófono. Software: Arduino: descargue el entorno de software arduino desde aquí. Procesamiento: el procesamiento habla bien con arduino y tiene algunas bibliotecas increíbles integradas. Descárguelo desde aquí. Asegúrese de tener la última versión de la biblioteca de procesamiento de audio Minim desde aquí. Es posible que también necesite obtener la biblioteca 'arduino' para que se comuniquen; consígala desde aquí y péguela en su carpeta Procesamiento / bibliotecas.

Paso 2: Diseño de circuito

Una vista general del circuito que estamos construyendo. Los dos hilos del cable están conectados a los voltajes alto y bajo, y cada par de LED / resistencia los une para iluminarse. La hebra de bajo voltaje en realidad está conectada a tierra a través de un transistor para que podamos controlar la cantidad de corriente que fluye (y por lo tanto el brillo de los LED).

Paso 3: ¡Planificación

El paso más importante es planificar qué colores desea y dónde. Los techos de mi dormitorio se describen mejor como "en forma de gofre", con hendiduras cuadradas en la superficie. Estos hicieron una cuadrícula muy natural para diseñar los colores, pero deberá elaborar su propio plan. Puede calcular hasta 8 o más LED en una sola línea de control, lo que significa que esos 8 se encenderán y apagarán simultáneamente. Con un diseño todo elaborado, ahora necesitamos cálculos de potencia. Consulte las hojas de datos de sus LED para averiguar el voltaje y la corriente directa. Los míos tienen una caída de voltaje de ~ 3,5 voltios y una corriente máxima de 20 miliamperios. Como tenía una fuente de alimentación de 12 voltios por ahí, podemos hacer un pequeño circuito matemático simple usando la Ley de Ohm (V = IR): (12 - 3.5) = 0.02 * R R = 425 ohms. Por simplicidad, redondeamos eso a 470 ohmios. La mayoría de los LED de 5 mm tendrán caídas de voltaje de alrededor de 2 voltios y clasificaciones de corriente de alrededor de 15 miliamperios, pero verifique que no se quemen. Recuerde: la intensidad de la luz es proporcional a la corriente, así que use una resistencia más grande para limitar la corriente si son demasiado brillantes. También asegúrese de que la fuente de alimentación pueda manejar toda esta corriente; algunas pequeñas solo tienen una capacidad nominal de unos pocos cientos de miliamperios, lo que significa que solo puede alimentar de 10 a 20 LED en paralelo como nosotros.

Paso 4: Prepare los LED y el cable

Es mucho más fácil conectar los LED a los cables si primero los soldamos junto con las resistencias. Corte tanto el cable negativo (más corto) del LED como un lado de una resistencia aproximadamente a la mitad, luego sueldelos juntos. Una vez hecho esto, doble el cable positivo y la resistencia hacia afuera para que el LED sobresalga un poco. Vea la imagen para una explicación mucho más clara. A continuación, coloque todo el cable y asegúrese de tener suficiente para alcanzar cada hebra. Mida y marque dónde debe ir cada LED. Una vez más, la explicación del adjunto real está mejor dada por la imagen. Suelde los LED al cable, asegurándose de mantener las polaridades consistentes: todos los cables positivos a un cable y todos los cables negativos al otro. Una vez que haya terminado, pruebe los hilos ANTES de colocarlos: conecte los cables a su fuente de alimentación o una batería de 9 voltios para asegurarse de que todas las luces se enciendan. En mi caso, esto implicó montones de cinta adhesiva blanca y estar de pie sobre sillas. Asegúrese de que todos los extremos libres se unan en un solo lugar, donde colocaremos la placa de pruebas, el arduino y la computadora. También coloco pequeños globos de origami sobre los LED para difundir la luz; simplemente corte pequeñas ranuras radialmente hacia afuera desde el orificio del globo para hacer cuatro pestañas y se deslizará bien. Vea la imagen de la página anterior para ver el efecto. Puntos de bonificación si los globos terráqueos están hechos de notas de conferencias antiguas.

Paso 5: construya los circuitos

Realmente no hay mucho más que decir. Conecte los cables positivo y negativo de su fuente de alimentación a los rieles de alimentación en su placa de pruebas y conecte el pin de tierra arduino al mismo riel negativo. Vea la imagen para un buen sistema de diseño. Pruebe que todo esté funcionando quitando los cables del arduino (que se muestran en azul, negro y rojo a continuación) y conectándolos a la línea de alimentación positiva. La corriente fluirá a través de los transistores y permitirá que los LED se enciendan (si todo está conectado correctamente). Vuelva a colocarlos como deberían y conecte el arduino a su computadora con un cable USB. Para configurar el sistema de sonido, conecte los parlantes y el cable macho-macho en el divisor. Envíe el otro extremo del cable macho-macho al conector del micrófono de su computadora. Nuevamente, esto es un poco exagerado si solo va a reproducir sonido desde su computadora (especialmente si puede descubrir cómo usar el conector) pero de esta manera el sistema puede flashear a Rock Band o karaoke o cualquier otra cosa que pueda emitir en un Conector de audio de 3,5 mm. Asegúrese de que su micrófono esté funcionando: conecte el divisor a cualquier fuente de audio, luego abra un programa de grabación de sonido para ver si está registrando una señal. A menudo, el micrófono se puede silenciar, por lo que si tiene problemas, ese es el primer lugar para buscar.

Paso 6: Código Código Código

Abra el entorno del software arduino y cargue el boceto de ejemplo de StandardFirmata en la placa. El boceto le permitirá controlar el arduino a través de una interfaz en serie, lo que significa que un código arbitrario en la computadora puede controlar las luces que acabamos de conectar. El código que realmente procesa la señal de audio es (convenientemente) un boceto de procesamiento. Se basa en la impresionante biblioteca BeatDetect en la biblioteca mínima. La clase BeatDetect calcula la transformada de Fourier de la señal de audio y realiza un seguimiento de la media y la varianza de cada uno de los coeficientes durante los últimos segundos. Si el valor en cualquiera de los contenedores FFT excede la varianza, se detecta un latido y se enciende la luz asociada con esa frecuencia.. Lo que esto significa es que cada hebra de LED corresponderá a una frecuencia de música diferente: una hebra parpadeará al ritmo de los graves, otra a los golpes de la caja, otra a las notas vocales agudas, y así sucesivamente, para 26 frecuencias diferentes. esboce desde abajo y modifique la matriz ledPins en la línea 10 para reflejar su propia configuración. El primer número de pin corresponde a las frecuencias más bajas. Una vez hecho esto, ¡habrá terminado! Conecte el divisor de audio a la toma de auriculares, comience el boceto y comience a reproducir música. Si todo funciona como se esperaba, aparecerá un visualizador de forma de onda y las luces parpadearán. ¡Disfrutar!

Paso 7: solución de problemas

Los principales problemas que probablemente encontrará son lograr que Processing y el arduino se comuniquen entre sí. Asegúrese de instalar el software arduino; esto traerá consigo todas las bibliotecas seriales necesarias. Puede evitar problemas con el circuito probando sobre la marcha: pruebe cada LED, luego cada hebra, luego cada conjunto de transistores. Si todo lo demás falla, regrese a esto para diagnosticar dónde radica el problema. Ahora que he logrado eliminar todos los errores de mi propia configuración, no puedo pensar en lo que estaban en la parte superior de mi cabeza. Publique cualquier problema que tenga, ya que probablemente me encontré con ellos y desde entonces lo he olvidado.