Sonic Bow Tie, par David Boldevin Engen : 4 étapes (avec photos)

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-23 14:46

Un nœud papillon compact, capable d'afficher en continu le son environnant dans quatre fréquences différentes sur ses deux matrices de LED 4x5 en miroir

Ce tutoriel vous expliquera comment créer un nœud papillon qui vous permettra de vous démarquer dans n'importe quelle foule.

Ce dont vous aurez besoin pour ce projet:

1 Arduino Pro Micro ou un Arduino de taille similaire fonctionnant à 16 MHz

40 LED de 3 mm

1 simple bouton

1 micro à électret

1 Batterie LiPo 1 Cellule Rechargeable 3.7V 800mAh 25C

10 résistances 100Ω

1 résistance de 10kΩ

1 résistance 220Ω

Accès à une machine PCB (Printed Circuit Board)

Un nœud papillon réglable à crochets/à clipser bon marché ou simplement le tour de cou réglable à crochets/à clipser

Étape 1: imprimer le PCB

Lors de l'impression d'un circuit imprimé, vous devrez peut-être adapter le fichier.cmp aux exigences du fabricant. Cependant, la carte de l'original a été fabriquée à l'aide d'une méthode assez imprécise, de sorte que la plupart des fabricants seront très probablement en mesure de produire le PCB sans modifications. Sur les photos, vous pouvez voir l'avant et l'arrière du PCB. La conception suppose que les trous de soudure n'incluent pas de vias et que seuls les vias peuvent être placés séparément (dans les PCB avec plus d'un côté, les vias sont des connexions entre les couches).

Chaque lumière est adressée individuellement à l'aide d'une technique appelée Charlieplexing permettant beaucoup moins de nœuds d'entrée qu'une matrice LED normale, l'inconvénient est que seule la lumière peut être allumée à la fois, ce qui définit une limite de la taille du réseau et sans clignotement notable. Le charliplexing fonctionne au lieu d'avoir deux signaux 1 et 0, il en a trois 1, 0 et Z. Où Z fonctionne comme un circuit ouvert, en ayant une très haute impédance. Ainsi, chaque lumière est allumée en faisant en sorte que le nœud soit dans une combinaison de 1, 0, Z, Z, Z, ce qui signifie que le courant ne peut passer que d'un nœud à un autre à la fois.

Étape 2: Souder le tout ensemble

Lors de la soudure des lumières sur le PCB, il est très important de souder systématiquement le côté positif de la LED aux carrés et le négatif au cercle. Si vous le faites à l'opposé, l'adresse dans le code allumera les mauvaises lumières et une incohérence entraînera l'allumage de plusieurs lumières par les mêmes stimuli.

Puis soudez les 10 résistances 100Ω à l'avant du nœud papillon.

Ensuite, connectez les autres pièces de la manière indiquée dans le schéma de circuit, il est possible de souder la batterie directement à l'Arduino car elle se rechargera lorsque l'arduino est connecté via USB. Avant de coller toutes les pièces à l'arrière du PCB, vous devez tester les erreurs dans le tableau.

Étape 3: Téléchargement du code et débogage

Téléchargez le code ci-dessus. Quand il a été téléchargé, appuyez sur le bouton pour l'activer, maintenant une forme de triangle pointant vers l'intérieur devrait défiler vers le haut ou vers le bas sur le nœud papillon.

Si vous ne le faites pas, utilisez la fonction Blink(LED), qui prend une entrée d'un nombre 1-20, pour chaque lumière individuellement dans la boucle while(mode=0) dans la boucle void tout en commentant le reste de cette boucle boucle.

boucle vide() {

tandis que (mode == 0) {

Clignotement (1); //Test un par un pour voir si les lumières fonctionnent comme elles le devraient et lesquelles ne fonctionnent pas

//Clignote(2); //prochaine étape jusqu'à 20

/* if (digitalRead(Button) == 0) {

mode = 1;

Désactivé();

activer(1);

retard (200);

Pause;

}

Désactivé(); */ // cette section est commentée lors du débogage

}

…..

Débogage:

Si vous avez des lumières différentes de chaque côté, il y a un problème avec la soudure et vous devez dessouder les lumières affectées et recommencer l'étape 2.

Si les paires de 2 lumières sont éteintes, il peut y avoir des vias manquants.

Si deux lumières s'allument toujours ensemble et sont moins lumineuses que les autres, l'une a été soudée dans le mauvais sens.

Si chaque lumière s'allume individuellement, mais ne suivez pas le modèle décrit dans les instructions en haut du code, vous avez foiré l'étape 2.

d'autres problèmes peuvent provenir de mauvaises connexions ou d'un court-circuit sur le PCB.

Attention: ce segment est très technique et inutile pour la confection du nœud papillon

J'ai écrit le code d'analyse de spectre spécifiquement pour un Arduino avec une fréquence d'horloge de 16 MHz. Donc, je ne suis pas tout à fait sûr de la façon dont cela fonctionnera sur d'autres systèmes, cela pourrait faire réagir tous les groupes de manière très différente, mais cela pourrait ne pas changer grand-chose.

Il fonctionne en prenant 60 échantillons en environ 6, 7 ms, ce qui correspond à une fréquence d'échantillonnage d'environ 8, 9 kHz. Puis les analyser de 4 manières différentes donnant 4 fréquences différentes.

L'analyse de fréquence la plus élevée fonctionne en comparant chaque autre échantillon avec le suivant, en élevant la valeur au carré et en la sommant pour chaque paire d'échantillons. Cela donne l'effet le plus élevé autour de la moitié de la fréquence d'échantillonnage, donc c'est un filtre passe-bande autour de 4, 4 kHz.

Une formule mathématique approximative pour l'analyse:

(carré(x[2n-1]-x[2n]))

Le suivant fonctionne de manière très similaire, mais il ajoute d'abord deux échantillons à la fois. Cela donne effectivement la moitié de la fréquence d'échantillonnage du dernier système tout en filtrant les fréquences les plus élevées créant un filtre passe-bande autour de 2, 2 kHz.

Le système suivant fait de même mais au lieu d'ajouter 2 échantillons à la fois, il en ajoute 10 qui deviennent un filtre passe-bande pour 440 Hz.

La dernière analyse additionne les 30 premiers échantillons et la compare à la somme des 30 derniers. Cela devient effectivement un filtre passe-bande pour 150 Hz.

Étape 4: Collez le tout ensemble

Il est important de garder l'Arduino séparé du PCB car cela peut provoquer un court-circuit s'ils entrent en contact. Cela peut être fait en les collant ensemble avec du ruban électrique entre les deux. il est également avantageux d'avoir la batterie sur une aile du nœud papillon et le microcontrôleur sur l'autre pour l'équilibre. Vous devriez essayer de garder le centre du nœud papillon assez vide car c'est là que vous connectez le tour de cou, à l'exception possible du micro car il doit dépasser de quelques millimètres et pointer vers votre œsophage, cela signifie que lorsque vous parlez tout le monde verra que le plus clair.

N'oubliez pas: à l'arrière du nœud papillon, la fonctionnalité est bien plus importante que l'esthétique car personne ne le verra.