JackLit : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Ce projet a été réalisé par des étudiants appartenant au partenariat entre la Fremont Academy Femineers et le cours Pomona College Electronics 128. Ce projet visait à intégrer la technologie hexagonale dans une veste amusante qui s'illumine au rythme de la musique. Notre "JackLit" est capable d'entendre de la musique à travers un microphone et utilise un code de transformation de Fourier rapide pour trier les fréquences dans la musique qui peuvent être quantifiées et utilisées pour distinguer des groupes d'éclairage particuliers sur la veste. Ce faisant, des groupes de panneaux électroluminescents, câblés en parallèle, s'illuminent au rythme de n'importe quelle chanson en fonction de la gamme de fréquences que le microphone entend. L'utilisation de ce projet est de fournir une veste divertissante qui peut s'illuminer au rythme de n'importe quelle chanson. Il peut être porté lors d'événements sociaux ou appliqué à différents vêtements. La technologie pourrait être utilisée dans les chaussures, les pantalons, les chapeaux, etc. Elle peut également être utilisée pour installer l'éclairage lors de spectacles et de concerts.

Étape 1: Matériaux

Tous les documents peuvent être trouvés sur adafruit.com et amazon.com.

• Panneau électroluminescent blanc 10cmX10cm (x3)
• Panneau électroluminescent bleu 10cmX10cm (x4)
• Panneau électroluminescent aqua 10cmX10cm (x3)
• Panneau aqua électroluminescent 20cmX15cm (x2)
• Ruban électroluminescent vert 100 cm (x3)
• Ruban électroluminescent rouge 100 cm (x4)
• Ruban électroluminescent bleu 100 cm (x2)
• Ruban électroluminescent blanc 100 cm (x1)
• Onduleur 12 volts (x4)
• Module relais SainSmart 4 canaux (x1)
• Pile 9 volts (x5)
• Connecteur à pression 9 volts (x5)
• Beaucoup de fils
• HexWear

Étape 2: Logiciel Arduino

Avant de commencer à construire le JackLit, vous devez disposer des bons outils de programmation pour le contrôler. Tout d'abord, vous devez vous rendre sur le site Web Arduino et télécharger l'IDE Arduino. Une fois cela fait, voici les étapes que vous devez suivre pour vous préparer à programmer votre Hex.

1. (Windows uniquement, les utilisateurs Mac peuvent ignorer cette étape) Installez le pilote en visitant https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Téléchargez et installez le pilote (le fichier.exe répertorié à l'étape 2 à la en haut de la page RedGerbera liée).
2. Installez la bibliothèque requise pour Hexware. Ouvrez l'IDE Arduino. Sous "Fichier", sélectionnez "Préférences". Dans l'espace prévu pour les URL du gestionnaire de cartes supplémentaires, collez https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Cliquez ensuite sur « OK ». Allez dans Outils -> Carte: -> Gestionnaire de carte. Dans le menu en haut à gauche, sélectionnez « Contribué ». Recherchez, puis cliquez sur Gerbera Boards et cliquez sur Installer. Quittez et rouvrez Arduino IDE. Pour vous assurer que la bibliothèque est correctement installée, accédez à Outils -> Carte et faites défiler jusqu'en bas du menu. Vous devriez voir une section intitulée "Gerbera Boards", sous laquelle devrait au moins apparaître HexWear (sinon plus de boards comme mini-HexWear).

Étape 3: disposition de l'onduleur

Ce schéma illustre le circuit reliant les batteries 9 volts en parallèle aux onduleurs puis à la jaquette. Notez que la paire de fils sortant de chaque onduleur transporte du courant alternatif et il est important que les fils connectés en parallèle provenant des onduleurs soient en phase, sinon le gain net ne sera pas de 1.

Étape 4: Disposition du relais

Il s'agit du composant suivant du circuit de l'étape 3 étiqueté « vers les commutateurs » qui connecte l'hexagone aux commutateurs (module de relais).

Étape 5: Construisez

Connectez les batteries 9 volts et les onduleurs comme illustré à la figure 1. Cinq 9 volts doivent être en parallèle et se connecter à quatre onduleurs également en parallèle. Les fils de sortie des onduleurs doivent être connectés en parallèle et en phase. L'un des fils parallèles de sortie de l'onduleur doit ensuite être mis de côté pour être connecté directement aux panneaux électroluminescents de la gaine. L'autre sera connecté au module relais. Notez que celui qui va où est arbitraire car nous avons affaire à un circuit alternatif. Comme illustré à l'étape 4, vous devez diviser les fils parallèles en trois, chacun se connectant à l'un des quatre commutateurs. Un interrupteur restera inutilisé. Consultez les instructions sur adafruit.com ou amazon.com pour savoir où vos fils doivent se connecter aux commutateurs. Un autre fil doit être connecté à chaque interrupteur qui sera mis de côté pour se connecter aux panneaux électroluminescents de la veste. Assurez-vous de connecter le module de relais à l'hexagone de manière appropriée, comme indiqué à l'étape 4 et ci-dessus.

Passons au circuit intégré à la jaquette. Nous avons maintenant un ensemble de trois fils qui se connecte aux onduleurs et un autre ensemble de trois fils qui se connecte aux commutateurs. Ils sont par trois car nous avons 3 circuits parallèles de panneaux électroluminescents sur la jaquette. Les panneaux électroluminescents peuvent être collés à chaud sur la veste, et des trous découpés dans le tissu pour enfiler les fils afin qu'ils ne soient pas visibles à l'extérieur. L'étape suivante est la plus simple mais la plus fastidieuse à cause de tous les panneaux électroluminescents. Choisissez les panneaux que vous souhaitez éclairer simultanément. Vous pouvez affecter trois groupes de panneaux, et chacun doit être connecté en parallèle. Il devrait y avoir des fils d'entrée positifs en parallèle et des fils d'entrée négatifs en parallèle, bien que ce qui est positif et négatif soit arbitraire car il s'agit d'un circuit CA. Connectez l'un des trois fils provenant des onduleurs à chacun des trois groupes d'éclairage parallèles électroluminescents. Connectez ensuite un des trois fils provenant des interrupteurs à chacun des trois groupes d'éclairage parallèles électroluminescents. Assurez-vous de couvrir les fils exposés car ils vous donneront un léger choc.

Étape 6: Codage

Notre code utilise la bibliothèque Arduino Fast Fourier Transform (fft) pour décomposer le bruit en fréquences entendues par l'Hex. Les calculs réels derrière les transformées de Fourier sont quelque peu compliqués, mais le processus lui-même n'est pas trop complexe. Premièrement, le Hex entend du bruit, qui est en fait une combinaison de nombreuses fréquences différentes. L'Hex ne peut écouter qu'un certain temps avant de devoir effacer toutes les données et encore une fois, donc pour qu'il entende un bruit, la fréquence de ce bruit doit être au plus la moitié du temps que l'Hex écoute depuis l'Hex doit pouvoir l'entendre deux fois pour qu'il sache qu'il s'agit de sa propre fréquence. Si nous devions représenter graphiquement un son pur en fonction de l'amplitude en fonction du temps, nous verrions une onde sinusoïdale. Comme en réalité les tons purs ne sont pas courants, ce que nous voyons à la place est une ligne ondulée assez confuse et irrégulière. Cependant, nous pouvons approximer cela avec une somme de nombreuses fréquences de tons purs différentes avec un degré de précision assez élevé. C'est ce que fait la bibliothèque fft: elle prend un bruit et le décompose en différentes fréquences qu'elle entend. Dans ce processus, certaines fréquences que la bibliothèque fft utilise pour approximer le bruit réel ont des amplitudes plus grandes que d'autres; c'est-à-dire que certains sont plus bruyants que d'autres. Ainsi, chaque fréquence que l'Hex peut entendre a également une amplitude ou un volume correspondant.

Notre code fait un fft pour obtenir une liste des amplitudes de toutes les fréquences dans la plage que l'Hex peut entendre. Il comprend un code qui imprime une liste de fréquences et d'amplitudes, et les représente également sous forme de graphique afin que l'utilisateur puisse vérifier que l'Hex entend réellement quelque chose et que cela semble correspondre aux changements de niveau de volume de l'Hex. audience. À partir de là, puisque notre projet comporte 3 interrupteurs, nous avons divisé les gammes de fréquences en tiers: basse, moyenne et haute et avons fait correspondre à chaque groupe un interrupteur. L'Hex parcourt les fréquences qu'il a entendues et si quelque chose dans le groupe bas/moyen/haut dépasse un certain volume, alors l'interrupteur correspondant au groupe auquel appartient la fréquence s'allume et le tout s'arrête pour laisser la lumière rester au. Cela continue jusqu'à ce que toutes les fréquences aient été vérifiées, puis le Hex écoute à nouveau et tout le processus se répète. Comme nous avions 3 commutateurs, c'est ainsi que nous avons divisé les fréquences, mais cela peut facilement être adapté à n'importe quel nombre de commutateurs.

Une note sur certaines des bizarreries du code. La raison pour laquelle lorsque nous parcourons les fréquences en commençant à la 10e est qu'à une fréquence de 0, l'amplitude est extrêmement élevée quel que soit le niveau de bruit en raison d'un décalage CC, nous commençons donc juste après cette bosse.

Voir le fichier joint pour le code réel que nous avons utilisé. N'hésitez pas à jouer avec pour le rendre plus ou moins sensible, ou ajoutez plus de groupes d'éclairage si vous le souhaitez ! S'amuser!