Salle de danse LED : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Ceci est un guide pour construire un visualiseur de musique LED basé sur Arduino, AKA une salle de danse numérique totalement douce. Il existe divers guides autour des instructables sur les visualiseurs de circuits purs, mais il s'agit généralement d'une sorte d'amplificateur pour faire pulser les lumières et changer d'intensité en réponse à la puissance véhiculée dans le signal audio. Je voulais quelque chose de plus dans la lignée de plusieurs stroboscopes répondant à différentes fréquences de musique. Le résultat final est le beau-fils mutant de ceci et cela et un peu de cela, mais cela en vaut la peine. Le signal audio réel est lu à partir de la prise microphone de l'ordinateur, de sorte qu'il peut soit accepter son propre son renvoyé, soit le le son d'un iPod / Rock Band / karaoké / tout ce que vos enfants fous peuvent imaginer. Yay nouvelle musique! Avec l'aimable autorisation de DoKashiteru et de Creative Commons, je vous propose une vidéo non censurée du système en action:

Étape 1: Pièces / Outils

Pièces: LED - Évidemment. J'ai acheté en gros des 10 mm très brillants de différentes couleurs sur eBay, mais vous pouvez les trouver sur Digikey ou Mouser. Des notes de millicandela plus élevées sont meilleures, surtout si vous voulez qu'elles éclairent quoi que ce soit et pas seulement une tache de couleur. Faites le tour pour trouver une bonne affaire. Résistances - Une pour chaque LED. Le mien nécessitait 470 ohms, mais assurez-vous de vérifier les valeurs nominales de vos LED afin d'obtenir le plus de lumière possible sans les brûler. Breadboad sans soudure - Pour tous les circuits. Arduino - L'interface ordinateur/circuit. Une super petite planche. Achetez-le en ligne. Fil - Beaucoup de fil à âme pleine. J'avais besoin de beaucoup, rapidement, alors j'ai fini par nettoyer mon RadioShack local de ce genre de choses, mais vous devriez pouvoir le trouver beaucoup moins cher. Avoir deux brins maintenus ensemble comme celui-ci est extrêmement utile, comme vous le verrez plus tard. Ordinateur - Où le calcul réel a lieu. Oui, cela peut être un peu exagéré de faire clignoter quelques lumières, mais comme nous finissons inévitablement par jouer notre musique de danse à partir d'un ordinateur portable de toute façon, cela a très bien fonctionné. Alimentation - Les LED consommeront probablement plus d'énergie que l'arduino ne peut en fournir, nous allons donc les alimenter en externe et les commuter avec des transistors. Vous devriez en avoir un tas de vieux appareils électroniques, ou vous pouvez les trouver dans les friperies. Consultez la page de planification pour connaître la tension / l'ampérage dont vous avez besoin. Transistors NPN - Nous les utilisons comme amplificateurs/commutateurs de courant. Un peu de courant tiré de l'arduino contrôle beaucoup de courant tiré de l'alimentation qui traverse les LED. Trouvez-les en ligne ou sur RadioShack. Fer à souder - Assez explicite. Haut-parleurs / répartiteur audio / câble audio mâle-mâle - Haut-parleurs pour le son, répartiteur et câble pour alimenter le signal de la sortie casque vers les haut-parleurs et la prise microphone. Logiciel: Arduino - Téléchargez l'environnement logiciel arduino à partir d'ici. Processing - Processing fonctionne bien avec arduino et intègre des bibliothèques impressionnantes. Téléchargez-le à partir d'ici. Assurez-vous d'avoir la dernière version de la bibliothèque de traitement audio Minim à partir d'ici. Vous devrez peut-être également obtenir la bibliothèque «arduino» pour les faire communiquer - obtenez-la à partir d'ici et collez-la dans votre dossier Processing/libraries.

Étape 2: conception de circuits

Une vue d'ensemble du circuit que nous construisons. Les deux brins du fil sont connectés aux hautes et basses tensions, et chaque paire LED/résistance les relie pour s'allumer. Le brin basse tension est en fait connecté à la terre via un transistor afin que nous puissions contrôler la quantité de courant qui circule (et donc la luminosité des LED).

Étape 3: Planification

L'étape la plus importante est de planifier les couleurs que vous voulez et où. Les plafonds de mon dortoir sont mieux décrits comme "en forme de gaufre", avec des indentations carrées recouvrant la surface. Ceux-ci ont fait une grille très naturelle pour disposer les couleurs, mais vous devrez créer votre propre plan. Vous pouvez compter jusqu'à 8 LED environ sur un seul brin de contrôle, ce qui signifie que ces 8 s'allumeront et s'éteindront simultanément. Avec une disposition toute tracée, nous avons maintenant besoin de calculs de puissance. Consultez les fiches techniques de vos LED pour déterminer la tension et le courant directs. Le mien a une chute de tension d'environ 3,5 volts et un courant maximum de 20 milliampères. Comme j'avais une alimentation de 12 volts qui traînait, nous pouvons faire un petit calcul de circuit simple en utilisant la loi d'Ohm (V = IR): (12 - 3,5) = 0,02 * R R = 425 ohms. Pour plus de simplicité, nous arrondissons cela à 470 ohms. La plupart des LED de 5 mm auront des chutes de tension d'environ 2 volts et des intensités nominales d'environ 15 milliampères, mais vérifiez que vous ne les brûlez pas. N'oubliez pas: l'intensité lumineuse est proportionnelle au courant, utilisez donc une résistance plus grande pour limiter le courant si elles sont trop lumineuses. Assurez-vous également que l'alimentation peut gérer tout ce courant - certains petits ne sont évalués qu'à quelques centaines de milliampères, ce qui signifie que vous ne pouvez alimenter que 10 à 20 LED en parallèle, comme nous le faisons.

Étape 4: préparer les LED et le fil

Il est beaucoup plus facile de fixer les LED aux fils si nous les soudons d'abord avec les résistances. Coupez à la fois le fil négatif (plus court) de la LED et un côté d'une résistance environ de moitié, puis soudez-les ensemble. Une fois cela fait, pliez le fil positif et la résistance vers l'extérieur pour que la LED dépasse un peu. Voir l'image pour une explication beaucoup plus claire. Ensuite, étalez tout le fil et assurez-vous d'en avoir assez pour chaque brin à atteindre. Mesurez et marquez où chaque LED doit aller. Encore une fois, l'explication de l'attachement réel est mieux donnée par l'image. Soudez les LED au fil, en veillant à garder les polarités cohérentes - tous les fils positifs à un fil et tous les fils négatifs à l'autre. Une fois que vous avez terminé, testez les brins AVANT de les mettre en place - connectez les fils à votre alimentation ou à une batterie de 9 volts pour vous assurer que toutes les lumières s'allument. Ensuite, mettez tous les fils en place ! Dans mon cas, cela impliquait beaucoup, beaucoup de ruban adhésif blanc et une position debout sur des chaises. Assurez-vous que les extrémités libres se rejoignent toutes au même endroit, où nous allons mettre la planche à pain, l'arduino et l'ordinateur. J'ai également mis de petits globes en origami sur les LED pour diffuser la lumière - il suffit de couper de petites fentes radialement vers l'extérieur du trou dans le ballon pour faire quatre languettes et il glissera bien. Voir l'image à la page précédente pour l'effet. Points bonus si les globes sont fabriqués à partir d'anciennes notes de cours.

Étape 5: Construire le circuit

Il n'y a vraiment pas grand chose de plus à dire. Connectez les fils positifs et négatifs de votre alimentation aux rails d'alimentation de votre planche à pain et connectez la broche de mise à la terre de l'arduino au même rail négatif. Voir l'image pour un bon système de mise en page. Testez que tout fonctionne en retirant les fils de l'arduino (illustrés en bleu, noir et rouge ci-dessous) et en les connectant au rail d'alimentation positif. Le courant traversera les transistors et permettra aux LED de s'allumer (si tout est correctement connecté). Remettez-les comme ils devraient être et connectez l'arduino à votre ordinateur avec un câble USB. Pour configurer le système audio, branchez les haut-parleurs et le câble mâle-mâle dans le répartiteur. Envoyez l'autre extrémité du câble mâle-mâle dans la prise microphone de votre ordinateur. Encore une fois, c'est un peu exagéré si vous ne jouez que du son à partir de votre ordinateur (surtout si vous pouvez comprendre comment utiliser la prise), mais de cette façon, le système peut flasher sur Rock Band ou karaoké ou tout autre élément pouvant sortir sur un Prise audio 3,5 mm. Assurez-vous que votre microphone fonctionne - branchez le répartiteur sur n'importe quelle source audio, puis ouvrez un programme d'enregistrement sonore pour voir si vous enregistrez un signal. Souvent, le microphone peut être coupé, donc si vous avez des problèmes, c'est le premier endroit à regarder.

Étape 6: Code Code Code

Ouvrez l'environnement logiciel arduino et téléchargez l'exemple d'esquisse StandardFirmata sur le tableau. L'esquisse vous permettra de contrôler l'arduino via une interface série, ce qui signifie qu'un code arbitraire sur l'ordinateur peut contrôler les lumières que nous venons de brancher. Le code qui traite réellement le signal audio est (pratiquement) une esquisse de traitement. Il est basé sur l'impressionnante bibliothèque BeatDetect de la bibliothèque minim. La classe BeatDetect calcule la transformée de Fourier du signal audio et garde une trace de la moyenne et de la variance de chacun des coefficients au cours des dernières secondes. Si la valeur dans l'un des bacs FFT dépasse la variance, un battement est détecté et la lumière associée à cette fréquence s'allumera.. Cela signifie que chaque brin de LED correspondra à une fréquence musicale différente - un brin clignotera aux battements de basse, un autre aux coups de caisse claire, un autre aux notes vocales aiguës, et ainsi de suite, pour 26 fréquences différentes. Télécharger le traitement ci-joint croquis ci-dessous et modifiez le tableau ledPins sur la ligne 10 pour refléter votre propre configuration. Le premier numéro de broche correspond aux fréquences les plus basses. Une fois cela fait, vous avez terminé ! Branchez le répartiteur audio sur votre prise casque, démarrez le croquis et commencez à jouer de la musique. Si tout fonctionne comme prévu, un visualiseur de forme d'onde apparaîtra et les lumières clignoteront. Prendre plaisir!

Étape 7: Dépannage

Les principaux problèmes que vous êtes susceptible de rencontrer sont de faire en sorte que Processing et l'arduino se parlent. Assurez-vous d'installer le logiciel arduino - cela apportera toutes les bibliothèques série nécessaires. Vous pouvez éviter les problèmes avec le circuit en testant au fur et à mesure - testez chaque LED, puis chaque brin, puis chaque jeu de transistors. Si tout le reste échoue, revenez à ceci pour diagnostiquer où se situe le problème. Maintenant que j'ai réussi à éliminer tous les bogues de ma propre configuration, je ne peux pas penser à ce qu'ils étaient par tête. Postez tous les problèmes que vous rencontrez, car je les ai probablement rencontrés et les ai oubliés depuis.