نمایش نور مبتنی بر آردوینو: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

من یک نمایش نور کنترل شده با آردوینو را به عنوان ورودی من در گروه سازندگان راک ، آلبوم هنر همکاری ، ایجاد کردم. در لینک زیر می توانید اطلاعات بیشتری در مورد آن بیابید: Makers Rock. جلد انتخابی من از آلبوم Judas Priest - Painkiller است.

کل قطعه یک نمایش نور است که در یک قاب چوبی محصور شده است و آثار هنری آلبوم در بالای آن قرار می گیرد تا نور از آن عبور کند.

مرحله 1: قاب چوبی را آماده کنید

شما می توانید قاب یا محوطه را به هر روشی که دوست دارید بسازید. من چوب را انتخاب می کنم زیرا کار با آن فقط با استفاده از ابزارهای اولیه آسان است.

من قاب را از چند تخته پالت که نجات داده ام ساخته ام. من 4 قطعه از قطعات تمیز تخته ها را که 30 سانتی متر طول داشتند علامت گذاری کردم و مطمئن شدم که 45 درجه میتر را برای مفاصل مشخص کرده ام.

تمام برش ها را با استفاده از اره مویی انجام دادم و خوب کار کرد. اگر به اره میتر یا اره رومیزی دسترسی دارید ، می توانید از آنها استفاده کنید و نتایج بسیار بهتری بگیرید. اتصالات بی نقص نبودند ، اما با دستگاه سمباده کمربند خود توانستم قطعات را به خوبی وصل کنم.

در حین آزمایش متوجه شدم که آنها بسیار گسترده هستند و فضای زیادی را در داخل محفظه اشغال می کنند ، بنابراین تصمیم گرفتم عرض آنها را به 2 سانتی متر برسانم. مجدداً از اره جیج خود استفاده کردم تا مطمئن شوم داخل خط را برش نمی دهم.

اتصالات میتر به تنهایی پشتیبانی چندانی نداشت ، بنابراین من قطعات مثلث کوچکی را برش داده ام تا در گوشه ها بعنوان تکیه گاه اضافی چسبانده شود. من مطمئنم که هزاران گزینه بهتر برای انجام دادن وجود دارد ، اما این بهترین ایده ای بود که در حال حاضر داشتم.

من میترها را با چسب چوب در وسط اتصالات و چسب CA در انتها به هم متصل کردم تا به عنوان یک گیره عمل کرده و در حالی که چسب چوب خوب می شود آن را در محل خود نگه داشت. مثلث های کوچک تکیه گاه فقط با استفاده از چسب CA به منظور چسباندن سریعتر این فرآیند به هم چسبانده شدند.

مرحله 2: نمونه اولیه مدار

وسایل الکترونیکی برای نمایش نور در داخل ، شامل یک برد Arduino Uno با میکروفون از هدست شکسته است که به صداهای داخل اتاق گوش می دهد و سپس با روشن کردن یکی از 5 قطعه نوار LED در داخل ، حجم کل صدا را منعکس می کند.

مدار از دو قسمت مستقل تشکیل شده است. قسمت اول میکروفون با تقویت کننده ترانزیستور تک آن است و قسمت دوم درایور نوارهای LED هستند. ما به آنها نیاز داریم زیرا آردوینو و تقویت کننده میکروفون روی 5 ولت کار می کنند در حالی که نوار LED روی 12 ولت کار می کند.

میکروفون از طریق مقاومت 10k و از طریق خازن به پایه ترانزیستور به خروجی 5 ولت آردوینو متصل می شود. سپس ترانزیستور سیگنال را با سطح متوسط 2.5 ولت تقویت می کند تا بتوانیم آن را از ورودی آنالوگ A0 در آردوینو دریافت کنیم.

برای روشن شدن 12 ولت LED ها ، پایه ترانزیستورها از طریق یک مقاومت 10k به خروجی دیجیتال متصل می شود و همان مدار 5 بار تکرار می شود. من فقط 3 LED را در هر قسمت روشن می کنم تا بتوانم با استفاده از ترانزیستورها دور شوم. اگر می خواهید پروژه را برای استفاده از نوارهای طولانی تر از آنچه نیاز دارید از MOSFET ها تغییر دهید.

اگرچه ممکن است یک مدار پیچیده به نظر برسد ، اما واقعاً یک مدار بسیار ساده است. من همه آن را روی یک تخته نان آزمایش کرده ام و پس از اطمینان از عملکرد مطابق انتظار ، یک سپر ساخته ام که مستقیماً روی Arduino Uno نصب می شود.

شماتیک در آدرس زیر موجود است:

مرحله 3: سپر آردوینو را بسازید

هنگامی که از مدار راضی بودم ، یک سپر برای آردوینو روی یک تخته چوبی ساخته ام. مراحل کامل ساخت را می توانید در فیلم ضمیمه پروژه مشاهده کنید.

مرحله 4: آردوینو را برنامه ریزی کنید

ستاره اصلی پروژه کدی است که بر روی آردوینو برنامه ریزی شده است. این همان چیزی است که با تحلیل سطوح صدا از میکروفون و تبدیل آنها به نور مرئی همراه با موسیقی انجام می شود. می توانید کل کد را از صفحه GitHub من بارگیری کنید و پیوند آن را در توضیحات ویدئو به همراه طرح کلی لوازم الکترونیکی پیدا کنید.

به طور خلاصه ، کد دارای 3 قسمت اصلی است: بازیابی نمونه موسیقی برای تجزیه و تحلیل ، تعیین سطح صدا و سپس کنترل خروجی به LED ها بر اساس مقدار محاسبه شده. من می دانم که ممکن است برای برخی شبیه به موشک به نظر برسد ، اما وقتی به چیزهایی دست پیدا کنید ، واقعاً آسان است.

طرح اولیه همه متغیرها و ثابت هایی را که قرار است استفاده کنیم تعریف می کند. من مطمئن شدم که برای هر یک توضیحاتی ارائه می دهم تا بتوانید راحت تر آن را درک کنید. پس از آن ما تابع راه اندازی را داریم که ارتباط سریال را برای اشکال زدایی شروع می کند ، خالی می شود و آرایه ای را که برای تشخیص حجم از نقطه اوج به اوج استفاده می کنیم ، راه اندازی می کند و خروجی های LED را تعریف می کند.

در قسمت حلقه کد ، ابتدا نمونه برداری از صدا را شروع می کنیم تا بتوانیم میزان اوج به اوج صدا را تشخیص دهیم. در موج صوتی معمولی ، عدم وجود نویز سطحی در وسط حداقل و حداکثر ولتاژ تقویت کننده است. در مورد ما این 2.5 ولت است.

هنگامی که یک صدا تشخیص داده می شود ، موجی دریافت می کنیم که بالا و پایین می رود بنابراین برای تشخیص صداهای بالا ، ما به دامنه ترکیبی در آن موج علاقه مند هستیم. بنابراین به جای موج متحرک ، مقادیر 0 تا حداکثر را در نوعی حالت وارونه ترسیم می کنیم تا به راحتی صداهای بلند و کم حجم را تشخیص دهیم.

دو بخش بعدی کد دقیقاً همین کار را می کند ، ابتدا قله را تا دامنه قله اندازه گیری می کنیم و حداکثر آن قله را برای دوره تعیین می کنیم. نحوه عملکرد میکروفون ، هرچه از آن دورتر باشید ، حجم کمتری می تواند انتخاب کند ، بنابراین ما باید عاملی را محاسبه کنیم که سیگنال اندازه گیری شده را تقویت یا کاهش دهد و واکنش یکسانی در سطوح مختلف داشته باشد.

به عنوان آخرین مرحله ، مقدار اندازه گیری شده از میکروفون را با ضریب محاسبه شده ضرب می کنیم و بر اساس نتیجه LED های خاصی را روشن می کنیم.

بعد از اینکه تخته همه چیز بر اساس شماتیک لحیم شد ، قبل از تهیه آلبوم واقعی ، آن را آزمایش کردم.

کد در GitHub:

مرحله 5: جلد جلویی را آماده کنید

برای قسمت جلویی قطعه از یک ورق اکریلیک شفاف استفاده کرده ام. من آثار هنری چاپ شده را به ابعاد برش داده و یک لایه چسب شفاف چوب را بدون پوشش محافظ روی اکریلیک به سطح اعمال کرده ام. اگر به Mod Podge یا برخی از ژل های اکریلیک شفاف دسترسی دارید بهتر است از آن به جای چسب چوب استفاده کنید ، اما تقریباً یکسان عمل می کند.

ترفندی که هنگام اعمال تصویر وجود دارد این است که از چسب زیادی استفاده نکنید تا چروک روی کاغذ ایجاد نشود. در این مورد کمتر بهتر است اما سطح باید کاملاً پوشانده شود. با مرطوب بودن چسب ، اثر هنری به سختی قابل مشاهده است ، اما پس از خشک شدن کامل شفاف می شود.

من قاب را به مدت 24 ساعت ترک کردم و سپس متوجه شدم که آردوینو را در داخل قاب قرار داده ام. من می خواهم قطعه هنری به دیوار آویزان شود و از آنجا که برای برق باید به برق متصل شود ، من صفحه را در قسمت پایین نصب کرده ام تا سیم آداپتور برق از پریز دیواری بیرون بیاید.

من از اره برقی برای حذف بیشتر مواد استفاده کردم و سپس با یک اسکنه و یک فایل کار کردم. اگر روتر دستی دارید ، سریعتر از اسکنه خواهد بود. من همچنین سوراخی را در قاب ایجاد کردم تا میکروفون بتواند بیرون بیاید و صداهای اتاق را بگیرد.

قبل از اتمام کار ، من قاب را تا 240 کاغذ سنباده سنباده زدم و سپس یک لایه لاک چوب را روی آن چسباندم. من از یک پارچه برای پاک کردن لکه استفاده کردم و بعد از مدتی آن را پاک کردم.

مرحله 6: نمایش نور را جمع آوری کنید

ضخامت قاب برای نگه داشتن تمام قطعات الکترونیکی کافی نبود ، بنابراین من دو لایه عایق فوم XPS سیاه رنگ 5 میلی متری را به دو طرف قاب برش داده و چسبانده ام. فوم علاوه بر اینکه جا برای همه لوازم الکترونیکی ایجاد می کند ، از طرفین ظاهر لایه ای زیبایی به قطعه می بخشد.

تمام قطعات الکترونیکی با استفاده از چسب حرارتی ، از میکروفون و سپس برد اصلی آردوینو در داخل قاب نصب می شوند.

در پشت ، من ورقه ای از تخته فیبر با چگالی 3 میلی متر را علامت گذاری و برش داده ام که به عنوان یک تخته پشتی و بازتابنده عمل می کند ، زیرا یکی از طرفین آن سفید است. من از پیچ های کوچک 3.5 در 16 میلی متری برای اتصال آن از پشت استفاده کرده ام. سپس چسب روی نوارهای LED را برداشته و آنها را به تخته فیبر می چسبانم.

قسمت جلویی اکریلیک نیز با همان پیچ های 16 میلی متری متصل شده است ، اما من سوراخ های پیچ را با یک مته 6 میلی متری متقابل می کنم تا بتوانند هم سطح با جلو قرار بگیرند. اگر روتر دارید ، می توانید یک شیار در قاب ایجاد کرده و اکریلیک را به این ترتیب محصور کنید.

در انتها ، فقط حذف لایه محافظ دیگر از ورق اکریلیک و آزمایش همه آن برای اطمینان از عملکرد آن باقی مانده بود. برای آویزان کردن آن به دیوار ، من یک تکه بین دو سیم پیچ پشتی اضافه کرده ام.

مرحله 7: از نمایش نور آردوینو لذت ببرید

در مجموع از نحوه این امر بسیار راضی هستم. اگر من ابزار نجاری مناسب داشتم ، محوطه می توانست کمی بهتر باشد ، اما هنوز هم دکور دیوار زیبایی است. از زمانی که من آن را ساختم ، ما با آن بسیار لذت بردیم ، اما زمان آن فرا رسیده است که خانه جدیدی پیدا کند.

من قطعه ای را که ساخته ام تقدیم می کنم ، بنابراین لطفاً ویدیو را در YouTube ببینید تا بدانید چگونه می توانید برنده شوید.

طعم کد را در YouTube بچشید

ساخت فیلم از پروژه

اگر پروژه را دوست داشتید ، لطفاً از کار من در Patreon حمایت کنید!

شماتیک در آدرس زیر موجود است:

کد در GitHub: