دامن اکولایزر واکنش پذیر صدا پوشیدنی: 21 مرحله (همراه با تصاویر)

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

مدتی بود می خواستم قطعه ای طراحی کنم که با صدا تعامل داشته باشد. دامن اکولایزر دارای قطعات الکترونیکی یکپارچه است که به میزان نویز در محیط خود واکنش نشان می دهند. LED های یکپارچه به عنوان میله های اکولایزر برای برجسته کردن رفتار واکنشی صدا مرتب شده اند. بسته به شدت صدا ، فقط چند یا همه LED ها روشن می شوند.

ادغام وسایل الکترونیکی مناسب بدون نمایان شدن آنها چندان آسان نبود زیرا دامن از تناسب محکمی روی پوست برخوردار است. همچنین من می خواستم که دامن اکولایزر شبیه یک دامن معمولی باشد و هر زمان که چراغ ها خاموش هستند هیچ حفره ای در آن وجود نداشته باشد. مدتی طول کشید تا LED ها و روش مناسب را پیدا کنم ، زیرا نوارهای LED ساخته شده یا رشته های LED بسیار حجیم بودند و برای دامن انعطاف کافی نداشتند.

استفاده از نخ رسانا معمولاً راهی آسان برای ادغام قطعات الکترونیکی است. با این حال ، وقتی نوبت به اتصال چندین LED RGB به نوار می رسد ، مقاومت نخ رسانا بسیار زیاد است. LED ها باید بسیار نزدیک به هم دوخته شوند در غیر این صورت آنها شروع به سوسو زدن و/یا نشان دادن رنگ اشتباه می کنند.

در این دستورالعمل ، من به شما نحوه ساخت یک نوار LED سفارشی ، بسیار نازک و انعطاف پذیر و همچنین نحوه اتصال وسایل الکترونیکی و ادغام چراغ ها به چرم را نشان خواهم داد.

مرحله 1: طراحی

این دامن چرمی دارای 5 ستون با 3 تا 6 چراغ و در مجموع 20 LED می باشد. LED ها و وسایل الکترونیکی به داخل دامن متصل شده اند. چراغ ها از طریق سوراخ هایی در لایه فوقانی که با چشمی و چسب حرارتی محکم شده اند ، می درخشند. از آنجا که چشم ها شبیه میخ های کوچک هستند ، دامن حتی در صورت خاموش بودن چراغ ها نیز زیبا به نظر می رسد.

مرحله 2: لوازم

مواد:

• چرم
• پوشش
• زیپ
• یا دامن بگیر
• 20 عدد LED RGB [نوع WS2812B] از SparkFun
• میکروکنترلر [فلورا] از Adafruit
• تقویت کننده میکروفون از Adafruit یا SparkFun
• 3.7 - باتری 5 ولت از SparkFun یا آمازون
• سیم انعطاف پذیر [با روکش سیلیکون یا PVC] از Adafruit
• انقباض گرما
• 3 عدد سیم بلوز مردانه
• 3 عدد سیم جهنده زن
• Velcro پشت چسبی 10 سانتی متری
• چشمی 20 x ¼”

ابزارها:

• آهن لحیم کاری
• سیم لحیم کاری
• کیت ابزار چشم
• چکش
• تفنگ چسب داغ + چسب
• نوار اندازه گیری
• خط کش
• قیچی
• گچ یا قلم پارچه ای
• سوزن و نخ
• چرخ خیاطی
• کامپیوتر و کابل USB

اختیاری:

• لحیم کاری ابزار دستی کمک
• تمساح ضربه می زند
• ابزار سیم پیچ

مرحله 3: LED های WS2812B RGB

در تصویر بالا می توانید LED های WS2812B RGB - SMD "برهنه" را مشاهده کنید. هر LED دارای ابعاد 5 * 5 میلی متر است و دارای یک LED قرمز (R) ، سبز (G) و آبی (B) و همچنین یک تراشه راننده کوچک است. LED های WS2812B قابل آدرس دهی هستند به این معنی که می توانید رنگ و روشنایی هر LED را کنترل کنید. بنابراین ، تقریباً همه الگوهای قابل تصور را می توان برنامه ریزی کرد.

هر LED دارای چهار کنتاکت لحیم کاری است: یکی برای اتصال زمین ، دیگری برای تغذیه ، و یکی برای ورود داده و یکی برای خروجی داده. پین زمین با لبه برش خورده در بالای LED مشخص شده است ، در کنار پین زمین پین ورودی داده قرار دارد. مورب ورودی داده خروجی داده است که به پین ورودی داده LED بعدی متصل می شود. آخرین پین پین پاور است. پین های داده برای انتقال اطلاعات در مورد میزان روشنایی و رنگ LED ها ضروری هستند.

در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر ، به صفحه محصول Sparkfun بروید و در آن می توانید برگه اطلاعات ، راهنمای اتصال و یک آموزش LED را بیابید.

مرحله 4: تقویت کننده میکروفون

برد تقویت کننده میکروفن Electret از Adafruit دارای میکروفون الکترود 20-20KHz و همچنین 3 پایه لحیم کاری برای اتصال آن به میکروکنترلر است. OUT باید با پین میکروکنترلر تعریف شده در کد متصل شود ، GND به زمین و VCC به منبع تغذیه بین 2.4 - 5 ولت متصل می شود. از "آرام ترین" منبع تغذیه موجود در برد استفاده کنید. در Flora این پین 3.3 ولت خواهد بود.

تقویت کننده میکروفون Electret برای ضبط صدا یا پروژه های واکنش صوتی مانند این دامن LED عالی است. اطلاعات بیشتر در مورد میکروفون را می توانید در برگه اطلاعات Adafruit پیدا کنید.

مرحله 5: میکروکنترلر پوشیدنی

میکروکنترلرهای پوشیدنی زیادی برای انتخاب وجود دارند. شما می توانید مروری بر تخته های مختلف در مرحله 3 آموزش دامن چتر دریایی پیدا کنید. برای این پروژه یک برد با قدرت پردازش و حافظه بیشتر لازم است زیرا کد کمی پیچیده است. کار با تخته کوچکتر به احتمال زیاد پیچیده تر خواهد بود یا اصلاً کار نخواهد کرد زیرا حافظه کافی وجود ندارد.

مرحله 6: منبع تغذیه

استفاده از پاوربانک ها به جای باتری های لیتیوم پلیمر (برهنه) LiPo ایمن تر است زیرا باتری در یک قاب آلومینیومی محافظت می شود. در صورتی که بخواهید دستگاه های دیگر مانند تلفن خود را شارژ کنید ، پاوربانک ها نیز راحت تر شارژ می شوند و مفید هستند. با این حال ، در این پروژه من با یک باتری لیتیوم پلیمر "برهنه" کار می کنم زیرا به یک باتری کوچک و صاف نیاز دارم. از آنجا که دامن از تناسب محکمی برخوردار است ، فضای زیادی برای یک پاوربانک بزرگ وجود ندارد.

LiPo دارای یک کانکتور JST 2 پین است که می تواند به میکروکنترلر متصل شود. باتری در صورت شارژ کامل دارای 4.2 ولت است و در 3.0 ولت می میرد. LED ها باید با منبع تغذیه 5 ولت کار کنند اما با باتری 3.7 ولت نیز کار می کنند.

محاسبه مدت زمان کارکرد باتری: یک LED حدود 60 میلی آمپر (میلی آمپر) جریان را می کشد. تصور کنید که 20 LED روی نوار خود دارید ، آنها حداکثر 1 ، 200 میلی آمپر را در کل می کشند. یک باتری 1200 میلی آمپر ساعتی (میلی آمپر ساعت) می تواند 1200 میلی آمپر را برای یک ساعت تامین کند. بنابراین اگر ظرفیت باتری شما 2 ، 500 میلی آمپر ساعت است ، LED ها حداقل برای دو ساعت روشن می شوند: 2 ، 500 میلی آمپر / 1 ، 200 میلی آمپر = 2.08 ساعت

با این حال ، اگر تصمیم به خرید LiPo گرفتید ، ابتدا آموزش مراقبت از باتری LiPo Sparkfun را مطالعه کنید.

مرحله 7: طراحی و دوخت دامن

طراحی بر اساس الگوی دامن کلاسیک با کمر بلند است. دو دارت در جلو و عقب وجود دارد. در پشت دامن من یک زیپ اضافه کردم و دو عدد (از چهار دارت اصلی) را به پشت عقب منتقل کردم. از آنجا که نوار LED ممکن است کمی خارش داشته باشد ، من همچنین توصیه می کنم یک خط را به دامن بدوزید. من طول دامن را به 42 سانتی متر کوتاه کردم. در صورت نیاز به کمک ، این آموزش "نحوه دوخت دامن" را بررسی کنید.

در پایان ، نوار LED و همچنین باتری ، میکروفون و میکروکنترلر به قسمت داخلی دامن متصل می شوند. روی هم رفته ممکن است برای مواد نرم تری مانند پنبه کمی سنگین باشد و وزن آن روی پارچه کشیده شود. برای دامنم از چرم نازک استفاده کردم و چنین مشکلی نداشتم.

در صورتی که نمی خواهید دامن خود را بدوزید ، فقط پیش بروید و از دامنی که قبلاً دارید استفاده کنید. مطمئن شوید که پارچه به اندازه کافی ضخیم است.

مرحله 8: طراحی طرح LED

حالا به این فکر کنید که چند LED می خواهید برای دامن خود استفاده کنید و کجا آنها را وصل کنید. دامن چرمی در مجموع دارای 20 LED است. 5 ستون با 3 تا 6 LED هر کدام در سمت راست دامن چیده شده اند. از آنجا که LED ها واکنش پذیر صدا هستند ، من می خواستم آنها شبیه نوارهای اکولایزر باشند.

نقاط LED را در بالای دامن خود با مقداری گچ پارچه ای علامت گذاری کنید. بعداً همه LED ها در یک خط متصل می شوند. ابتدای رشته LED در مرکز جلوی دامن خواهد بود.

مرحله 9: سوراخ ها را به دامن ببرید

در مرحله بعدی جلو بروید و چشم ها را در لایه بالایی دامن [نه آستر] ادغام کنید. در هر نقطه مشخص شده یک سوراخ کوچک را روی پارچه برش دهید. مراقب باشید: ابتدا یک سوراخ کوچک را ببرید و بررسی کنید که آیا چشمی داخل آن قرار می گیرد یا خیر. اگر سوراخ حتی کمی بزرگتر باشد ، چشمی خارج می شود.

چشم عمیق تر را روی لایه بالایی دامن ، از طریق سوراخ قرار دهید. چشم را نگه دارید و با دقت دامن را به سمت بیرون بچرخانید.

مرحله 10: چشم ها را وارد کنید

حالا قالب فلزی (یا گاهی لاستیکی) را زیر چشمک بالا قرار دهید. ماشین لباسشویی را در قسمت پشتی چشم قرار دهید. مهر را در بالای چشم عمیق تر نگه دارید و با چکش ، چشم و واشر را با دقت به موقعیت دائمی خود بیاورید. این کار را آنقدر تکرار کنید تا همه چشم ها در دامن قرار بگیرند.

مرحله 11: اولین LED را روی سیم زمین لحیم کنید

اکنون وقت آن است که چراغ های جداگانه را با هم به یک سیم LED بچسبانید. اطمینان حاصل کنید که از سیم بسیار انعطاف پذیر استفاده کنید زیرا کار با آن راحت تر خواهد بود. سیم را به اندازه کافی برش دهید تا همه LED ها را به هم وصل کند. این سیم پیوسته زمین خواهد بود.

با قیچی کمی پلاستیک اطراف سیم زمین را بعد از 10 سانتی متر اول جدا کنید. اولین LED را درون ابزار کمک لحیم کاری رو به پایین قرار دهید. سیم زمین را در داخل گیره مقابل محکم کنید. هر دو گیره را با هم حرکت دهید تا قسمت سیم خالی درست در کنار پایه زمین LED قرار گیرد. سپس لحیم کاری داغ را روی سیم و پین زمین فشار دهید و حدود دو ثانیه گرم کنید. سیم لحیم را بردارید و آن را دقیقاً در کنار آهن لحیم کاری بالای پین و سیم خالی نگه دارید. سپس منتظر بمانید تا مقداری سیم لحیم ذوب شود و LED به سیم محکم شود. سیم لحیم را قبل از لحیم کاری جدا کرده و منتظر بمانید تا محل اتصال سرد شود.

توجه: طرف کوتاه سیم (10 سانتی متر اضافی) باید در همان سمت پین داده IN قرار گیرد. در غیر این صورت ، نوار LED وارونه شده و داده ها نمی توانند در جهت درست حرکت کنند.

مرحله 12: مقداری بیشتر لحیم کنید

برای LED دوم ، فاصله بین حلقه اول و دوم دامن خود را اندازه بگیرید. از قیچی های کوچک برای از بین بردن پوشش سیلیکونی یا PVC در اطراف سیم که محل اتصال LED دوم است استفاده کنید. LED دوم را روی سیم زمین لحیم کرده و این کار را تکرار کنید تا هر چشمک LED مخصوص خود را داشته باشد.

مرحله 13: سیم برق لحیم کاری به نوار LED

یک سیم را به اندازه سیم زمین برش دهید. این سیم روی پین برق (مورب در سراسر پین زمین) LED ها لحیم می شود. یکبار دیگر پوشش سیلیکونی یا PVC را در اطراف سیم در همان نقاط جدا کرده و سیم را روی پین برق لحیم کنید.

مرحله 14: سیم اتصال داده در بین LED ها

حالا پیش بروید و سیم های کوتاه و کوتاه را بین پین های داده LED ها لحیم کنید. سیم داده بین هر چراغ قطع می شود ، بنابراین سیگنال داده قبل از انتقال به LED بعدی از تراشه LED عبور می کند. شما به سیم داده در اولین LED نوار خود (data IN pin) احتیاج دارید اما در سیم خروجی اطلاعات آخرین LED خود سیم وجود ندارد.

نکته: به ذوب مقداری سیم لحیم کاری در انتهای سیم قبل از لحیم کاری سیم ها روی پین ها کمک می کند.

مرحله 15: Arduino IDE را بارگیری کنید ، کتابخانه Neopixel را نصب کرده و کد را بارگذاری کنید

در صورتی که قبلاً با میکروکنترلر آردوینو کار نکرده اید ، باید Arduino IDE (محیط توسعه یکپارچه) را بارگیری کنید. این نرم افزاری برای نوشتن برنامه ها و بارگذاری آنها بر روی میکروکنترلر آردوینو است. این کتابخانه دارای برخی از برنامه های اصلی اولیه است. می توانید نرم افزار را از وب سایت آردوینو بارگیری کنید. هنگام کار با Flora ، مراحل را در وب سایت Adafruit دنبال کنید تا IDE Arduino خود را تغییر دهید.

از آنجا که هیچ نمونه ای در کتابخانه Arduino برای LED های RGB وجود ندارد ، برای کار با آن باید یک کتابخانه اضافی را بارگیری کنید. درک کتابخانه NeoPixel Adafruit و کار با آن آسان است. کتابخانه را از اینجا بارگیری کنید. Arduino IDE را باز کرده و با رفتن به Manage Libraries کتابخانه را نصب کنید. پنجره ای باز می شود و باید فایل زیپ Adafruit را انتخاب کنید.

اکنون با رفتن به مسیر File> New ، یک طرح جدید باز کنید. به صفحه LED Ampli-Tie بروید و کد را در طرح خود کپی و جایگذاری کنید. در کد ، تعداد LED ها را به تعداد واقعی LED هایی که در پروژه خود استفاده می کنید تغییر دهید. همچنین باید پینی را که نوار LED شما در میکروکنترلر به آن متصل می شود و پین میکروفون را مشخص کنید. حالا میکروکنترلر خود را از طریق Tools> Board انتخاب کنید. پس از اتصال میکروکنترلر خود با کابل USB به لپ تاپ ، روی پیکان در گوشه سمت چپ بالای طرح کلیک کنید. با این کار برنامه روی میکروکنترلر شما بارگذاری می شود. اگر خطای نارنجی در طرح شما ظاهر شد ، متن را کپی کرده و در Google جستجو کنید تا راه حلی پیدا کنید.

توجه: پین آنالوگ (A) لزوماً شماره یک پین دیجیتال (D) را ندارد. شماره های پین دیجیتال روی تخته نوشته شده است. می توانید اعداد پین آنالوگ را در Flora Pinout Diagram پیدا کنید. پین تعریف شده در کد برای میکروفون شما باید یک پین آنالوگ باشد - نوار LED یک پین دیجیتال است.

مرحله 16: نوار LED را آزمایش کنید

ابتدا میکروکنترلر خود را آماده کنید. شما باید سه سیم جهنده زن را بریده و آنها را روی میکروکنترلر خود لحیم کنید. سیم های داده را روی پین هایی که در کد خود تعریف کرده اید لحیم کنید (من از D10 و D12 استفاده کردم اما باید از D6 و D9 استفاده کنید - این پین ها قبلاً در کد Ampli -Tie تعریف شده اند). دو سیم زمین و برق را می توان روی هر پین لحیم کرد. اتصالات را با مقداری چسب حرارتی محکم کنید.

سپس سه سیم بلوز مردانه را ببرید و آنها را در ابتدای نوار LED خود لحیم کنید. مفصل را با مقداری انقباض حرارتی محکم کنید. این به شما کمک می کند چراغ های خود را از برد خود متصل کرده و جدا کنید. همچنین ایمن تر است زیرا قبل از اینکه سیم از روی برد یا نوار LED جدا شود ، دوشاخه جدا می شود. این می تواند هنگام پوشیدن وسایل الکترونیکی به راحتی اتفاق بیفتد.

حالا می توانید نوار LED خود را به برد وصل کرده و آن را آزمایش کنید. من ابتدا NeoPixel (برنامه روشن کردن LED ها بدون میکروفون) را بارگذاری کردم تا ببینم آیا همه چراغ ها کار می کنند یا خیر. همچنین باید منبع تغذیه را به LiPo یا رایانه خود متصل کنید. همانطور که در تصویر می بینید ، من ابتدا از چنگک تمساح استفاده کردم.

مرحله 17: میکروفون خود را آماده کنید

روی هر پین یک سیم لحیم کنید. از سه سیم بلوز زن دیگر استفاده کنید و آنها را به انتهای سیمها بچسبانید. سپس ، کد LED Ampli-Tie را روی میکروکنترلر خود بارگذاری کنید. به یاد داشته باشید که تعداد LED ها و همچنین پین آنالوگ و دیجیتال را در کد تغییر دهید. چراغ ها و میکروفون خود را با برد خود متصل کرده و آن را آزمایش کنید.

مرحله 18: LED ها را در دامن ادغام کنید

هنگامی که همه LED ها کار می کنند ، می توانید LED ها را در دامن خود ادغام کنید. دامن را به سمت داخل بچرخانید و مقداری چسب حرارتی را دور اولین حلقه قرار دهید. اولین LED (طرفی که به سمت پایین روشن می شود) را در اولین چشمی در بالای چسب قرار دهید. سپس مقداری چسب داغ روی LED قرار دهید ، بگذارید کمی خنک شود و آن را با انگشت خود فشار دهید تا سرد شود. اگر اتصالات لحیم کاری به اندازه کافی محکم نشده اند ، مقداری چسب دیگر روی آن قرار دهید. این کار را آنقدر تکرار کنید تا همه LED ها به یک چشم چسبیده شوند.

مرحله 19: Eyelets را پر کنید

بعد از چسباندن همه LED ها به چشمان ، دامن را دوباره به سمت راست بچرخانید و چسب ها را با چسب داغ پر کنید. تفنگ چسب حرارتی را کمی بالاتر از حلقه چشم نگه دارید و اجازه دهید مقداری چسب داخل حلقه چکه کند. برای داشتن سطحی یکنواخت و صاف ، در حالی که حلقه چشم را پر می کنید ، تفنگ حرارتی را به آرامی به صورت دایره ای حرکت دهید.

مرحله 20: لوازم الکترونیکی را در دامن ادغام کنید

در آخرین مرحله ، سه قطعه Velcro با پشت چسب را برش دهید: یکی برای میکروفون ، یکی برای میکروکنترلر و دیگری برای باتری. قطعه ناهموار Velcro را بر روی لوازم الکترونیکی خود و قسمت نرم تر داخل دامن خود را روی چرم بچسبانید. این به پوشیدن دامن و انتخاب یک مکان مناسب برای وسایل الکترونیکی قبل از چسباندن مخمل روی چرم کمک می کند.

مرحله 21: دامن خود را بپوشید

همه چیز آماده است. حالا می توانید باتری ، میکروفون و چراغ ها را به میکروکنترلر خود وصل کرده و روشن شوید.

اگر می خواهید در مورد LED های RGB و برنامه ریزی الگوهای خود بیشتر بیاموزید ، کتابخانه FastLED را بررسی کنید. برای نگاشت LED ها و افزودن دکمه های سوئیچ به پروژه ، توصیه می کنم با کتابخانه RGBShades از macetech کار کنید.

اگر سوالی دارید یا چیزی مشخص نیست ، با خیال راحت بپرسید. از پوشیدن چراغ های خود لذت ببرید!

جایزه بزرگ در مسابقه فناوری پوشیدنی