مصابيح الحفلة المحمولة: 12 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

مشاريع تينكركاد »

هل يمكنك تسليط الضوء على الحفلة وجعلها أكثر متعة؟

كان هذا هو السؤال. والجواب نعم (بالطبع).

يدور هذا التوجيه حول صنع جهاز محمول يستمع إلى الموسيقى ويخلق تصورًا موسيقيًا من حلقات متحدة المركز من مصابيح Neopixel LED.

جرت محاولة لجعل الجهاز "يرقص" ، أي الانتقال إلى إيقاع الموسيقى ، ولكن تبين أن اكتشاف الإيقاع مهمة أكثر تعقيدًا مما يبدو (لا يقصد التورية) ، لذا فإن "الرقص" أمر محرج بعض الشيء ، ولكن لا يزال هناك.

الجهاز مزود بتقنية Bluetooth وسوف يستجيب للأوامر النصية. لم يكن لدي الوقت الكافي لكتابة تطبيق للتحكم في مصابيح الحفلة (إما Android أو iOS). إذا كنت على مستوى المهمة - يرجى إعلامي !!!

إذا كنت تحب هذه التعليمات ، فالرجاء التصويت لها في مسابقة Make It Glow!

اللوازم

لبناء مصابيح الحفلة ، ستحتاج إلى:

• STM32F103RCBT6 Leaflabs Leaf Maple Mini USB ARM Cortex-M3 Module for Arduino (الرابط هنا) - دماغ الجهاز. هذه الأجهزة الرخيصة نسبيًا قوية جدًا ، ومن غير الواضح سبب عودتك إلى Arduino.
• MSGEQ7 Band Graphic Equalizer IC DIP-8 MSGEQ7 (الرابط هنا)
• وحدة بلوتوث HC-05 أو HC-06 (الرابط هنا)
• ميكروفون Adafruit MAX9814 (الرابط هنا)
• محرك مؤازر قياسي (الرابط هنا) هل تريد أن "يرقص" جهازك
• CJMCU 61 بت WS2812 5050 RGB LED Driver Development Board (الرابط هنا)
• TTP223 لوحة مفاتيح تعمل باللمس بالسعة ذاتية القفل / لوحة التبديل بدون قفل (الرابط هنا)

• وحدة تخزين طاقة فائقة النحافة بقوة 5000 مللي أمبير في الساعة بمخارج USB مزدوجة (الرابط هنا)

• المقاومات ، المكثفات ، الأسلاك ، الغراء ، البراغي ، لوحات النماذج الأولية ، إلخ.

الخطوة 1: الفكرة

الفكرة هي أن يكون لديك جهاز محمول يمكن وضعه بالقرب من مصدر موسيقى ، وهذا من شأنه أن يخلق تصورات موسيقية ملونة. يجب أن تكون قادرًا على التحكم في سلوك الجهاز عبر الأزرار (اللمس) والبلوتوث.

حاليًا ، تم تنفيذ 7 تصورات في Party Lights (أخبرني إذا كان لديك المزيد من الأفكار!):

1. دوائر ملونة متحدة المركز
2. تقاطع ملطا
3. أضواء نابضة
4. الموقد (مفضلتي الشخصية)
5. تشغيل أضواء
6. اشجار خفيفة
7. شرائح جانبية

بشكل افتراضي ، سيقوم الجهاز بالدوران خلال التصورات كل دقيقة. ومع ذلك ، يمكن للمستخدم اختيار التمسك بتصور واحد و / أو التنقل عبرها يدويًا.

يمكن أيضًا "تجميد" المرئيات التي تقوم بتدوير لوحة ألوانها إذا كان المستخدم يحب مجموعة ألوان معينة.

وكأثنين من عناصر التحكم الأخرى ، يمكن للمستخدم تغيير حساسية الميكروفون وتمكين / تعطيل وضع "الرقص" للمحرك المؤازر.

الخطوة الثانية: المعالجة التخطيطية والصوتية

يتم تضمين ملف تخطيطي فريتزينج في الحزمة على جيثب في المجلد الفرعي "الملفات".

بشكل أساسي ، تقوم شريحة MSEQ7 بمعالجة الصوت ، وتقسيم الإشارة الصوتية إلى 7 نطاقات: 63 هرتز ، 160 هرتز ، 400 هرتز ، 1 كيلو هرتز ، 2.5 كيلو هرتز ، 6.25 كيلو هرتز ، و 16 كيلو هرتز

يستخدم المتحكم الدقيق تلك النطاقات السبعة لإنشاء تصورات مختلفة ، وتعيين سعة النطاق الخاصة بشكل أساسي في كثافة ضوء LED ومجموعات الألوان.

مصدر الصوت عبارة عن ميكروفون به 3 مستويات للتحكم في الكسب. يمكنك التنقل بين إعدادات الكسب باستخدام أحد الأزرار اعتمادًا على مدى / ارتفاع مصدر الصوت.

كما يحاول الميكروكونترولر أيضًا إجراء اكتشاف "إيقاع" على نطاق 63 هرتز "صوت جهير". ما زلت أعمل على طريقة موثوقة لاكتشاف محاذاة الإيقاع والحفاظ عليها.

كان استخدام أزرار "اللمس" تجربة. أعتقد أنهم يعملون بشكل جيد ، ومع ذلك ، فإن عدم وجود تعليقات من الصحافة مربك إلى حد ما.

الخطوة 3: عجلة LED

جوهر التصور هو 61 عجلة LED.

يرجى ملاحظة أن الجزء يأتي على شكل حلقات فردية يجب عليك تجميعها معًا. لقد اعتدت التفكير في الأسلاك النحاسية لخطوط الطاقة (التي تربط أيضًا الحلقات ببعضها البعض بشكل جيد) ، وأسلاك الإشارة الرفيعة.

يتم ترقيم مصابيح LED من 0 إلى 60 بدءًا من مصباح LED الخارجي السفلي وتنتقل في اتجاه عقارب الساعة إلى الداخل. المركز LED هو رقم 60.

يعتمد كل تصور على مصفوفات بيانات ثنائية الأبعاد ، والتي تحدد كل مؤشر LED في موضع محدد لقطاع التصور المستهدف.

على سبيل المثال ، بالنسبة للدوائر متحدة المركز ، هناك 5 أجزاء:

• الدائرة الخارجية ، المصابيح 0 - 23 ، 24 مصباحًا طويلًا
• الدائرة الخارجية الثانية ، المصابيح 24 - 39 ، 16 مصباحًا طويلًا
• الدائرة الثالثة (المركز) ، المصابيح 40-51 ، 12 LED طويلة
• الدائرة الداخلية الثانية ، المصابيح 52-59 ، 8 مصابيح طويلة
• داخل LED ، LED 60 ، 1 LED طويل

يقوم التصور بتخطيط 5 قنوات صوتية من أصل 7 ويضيء مصابيح LED تدريجياً وفقًا لموقعها في النطاق الدائري المتناسب مع مستوى الصوت في النطاق.

تستخدم التصورات الأخرى هياكل وتنسيقات بيانات مختلفة ، ولكن الفكرة دائمًا هي الحصول على تصورات مدفوعة بمصفوفات البيانات ، وليس بالكود. بهذه الطريقة يمكن تعديل التصورات لأشكال مختلفة (أكثر أو أقل من مصابيح LED ، نطاقات أكثر من EQ) دون تغيير الكود ، فقط القيم الموجودة في صفائف البيانات.

على سبيل المثال ، هكذا تبدو بنية البيانات الخاصة بالتخيل 1 في الرسم التخطيطي:

// التصور 1 و 3 - كامل 5 دوائر كونست بايت TOTAL_LAYERS1 = 5 ؛ const بايت LAYERS1 [TOTAL_LAYERS1] [25] = {// 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 {24 ، 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 ، 19 ، 20 ، 21 ، 22 ، 23} ، {16 ، 24 ، 25 ، 26 ، 27 ، 28 ، 29 ، 30 ، 31 ، 32 ، 33 ، 34 ، 35 ، 36 ، 37 ، 38 ، 39} ، {12 ، 40 ، 41 ، 42 ، 43 ، 44 ، 45 ، 46 ، 47 ، 48 ، 49 ، 50 ، 51} ، {8 ، 52 ، 53 ، 54 ، 55 ، 56 ، 57 ، 58 ، 59} ، {1 ، 60}} ؛

الخطوة 4: التصورات

يوجد حتى الآن 7 تصورات ورسوم متحركة لبدء التشغيل:

بدء الرسوم المتحركة

عند تشغيل الجهاز ، يتم عرض تقليد للألعاب النارية. كان من المفترض أن يكون هذا تسلسل اختبار LED و Servo ، ولكن تطور لاحقًا إلى نسخة متحركة من هذا الاختبار

دوائر ملونة متحدة المركز

تدور الأضواء حول الشاشة في دوائر متحدة المركز تتناسب مع سعة نطاق المعادلة المعني. التبديل عشوائيًا بين عقارب الساعة وعكس عقارب الساعة وتدوير الألوان ببطء على عجلة 256 لون

تقاطع ملطا

شريط واحد هو مركز LED. النطاق الآخر هو الخطوط الرأسية والأفقية لمصابيح LED ، والأجزاء المتبقية تمثل كل نطاق EQ. تقوم جميع المقاطع بتدوير الألوان في 128 إزاحة لتظل على النقيض.

أضواء نابضة

تضيء كل دائرة جميع مصابيح LED في انسجام تام للحصول على نطاق مكافئ مخصص ، بينما تقوم بتدوير الألوان ببطء مع إزاحة طفيفة. يتم إزاحة نطاقات EQ تدريجياً من دائرة إلى أخرى مما يؤدي إلى حدوث تقدم خارجي.

المدفأة

العصابات عبارة عن أنصاف دوائر مضاءة من الأسفل إلى الأعلى تبدأ باللون الأحمر الساطع وتضيف اللون الأصفر في الطريق إلى الأعلى لمحاكاة حريق مشتعل في الموقد. ينطلق "شرارة" بيضاء ناصعة من حين لآخر بشكل عشوائي. لا يوجد دوران للألوان

تشغيل أضواء

كل دائرة متحدة المركز عبارة عن نطاق EQ منفصل. المصابيح الرائدة هي تلك الموجودة على الخط العمودي أسفل مركز LED. بمجرد أن يضيء مؤشر LED بما يتناسب مع اتساع النطاق ، يبدأ "الجري" حول الدائرة المعنية ويقلل ببطء شدته. يتم دعم كل من دوران عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة ، ويتم التبديل بشكل عشوائي.

اشجار خفيفة

تضاء الأجزاء في خط مستقيم من أسفل مؤشر LED لأعلى ثم بشكل جانبي في أنصاف دوائر متحدة المركز تحاكي أشجار النخيل. دوران اللون.

شرائح جانبية

هذه نسخة من الصليب المالطي السابق مع استخدام جزأين قطريين فقط. من المفترض أن يشبه رمز الموجات الصوتية.

الخطوة 5: لمس أزرار التحكم

هناك 4 أزرار حساسة للمس:

1. التنقل بين المرئيات والحفاظ على العرض الحالي مستمرًا حتى يتم اختيار آخر (بواسطة دورة التصورات الافتراضية كل 30 ثانية)
2. "تجميد" / "إلغاء التجميد" نظام الألوان الحالي - إذا كنت ترغب في تركيبة ألوان معينة يمكنك تجميدها - يتم تعطيل تدوير اللون وسيستمر التصور مع لوحة الألوان هذه فقط
3. اضبط حساسية الميكروفون
4. تشغيل / إيقاف "وضع الرقص"

في وضع الرقص ، سيحاول الجهاز اكتشاف "إيقاع" الموسيقى التي يتم تشغيلها حاليًا ويدير رأسها وفقًا للإيقاع. حتى الآن "الرقص" محرج إلى حد ما أكثر من كونه جميلًا ، لنكون صادقين.

الخطوة 6: اكتشاف الضربات و "الرقص" المؤازر

يحاول الجهاز باستمرار اكتشاف "إيقاع" النغمة الحالية كمسافة بين القمم المتتالية لنطاق 63 هرتز. بمجرد اكتشافه (وفقط إذا كان وضع الرقص قيد التشغيل) ، سيقوم الجهاز بتنشيط محرك سيرفو الخاص به ليتحول بشكل عشوائي إلى اليسار أو اليمين وفقًا للإيقاع.

نرحب بأي أفكار مشرقة حول كيفية جعل هذا أكثر موثوقية!

إخراج "Music_Test_LED" رسم 7 نطاقات EQ بطريقة مناسبة للتخطيط باستخدام Arduino IDE.

الخطوة 7: الأشكال ثلاثية الأبعاد

تم تصميم مجموعة مصابيح الحفلة بالكامل من البداية باستخدام Autodesk TinkerCAD.

يقع التصميم الأصلي هنا. يحتوي مجلد "files / 3D" على github.com على نماذج STL.

يوضح هذا التصميم كيف يبدو الجهاز مُجمعًا.

تمت طباعة جميع المكونات ثم تجميعها / لصقها معًا.

"القبة" تحتوي على متحكم ولوحة بلوتوث وميكروفون. يتم وضع المتحكم الدقيق على لوح 40 مم × 60 مم ومدعوم بقضبان مخصصة.

توجد المؤازرة في "ساق" القبة ، بينما توجد الأزرار في القاعدة.

حجرة البطارية مطبوعة خصيصًا لنوع البطارية المذكور في قسم المستلزمات. إذا اخترت استخدام بطارية مختلفة ، فسيتعين إعادة تصميم المقصورة وفقًا لذلك.

الخطوة 8: مزود الطاقة

يبدو أن باور بانك فائق النحافة بقوة 5000 مللي أمبير في الساعة بمخارج USB المزدوجة يوفر طاقة كافية لساعات من التشغيل.

تم تصميم حجرة البطارية بحيث تنفصل عن باقي الجهاز ويمكن استبدالها بحجرة مصممة لنوع مختلف من البطاريات.

تم وضع قابس USB ولصقه ساخنًا في مكانه لتوصيل البطارية أثناء انزلاقها للداخل.

الخطوة 9: التحكم في البلوتوث

تمت إضافة وحدة HC-05 لتوفير طريقة للتحكم في الجهاز لاسلكيًا.

عند تشغيل الجهاز ، يقوم الجهاز بإنشاء اتصال Bluetooth يسمى "LEDDANCE" ، والذي يمكنك إقران هاتفك به.

من الناحية المثالية ، يجب أن يكون هناك تطبيق يسمح بالتحكم في PartyLights (اختيار لوحة ألوان ، ومحاكاة ضغطات الأزرار ، وما إلى ذلك). ومع ذلك ، أنا لم أكتب واحدة حتى الآن.

إذا كنت مهتمًا بالمساعدة في كتابة تطبيق Android أو iOS لـ Party Lights ، فيرجى إبلاغي بذلك!

للتحكم في الجهاز ، يمكنك حاليًا استخدام تطبيق Bluetooth Terminal وإرسال الأوامر التالية:

• LEDDBUTT - حيث يكون "1" أو "2" أو "3" أو "4" يحاكي الضغط على الزر المعني. مثال: LEDDBUTT1
• LEDDCOLRc - حيث c عبارة عن رقم من 0 إلى 255 - موضع اللون المطلوب على عجلة الألوان. سيتحول الجهاز إلى لون LED المحدد.

• LEDDSTAT - إرجاع رقم مكون من 3 أحرف يتكون من '0s و' 1's فقط:

  • المركز الأول: "0" - الألوان لا تدور ، "1" - الألوان تدور
  • الموضع الثاني: "0" - وضع الرقص متوقف ، "1" - وضع الرقص قيد التشغيل
  • الموضع الثالث: "0" - الميكروفون في وضع طبيعي ، "1" - الميكروفون في كسب مرتفع

الخطوة 10: التحكم في التطبيق بناءً على Blynk

Blynk (blynk.io) عبارة عن منصة إنترنت الأشياء لا تعتمد على الأجهزة. لقد استخدمت Blynk في نظام IoT Automatic Plant Irrigation System الخاص بي القابل للتوجيه ، وقد أعجبت بسهولة ومتانة النظام الأساسي.

يدعم Blynk الاتصال بالأجهزة المتطورة عبر البلوتوث - وهو بالضبط ما نحتاجه لـ PartyLights.

إذا لم تكن قد قمت بذلك بالفعل ، فيرجى تنزيل تطبيق Blynk والتسجيل وإعادة إنشاء تطبيق Blynk PartyLights باستخدام لقطات الشاشة المرفقة بهذه الخطوة. يرجى التأكد من أن تعيينات الدبوس الافتراضية هي نفسها الموجودة في لقطات الشاشة ، وإلا فلن تعمل الأزرار الموجودة في التطبيق على النحو المنشود.

يحتوي الملف "blynk_settings.h" على معرف Blynk الشخصي الخاص بي. عند إنشاء مشروعك ، سيتم تخصيص مشروع جديد لك لاستخدامه.

قم بتحميل رسم PartyLightsBlynk.ino ، وقم بتشغيل التطبيق. قم بالاقتران بجهاز Bluetooth واستمتع بالحفلة.

الخطوة 11: اسكتشات ومكتبات

يوجد المخطط الرئيسي وملفات الدعم على Github.com هنا.

تم استخدام المكتبات التالية في رسم مصابيح الحفلة:

• TaskScheduler - متعدد المهام التعاوني - هنا (تم تطويره بواسطتي)
• متوسط الفلتر - مرشح متوسط مقولب - هنا (تم تطويره بواسطتي)
• المؤازرة - التحكم المؤازر - هي مكتبة أردوينو قياسية
• WS2812B -NEOPixel control - يأتي كجزء من حزمة STM32

تشرح صفحة Wiki هذه كيفية استخدام لوحات STM32 مع Arduino IDE.

الخطوة 12: التحسينات المستقبلية

يمكن تحسين بعض الأشياء في هذا التصميم ، والتي قد تفكر فيها إذا شرعت في هذا المشروع:

• استخدم ESP32 بدلاً من لوحة Maple Mini. يحتوي ESP32 على وحدتي CPU و Bluetooth و WiFi ، ويمكن تشغيلهما بسرعة 60 ميجاهرتز و 120 ميجاهرتز وحتى 240 ميجاهرتز.
• تصميم أصغر - الجهاز الناتج كبير. يمكن أن يكون أكثر إحكاما (خاصة إذا أسقطت فكرة الرقص والمؤازرة المرتبطة)
• يمكن تحسين اكتشاف الضربات بشكل لا نهائي. ما يأتي بشكل طبيعي إلينا كبشر ، يبدو أنه مهمة صعبة لجهاز الكمبيوتر
• يمكن ابتكار وتنفيذ المزيد من التصورات.
• وبالطبع ، يمكن كتابة تطبيق للتحكم في الجهاز لاسلكيًا باستخدام واجهة مستخدم رائعة.