مصباح سطح المكتب التفاعلي للموسيقى من Arduino: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

اهلا جميعا!

في هذا البناء ، سنصنع مصباح سطح مكتب LED تفاعلي باستخدام مكونات بسيطة وبعض برمجة Arduino الأساسية. إنه له تأثير مثير للإعجاب حيث سيرقص الضوء على جميع الأصوات والموسيقى. لقد أكملت هذا المشروع مع أحد زملائي في الفريق.

ما الذي ألهمني لفعل هذا؟ خلال أحد البرامج التعليمية الخاصة بالوحدة النمطية الخاصة بي ، أتيحت لنا الفرصة لمعرفة كيفية عمل Arduino ومنذ ذلك الحين كنت مفتونًا بالإمكانيات التي لا حصر لها ، إلى جانب حقيقة أنها جهاز مفتوح المصدر. بعد أن كلفت بإنشاء وتنقيح عمل فني رقمي ، أردت استخدام الحساب كأداة ووسيلة للتعبير عن الفن والثقافة من خلال هذه الأداة الرقمية المادية. أيضًا ، كان لدي دائمًا شيء تجاه الكائن الذي يحتوي على مصابيح LED لأنني أشعر أن شرائط LED تتحكم في مجموعة واسعة من الاحتمالات - من الطريقة التي يتم بها تجميعها مع الكائن ، إلى التحكم في اللون. يمكن أن يجعل كائنًا بسيطًا يبدو رائعًا وتفاعليًا. ما هو الأفضل إذا تمكنا من جعله شيئًا يمكن ارتداؤه. أنا متأكد من أن معظمكم سيعرف عن DJ marshello وغطاء رأسه الأيقوني. كان مفهومي الأصلي هو تحسين خوذة مارشميلو التي يمكن ارتداؤها ، وتضمين مصابيح LED - مدعومة من Arduino ومستشعر حركة مقياس التسارع ، (سوف أتطرق أكثر إلى هذا في الأفكار النهائية). ومع ذلك ، نظرًا للميزانية (تكلفة LED باهظة الثمن..) واعتبارات المشروع العملية في وقت معين ، قمنا بتعديل الفكرة في مصباح marshello LED التفاعلي هذا. يمكن بالتأكيد اعتباره وسيلة تعرض ثقافة البوب ، وكونه مصباحًا تفاعليًا للصوت ، يبدو أنه فن رقمي.

هذه نسختنا من المشروع. جميع الاعتمادات في "Natural Nerd" لمستخدمي YouTube ، تابعناها بناءً على ما فعلوه ونود أن نشكرهم على تزويدنا بتفاصيل حول كيفية تنفيذ المشروع. (الطالب الذي يذاكر كثيرا الطبيعي)

الخطوة 1: المستلزمات الرئيسية

أول الأشياء أولاً: هذه هي الإمدادات التي نحتاجها. إنها اختيارية إلى حد كبير - على أساس أنه يمكنك بسهولة إجراء الارتجال والتخصيص الخاص بك لمشروعك. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى بعض العناصر الأساسية إذا كنت تريد اتباع هذا الدليل:

• Arduino Uno (أو أي نوع من أنواع Arduino الصغيرة على قدم المساواة)
• وحدة كاشف الصوت
• مصدر طاقة خارجي
• شرائط LED قابلة للعنونة بشكل فردي 60 مصباحًا لكل متر
• أسلاك العبور
• اللوح

اعتمادًا على المظهر الذي تريد تحقيقه ، قد ترغب في ترتيب الشرائط بشكل مختلف أو تشع الضوء بطريقة أخرى. في منهجي ، استخدمت العناصر التالية:

• جرة زجاجية معاد تدويرها (أو أي وعاء آخر يناسب أبعادك)
• ورقة بطاقة سوداء
• مجلس رغوة
• دهان رش (يستخدم لطلاء البرطمان)

تم شراء جميع العناصر الرئيسية من شركة Continental Electronic (B1-25 Sim Lim Tower) ، وكانت شرائط LED إلى حد بعيد الجزء الأغلى الذي يكلف 18 دولارًا سنغافوريًا لمتر واحد - استخدمنا مترين. كانت بقية العناصر إما مواد معاد تدويرها أو تم شراؤها من متجر الأجهزة / الأجهزة.

الخطوة 2: تقوية المكونات

لقد استخدمت مصدر طاقة خارجيًا مثل مصدر طاقة تيار متردد إلى تيار مستمر - اقترح الرجل الموجود على العداد مصدر طاقة خارجي لأنه سيكون من الأفضل تشغيل شريط LED بطول 2 متر ، وعدم حرق منفذ USB. إذا كنت تستخدم مترًا واحدًا أو أقل ، فيمكنك الاستغناء عن مصدر الطاقة الخارجي واستخدام كابل USB من Arduino Uno وتوصيله مباشرة بالكمبيوتر.

المكون الرئيسي للمشروع هو وحدة كاشف الصوت. سيوفر إشارة تناظرية (إدخال) إلى Arduino ، والتي تُستخدم لإضاءة مصابيح RGB (الإخراج). سيعمل مصدر الطاقة الخارجي على تشغيل المكونات الثلاثة - Arduino ووحدة كاشف الصوت ومصابيح LED. قم بتوصيل VIN (أو 5V) على Arduino و VCC على لوحة كاشف الصوت إلى الإدخال الإيجابي. ثم قم بتوصيل GND على Arduino والكاشف بالسالب. هذا موضح على التخطيطي المرفق. نحتاج أيضًا إلى ربط مدخلات 5V و GND على شريط LED بمصدر الطاقة.

استخدمنا لوح التجارب كوسيط لهذه الاتصالات. سينتقل مصدر الطاقة إلى اللوح من مصدر الطاقة الخارجي ، والذي سيقوم بعد ذلك بتشغيل المكونات الثلاثة كما هو مذكور.

ملاحظة: اقترح مدرسنا استخدام المقاوم للتوصيلات بين وحدة كاشف الطاقة وكاشف الصوت ، بحيث لا تذهب كل الطاقة إلى الوحدة ، مما يسمح بإدخال أفضل.

الخطوة الثالثة: الكاشف والشرائط

بعد توصيل المكونات الثلاثة بالطاقة ، نحتاج بعد ذلك إلى توصيلها ببعضها البعض.

ستتواصل وحدة كاشف الصوت مع Arduino عبر دبابيس الإدخال التناظرية - سأستخدم دبوس A0.

تحتاج شرائط LED إلى نبضة رقمية لفهم مؤشر LED الذي يجب معالجته. وبالتالي ، يجب توصيل دبوس الإخراج الرقمي DI بـ Arduino. سأستخدم دبوس 6 على Arduino. لقد حصلنا على المتجر الذي اشترينا منه الأجهزة الإلكترونية من أجل لحام جميع أسلاك التوصيل لشريط LED. وبالتالي ، لم تكن هناك وظيفة لحام مطلوبة لوظيفتنا ، مما يوفر المتاعب من ذلك. ما تبقى هو مجرد ربط كابل ذكر وأنثى به.

وبالمثل ، يمكنك فقط اتباع الرسم التخطيطي المقدم للحصول على نظرة عامة على الاتصالات.

الخطوة 4: تحميل الكود

يمكن القول أن هذا هو أهم جزء من المشروع. يمكنك العثور على مصدر الكود الذي استخدمته هنا (رابط) أو إصداري منه (ملف مرفق). المبدأ الرئيسي هو تعيين القيمة التناظرية التي تم الحصول عليها من المستشعر ، إلى عدد مصابيح LED المراد إظهارها.

للبدء في كل مرة ، نريد التأكد من أن جميع المصابيح تعمل كما هو متوقع. يمكننا القيام بذلك باستخدام وظيفة المصفوفة ، والتي ستتيح لك تشغيل جميع مصابيح LED الفردية.

ثم ننتقل إلى الوظيفة الرئيسية لتصور الأصوات في المصباح. يمكننا القيام بذلك باستخدام وظيفة الخريطة. سيتيح لنا ذلك عرض عدد معين من مصابيح LED بالنظر إلى المدخلات المتغيرة القابلة للقياس الكمي. بالنسبة لنهجي ، قررت زيادة عدد مصابيح LED في الإعداد (180 محددًا في الكود مقابل 120 مصباحًا لدي). لقد جربت إعدادًا مختلفًا - بما في ذلك الضبط على الحساسية على وحدة كاشف الصوت ، واختلافات الميكروفون المنخفضة والقيمة القصوى ، وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، لم أستطع تحقيق التصور المرغوب حتى ضخ عدد مصابيح LED. هناك أيضًا طبقة ثانية من الإجراءات. سيسمح الرمز بتتبع أكثر تقدمًا لشدة الصوت استنادًا إلى المتوسطات ، للسماح للضوء بتغيير ألوانه عندما تدخل الأغنية في الذروة - "الوضع العالي".

اعتمادًا على المظهر الذي تريد تحقيقه ، قد ترغب في إجراء تعديلات على الكود المستخدم. يشرح هذا الفيديو (رابط) الرموز بالتفصيل.

الخطوة الخامسة: تجهيز المسكن

أولاً ، قمت بتدوير ورق البطاقة السوداء إلى نفس القطر والقطر تقريبًا مثل فتحة الجرة الزجاجية. لم يكن لدي أدوات القياس المناسبة. ومن ثم ، فأنا أرتجل من خلال لف ورق البطاقة السوداء بالكامل في الجرة. بعد قياس طول ورق البطاقة السوداء الذي أحتاج إلى استخدامه ، قمت بقصه بعناية باتباع العلامة التي قدمتها. ثم قمت بربط النهايتين معًا لتشكيل أنبوب أسطواني. يعتمد طول الغلاف وارتفاعه على أبعاد البرطمان الخاص بك. يمكنك استخدام أي طول تريده.

بعد ذلك ، أقوم بلف الغلاف الذي قمت به بشريط LED من حوله ، لإخفاء سطح الهيكل بالكامل. تم ذلك فقط باستخدام المادة اللاصقة الموجودة على الجزء الخلفي من الشريط. أتأكد من قطع فتحة صغيرة للسماح بطول السلك الزائد بالانزلاق داخل السكن لإدارة الأسلاك بشكل أكثر إتقانًا ، وعدم إعاقة سطح التدفق.

ثالثًا ، يتم استخدام الأنبوب الأسطواني المجوف كميزة عن طريق حشو الإلكترونيات من الداخل. بالنسبة للمبتدئين ، قمت بتأمين التوصيلات السلكية على Arduino واللوح باستخدام اللوح الأزرق. بعد ذلك ، قمت بتسجيل طول السلك الزائد لأسفل باستخدام شريط 3M العادي. هذه الخطوة هي إجراء احترازي لمنع الأسلاك من الانفصال بسهولة في عملية التجميع.

رابعًا ، تكون اللوحة المجمعة جاهزة بعد ذلك لإدخالها في الهيكل. نظرًا لأن الأجهزة الإلكترونية "مخفية" داخل الهيكل ، يجب أن يكون تخطيط المبنى واحدًا بحيث يتيح للمستخدم سهولة الوصول إلى Arduino USB. ليس ذلك فحسب ، بل يجب أيضًا مواجهة وحدة كاشف الصوت لأسفل لسهولة الوحدة النمطية في التقاط مدخل الصوت المحيط. لذلك يتم إعداد اللوحة المجمعة عموديًا للسماح بذلك. تم استخدام بعض الألواح الرغوية لتثبيت اللوحة المجمعة في السكن. خلال هذه الخطوة ، سيتم توصيل شريط LED (بأسلاك القفز باللون الأحمر والبرتقالي والأصفر) بعد وضع الإلكترونيات. تتم جميع التوصيلات حتى هذه النقطة ، باستثناء التوصيلات بمصدر الطاقة الخارجي - السلك الأحمر والأسود.

الخطوة 6: غلاف نفسه

نظرًا لأنني أقوم بتأسيس مصباح سطح المكتب ليكون نسخة طبق الأصل من رأس المارشميلو ، فقد اضطررت إلى تغطية الجرة الزجاجية بالكامل - باستثناء جزء العينين والفم الذي كان يجب أن يكون أسودًا ، مع طلاء بخاخ أبيض. يتم قطع استنسل للعينين والفم ولصقه على الجرة قبل عمل الرذاذ. تُترك الجرة حتى تجف قبل وضع العينين والفم من داخل البرطمان. تم ذلك باستخدام ورق البطاقة السوداء المتبقية (فكرت في البداية في رسمها باللون الأسود). كان التأثير جيدًا حيث يبدو أن العينين وطبقة الفم قد تم قطعهما بالفعل.

يجب أن يكون للغطاء المعدني فتحة مركزية للوصول إلى Arduino USB ووحدة كاشف الصوت ومصدر الطاقة كما هو مذكور. تمكنت من القيام بعملية القطع في ورشة العمل في المدرسة.

الخطوة 7: الانتهاء

إنه الآن التجميع النهائي للبناء.

يتم فحص شريط LED أولاً للتأكد من أن المصابيح تعمل بالفعل ، وأن جميع التوصيلات صحيحة. بعد التأكد من عمل المكونات ، يمكنك الاستمرار في إدخال الغلاف في غلاف البرطمان الذي صنعته. يمكنك أن ترى من خلال الفتحة (حتى بعد وضع الغطاء) ، ووضع المكونات الإلكترونية ، يمكنك الوصول إلى كل من واجهة Arduino USB ومدخلات الطاقة من الأسفل. تبرز وحدة كاشف الصوت قليلاً إلى الخارج أيضًا ، للحصول على صوت أفضل. بالنسبة للساقين ، استخدمت مكعبات مقطوعة من لوح الرغوة ، ورسمتها باللون الأسود. من الناحية المثالية ، يمكنك استخدام بعض الحامل الخشبي الجميل لمصباح سطح المكتب الخاص بك.

ملحوظة: تم عمل الطلاء في البداية بشكل سيئ كما هو واضح من العلامات المائية في النموذج الأولي ، لذلك ، كان عليّ أن أقوم بإزالة الطلاء بالكامل باستخدام أرق ثم أعيد رشه. استغرق هذا بالتأكيد بعض الجهد الإضافي الذي يمكنك البحث عن تجنبه.

وأخيرًا ، أكملت المشروع. لقد استغرق الأمر بالتأكيد تجارب وأخطاء متكررة - إما لبدء تشغيل الكود ، أو فيما يتعلق بتغيير عملية التجميع ، لكنني كنت سعيدًا بما تم تحقيقه.

الخطوة 8: مكتمل

كان هذا مشروعًا رائعًا وقد قضيت وقتًا ممتعًا في القيام به. علاوة على ذلك ، فهو رائع بشكل خاص لأنه قابل للتخصيص ويسمح بتحديث أي وقت في المستقبل. يمكن إعادة صياغة الكود في أي وقت ، وستحصل أساسًا على مصباح "جديد" في كل مرة.

التحسينات المستقبلية

ومع ذلك ، هناك الكثير من التحسينات و / أو الاختلافات التي يمكن إجراؤها للبناء.

يمكنك إضافة العديد من إدخالات الأزرار المتصلة بـ Arduino. باستخدام هذا ، يمكنك تغيير الوضع لتنفيذ ميزة المصباح العامة ، على سبيل المثال النبض العام. يتيح ذلك التبديل بين الوضع التفاعلي للصوت الحالي ووضع نبض التدرج العام. يمكن تنفيذ زر آخر لتغيير مجموعة ألوان الأضواء المشعة (ضبط 1 - أزرق إلى أصفر ، ضبط 2 - أحمر إلى أرجواني ، إلخ). أو أكثر من ذلك ، يمكنك الحصول على 3 طبقات من الإجراءات حيث يوجد المزيد من الأوضاع للتتبع المتقدم لكثافة الصوت بناءً على المتوسطات - "منخفض" ، "عادي" ، "مرتفع". بهذه الطريقة ، ستحقق نطاقًا أوسع من موجة اللون.

أود أيضًا أن أعود إلى مفهومي الأصلي ، رأس marshello LED القابل للارتداء. سيبدو هذا وكأنه بناء أكثر جرأة ، والذي يجمع بين استخدام وحدة كاشف الصوت ووحدة حركة مقياس التسارع. ستعمل وحدة كاشف الصوت على تعميم تصور النبض لأضواء LED ، في حين أن وحدة حركة مقياس التسارع ستغير لون الأضواء وفقًا للإدخال الذي يقرأه - درجة الحركة من قبل المستخدم.

الفكرة هنا هي أن القيود لا حصر لها ، وهي مقيدة فقط برؤيتك. شكرًا على المشاهدة / القراءة واستمتع بوقتك مع Arduino!