Fustă de egalizare reactivă cu sunet portabil: 21 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

De ceva vreme am vrut să proiectez o piesă care să interacționeze cu sunetul. Fusta Egalizator are elemente electronice integrate care reacționează la nivelul de zgomot din mediul său. LED-urile integrate sunt aranjate ca bare de egalizare pentru a evidenția comportamentul sunet-reactiv. În funcție de intensitatea sunetului, doar câteva LED-uri sau toate LED-urile se aprind.

Integrarea electronice potrivite fără a le face vizibile nu a fost prea ușoară, deoarece fusta are o potrivire etanșă la piele. De asemenea, am vrut ca Fusta Egalizator să arate ca o fustă obișnuită, fără găuri în ea ori de câte ori luminile sunt stinse. Mi-a luat ceva timp să găsesc LED-urile și metoda potrivite, din moment ce benzile LED sau firele LED erau prea voluminoase și nu erau suficient de flexibile pentru fustă.

Utilizarea firului conductiv este de obicei o modalitate ușoară de a integra electronica. Cu toate acestea, atunci când vine vorba de conectarea mai multor LED-uri RGB la o bandă, rezistența firului conductor este prea mare. LED-urile trebuie cusute destul de aproape, altfel vor începe să pâlpâie și / sau să arate culoarea greșită.

În acest instructiv, vă voi arăta cum să realizați o bandă LED personalizată, foarte subțire și flexibilă, precum și cum să conectați dispozitivele electronice și să integrați luminile în piele.

Pasul 1: Proiectarea

Această fustă din piele are 5 coloane cu câte 3 până la 6 lumini și 20 de LED-uri în total. LED-urile și dispozitivele electronice sunt atașate la interiorul fustei. Luminile strălucesc prin găurile din stratul superior, care sunt fixate cu ochiuri și adeziv fierbinte. Deoarece ochiurile arată ca niște știfturi, fusta încă arată frumos chiar și atunci când luminile sunt stinse.

Pasul 2: consumabile

Materiale:

• Piele
• Căptuşeală
• Fermoar
• sau să-ți iei o fustă
• 20 x LED-uri RGB [tip WS2812B] de la SparkFun
• Microcontroler [Flora] de la Adafruit
• Amplificator de microfon de la Adafruit sau SparkFun
• Baterie de 3,7 - 5 V de la SparkFun sau Amazon
• Sârmă flexibilă [acoperită cu silicon sau PVC] de la Adafruit
• Reduceți căldura
• 3 x fire jumper de sex masculin
• 3 x fire jumper feminin
• Velcro cu spate lipicios de 10 cm
• 20 x ¼”ochiuri

Instrumente:

• Ciocan de lipit
• Sârmă de lipit
• Set de instrumente pentru ochi
• Ciocan
• Pistol de lipit fierbinte + lipici
• Bandă de măsurare
• Rigla
• Foarfece
• Cretă sau stilou din țesătură
• Ac și fir
• Mașină de cusut
• Computer și cablu USB

Opțional:

• Instrument pentru lipirea mâinilor de ajutor
• Crocodilul se prinde
• Instrument de sertizare a firelor

Pasul 3: LED-uri RGB WS2812B

În imaginea de mai sus puteți vedea LED-urile „goale” WS2812B RGB - SMD. Fiecare LED este mic de 5 x 5 mm și are un LED roșu (R), verde (G) și albastru (B), precum și un cip mic de conducător auto. LED-urile WS2812B sunt adresabile, ceea ce înseamnă că puteți controla culoarea și luminozitatea fiecărui LED. Prin urmare, aproape orice tipar imaginabil poate fi programat.

Fiecare LED are patru contacte de lipit: unul pentru masă, unul pentru alimentare și unul pentru intrarea de date și unul pentru ieșirea de date. Pinul de masă este marcat cu o margine decupată în partea de sus a LED-ului, lângă pinul de masă este pinul de intrare a datelor. Diagonala de la intrarea de date este ieșirea de date, care va fi conectată la pinul de intrare de date al următorului LED. Ultimul pin este pinul de putere. Pinii de date sunt necesari pentru transmiterea informațiilor despre cât de luminoase și ce culoare ar trebui să aibă LED-urile.

Dacă aveți nevoie de mai multe informații, accesați pagina produsului Sparkfun unde puteți găsi fișa tehnică, un ghid de conectare și un tutorial LED.

Pasul 4: Amplificator de microfon

Placa amplificator de microfon Electret de la Adafruit vine cu un microfon electret de 20-20KHz, precum și 3 pini de lipit pentru a-l conecta la un microcontroler. OUT trebuie conectat cu pinul microcontrolerului definit în cod, GND va fi conectat la masă și VCC la o sursă de alimentare cuprinsă între 2,4 - 5 V. Utilizați cea mai „silențioasă” sursă de alimentare disponibilă pe placă. Pe Flora acesta ar fi pinul de 3,3 V.

Amplificatorul de microfon Electret este excelent pentru înregistrări audio sau proiecte audio-reactive precum această fustă cu LED-uri. Puteți găsi mai multe informații despre microfon în fișa tehnică Adafruit.

Pasul 5: Microcontroler portabil

Există multe microcontrolere purtabile din care puteți alege. Puteți găsi o prezentare generală a diferitelor plăci în pasul 3 al fustei pentru meduze care poate fi instruită. Pentru acest proiect este necesară o placă cu mai multă putere de procesare și memorie, deoarece codul este puțin complex. Lucrul cu o placă mai mică va fi cel mai probabil mai complicat sau nu va funcționa deloc, deoarece nu există suficientă memorie.

Pasul 6: Alimentare

Utilizarea bateriilor de energie în locul bateriilor cu litiu polimer „gol” (LiPo) este mai sigură, deoarece bateria este protejată într-o carcasă din aluminiu. Băncile de alimentare sunt, de asemenea, mai ușor de reîncărcat și la îndemână în cazul în care doriți să încărcați alte dispozitive, cum ar fi telefonul. Cu toate acestea, în acest proiect lucrez cu o baterie litiu-polimer „goală”, deoarece am nevoie de o baterie mică și descărcată. Deoarece fusta are o potrivire strânsă, nu există prea mult spațiu pentru o bancă mare de putere.

LiPo vine cu un conector JST cu 2 pini, care poate fi conectat la microcontroler. Bateria are aproximativ 4,2 V când este complet încărcată și moare la 3,0 V. LED-urile ar trebui să funcționeze pe o sursă de alimentare de 5 V, dar funcționează și cu o baterie de 3,7 V.

Calculul duratei de funcționare a bateriei: un LED atrage aproximativ 60 mA (miliamperi) de curent. Imaginați-vă că aveți 20 de LED-uri pe banda dvs., acestea vor extrage cel mult 1, 200 mA în total. O baterie de 1200 mAh (miliamp ore) poate furniza 1200 mA pentru o oră; deci, dacă bateria dvs. are capacitatea de 2, 500 mAh, LED-urile se vor aprinde cel puțin două ore: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2.08 h

Cu toate acestea, dacă ați decis un LiPo, consultați mai întâi Tutorialul Sparkfun LiPo pentru îngrijirea bateriei.

Pasul 7: Proiectați și coaseți fusta

Designul se bazează pe un model clasic de fustă cu talie înaltă. Există două săgeți atât în față, cât și în spate. Pe spatele fustei am adăugat un fermoar și am mutat două (din cele patru săgeți originale) în centrul din spate. Deoarece banda LED ar putea mânca puțin, aș recomanda să coaseți o căptușeală în fustă. Am scurtat lungimea fustei la 42 cm lungime. Consultați acest tutorial „cum să coaseți o fustă” dacă aveți nevoie de ajutor.

În cele din urmă, banda LED, precum și bateria, microfonul și microcontrolerul vor fi atașate la interiorul fustei. În general, ar putea fi puțin greu pentru materialele mai moi, cum ar fi bumbacul, iar greutatea ar putea atrage țesătura. Pentru fusta mea am folosit piele subțire și nu am avut o astfel de problemă.

În cazul în care nu doriți să vă coaseți propria fustă, mergeți mai departe și folosiți una pe care o aveți deja. Asigurați-vă că materialul este suficient de gros.

Pasul 8: Proiectați aspectul LED-ului

Acum gândiți-vă câte LED-uri doriți să folosiți pentru fusta dvs. și unde să le atașați. Fusta din piele are în total 20 de LED-uri. 5 coloane cu câte 3 până la 6 LED-uri sunt dispuse fiecare pe partea dreaptă a fustei. Deoarece LED-urile vor fi sunete reactive, am vrut să arate ca bare de egalizare.

Marcați punctele LED din partea de sus a fustei cu niște cretă de țesătură. Ulterior, toate LED-urile vor fi conectate într-o linie. Începutul șirului LED va fi în centrul părții din față a fustei.

Pasul 9: Tăiați găurile în fustă

În pasul următor, continuați și integrați ochiurile în stratul superior al fustei [nu căptușeala]. Tăiați o mică gaură în țesătură în fiecare punct marcat. Atenție: tăiați mai întâi o gaură mică și verificați dacă ochiul se potrivește în interior. Dacă gaura este chiar puțin prea mare, ochiul va cădea.

Așezați ochiul mai adânc pe stratul superior al fustei, prin gaură. Țineți-vă de ochi și întoarceți cu grijă fusta pe dinăuntru.

Pasul 10: Introduceți ochiuri

Acum puneți matrița metalică (sau uneori din cauciuc) sub ochiul superior. Așezați mașina de spălat deasupra spatelui ochiului. Țineți ștampila deasupra ochiului mai adânc și cu un ciocan, aduceți cu atenție ochiul și mașina de spălat în poziția lor permanentă. Repetați până când toate ochiurile sunt în fustă.

Pasul 11: Primul LED de lipit pe firul de masă

Acum este timpul să lipiți luminile individuale împreună într-un șir de LED-uri. Asigurați-vă că utilizați sârmă foarte flexibilă, deoarece va fi mai ușor să lucrați cu. Tăiați un fir suficient de lung pentru a conecta toate LED-urile. Acesta va fi firul de împământare continuu.

Folosiți foarfece mici pentru a îndepărta puțin din plastic din jurul firului de masă după primii 10 cm. Așezați primul LED în interiorul instrumentului de lipit cu fața în jos. Fixați firul de împământare în interiorul clemei opuse. Mutați ambele cleme împreună până când partea de sârmă goală este chiar lângă știftul de masă al LED-ului. Apoi împingeți fierul de lipit fierbinte deasupra firului și a știftului de masă și încălziți timp de aproximativ două secunde. Luați firul de lipit și țineți-l chiar lângă fierul de lipit deasupra știftului și a firului gol. Apoi, așteptați până când s-a topit un fir de lipit și LED-ul a fost fixat de fir. Scoateți firul de lipit înainte de lipit și așteptați până când îmbinarea este rece.

Notă: Partea mai scurtă a firului (în plus 10 cm) trebuie să fie pe aceeași parte cu pinul IN IN. În caz contrar, banda LED va fi cu capul în jos și datele nu vor putea călători în direcția corectă.

Pasul 12: lipiți încă ceva

Pentru al doilea LED, măsurați distanța dintre primul și al doilea ochi al fustei. Folosiți foarfece mici pentru a îndepărta învelișul din silicon sau PVC din jurul firului unde va fi lipit al doilea LED. Lipiți al doilea LED pe firul de masă și repetați până când fiecare ochi are propriul LED.

Pasul 13: lipiți cablul de alimentare pe banda LED

Tăiați un fir atât cât firul de masă. Acest fir va fi lipit pe pinul de alimentare (în diagonală peste pinul de masă) al LED-urilor. Scoateți din nou învelișul din silicon sau PVC din jurul firului în aceleași locuri și lipiți firul pe știftul de alimentare.

Pasul 14: Sârmă de date de lipit între LED-uri

Acum mergeți mai departe și lipiți fire individuale, mai scurte, între pinii de date ai LED-urilor. Firul de date este tăiat între fiecare lumină, astfel încât semnalul de date va trece prin cipul LED-ului înainte de a trece la următorul LED. Veți avea nevoie de un fir de date pe primul LED al benzii dvs. (pinul IN IN), dar niciun fir pe pinul de ieșire a datelor din ultimul dvs. LED.

Sfat: ajută la topirea unor fire de lipit peste capetele firului înainte de a lipi firele pe știfturi.

Pasul 15: Descărcați Arduino IDE, instalați biblioteca Neopixel și încărcați codul

În cazul în care nu ați mai lucrat cu un microcontroler Arduino, va trebui să descărcați Arduino IDE (Integrated Development Environment). Acesta este un software pentru scrierea și încărcarea programelor pe microcontrolerul dvs. Arduino. Biblioteca vine cu câteva exemple de programe de bază. Puteți descărca software-ul de pe site-ul web Arduino. Când lucrați cu Flora, urmați pașii de pe site-ul web Adafruit pentru a vă modifica ID-ul Arduino.

Deoarece nu există un exemplu de program în biblioteca Arduino pentru LED-uri RGB, va trebui să descărcați o bibliotecă suplimentară cu care să lucrați. Biblioteca NeoPixel Adafruit este ușor de înțeles și de lucrat. Descărcați biblioteca de aici. Deschideți IDE-ul Arduino și instalați biblioteca accesând Manage Libraries. Se va deschide o fereastră și va trebui să selectați fișierul zip Adafruit.

Acum deschideți o schiță nouă accesând Fișier> Nou. Accesați pagina LED Ampli-Tie și copiați și lipiți codul în schița dvs. În cod, modificați numărul de LED-uri la numărul real de LED-uri pe care le utilizați în proiectul dvs. De asemenea, trebuie să definiți pinul la care va fi conectată banda LED pe microcontroler și pinul pentru microfon. Acum selectați-vă microcontrolerul prin Instrumente> Placă. După conectarea microcontrolerului cu un cablu USB la laptop, faceți clic pe săgeata din colțul din stânga sus al schiței. Aceasta va încărca programul pe microcontrolerul dvs. Dacă în schița dvs. apare o eroare portocalie, copiați textul și efectuați o căutare pe Google pentru a găsi o soluție.

Notă: Pinul analogic (A) nu are necesar același număr ca pinul digital (D). Numerele pinului digital sunt scrise pe tablă. Puteți găsi numerele de pin analogice în Diagrama Pinout Flora. Pinul definit în codul dvs. pentru microfonul dvs. trebuie să fie un pin analogic - banda LED un pin digital.

Pasul 16: Testați banda LED

Mai întâi, pregătiți microcontrolerul. Va trebui să tăiați trei fire jumper de sex feminin și să le lipiți pe microcontrolerul dvs. Lipiți firele de date pe pinii pe care i-ați definit în codul dvs. (eu am folosit D10 și D12, dar ar trebui să utilizați D6 și D9 - acei pini sunt deja definiți în codul Ampli-Tie). Cele două fire de împământare și de alimentare pot fi lipite pe câte un pin. Fixați îmbinările cu un anumit adeziv fierbinte.

Apoi tăiați trei fire jumper masculine și lipiți-le pe începutul benzii LED. Fixați îmbinarea cu o micșorare termică. Vă va ajuta să vă conectați și să vă deconectați luminile de pe placa dvs. De asemenea, este mai sigur, deoarece ștecherul se va desprinde înainte ca un fir să se rupă de pe placă sau de pe banda LED. Acest lucru se poate întâmpla cu ușurință atunci când purtați electronice.

Acum puteți conecta banda LED cu placa și testați-o. Am încărcat mai întâi NeoPixel strandest (program pentru aprinderea LED-urilor fără microfon) pentru a vedea dacă toate luminile funcționează. De asemenea, trebuie să conectați placa la un LiPo sau la computer pentru o sursă de alimentare. După cum puteți vedea în imagine, am folosit mai întâi snap-uri de crocodil.

Pasul 17: Pregătiți-vă microfonul

Lipiți un fir pe fiecare știft. Utilizați celelalte trei fire jumper de sex feminin și lipiți-le pe capetele firelor. Apoi, încărcați codul LED Ampli-Tie pe microcontroler. Nu uitați să modificați numărul de LED-uri, precum și pinul analogic și digital din cod. Conectați-vă luminile și microfonul la placa dvs. și testați-le.

Pasul 18: Integrarea LED-urilor în fustă

Când toate LED-urile funcționează, puteți merge mai departe și puteți integra LED-urile în fustă. Întoarceți fusta pe dinăuntru și puneți câteva lipici fierbinți în jurul primului ochi. Așezați primul LED (partea care se aprinde cu fața în jos) în primul ochi de deasupra lipiciului. Apoi puneți un lipici fierbinte deasupra LED-ului, lăsați-l să se răcească puțin și împingeți-l cu degetul până la rece. Dacă îmbinările de lipit nu sunt suficient de bine fixate, puneți mai mult adeziv deasupra. Repetați până când toate LED-urile sunt lipite într-un ochi.

Pasul 19: Completați ochiuri

După ce toate LED-urile sunt lipite în ochiuri, întoarceți din nou fusta în partea dreaptă și completați ochiurile cu adeziv fierbinte. Țineți cu grijă pistolul de adeziv fierbinte puțin deasupra ochiului și lăsați puțină adeziv să se scurgă în ochi. Pentru o suprafață uniformă și netedă, mișcați încet pistolul de căldură în cercuri în timp ce completați ochiul.

Pasul 20: Integrarea componentelor electronice în fustă

În ultimul pas, tăiați trei bucăți de velcro cu spate lipicioasă: una pentru microfon, una pentru microcontroler și una pentru baterie. Lipiți piesa de velcro aspră pe dispozitivele electronice și partea moale potrivită din interiorul fustei pe piele. Vă ajută să purtați fusta și să alegeți un loc bun pentru electronică înainte de a lipi velcro pe piele.

Pasul 21: Purtați-vă fusta

Toate pregătite. Acum puteți conecta bateria, microfonul și luminile la microcontroler și să vă aprindeți.

Dacă doriți să aflați mai multe despre LED-urile RGB și despre programarea propriilor modele, consultați biblioteca FastLED. Pentru cartografierea LED-urilor dvs. și adăugarea butoanelor de comutare la proiectul dvs., vă recomand să lucrați cu biblioteca RGBShades de la macetech.

În cazul în care aveți întrebări sau ceva nu este clar, nu ezitați să întrebați. Bucurați-vă de purtarea luminilor!

Marele Premiu la Concursul Wearable Tech