Как да изградите облачна лампа със звуково реактивна светкавица

реклама

Няколко месеца назад, $ $3000 гръмотевици и мълнии лампата за настроение стана вирусна в общността на производителите. Това беше изумително красива светлина, но ценовият етикет го остави извън обсега на всеки, който не беше в сила. Това, което ще направим днес, не е абсолютно същото - правим нещо по-практично, вместо произведение на изкуството, но ще бъде много по-готино и по-персонализирано.

Избрах да пропусна говорителите, ако предположим, че вероятно вече имате добра двойка високоговорители в стаята си, които бихте предпочели да използвате, и честно казано поставянето на говорител в лампа е някак странно. Вместо това ще добавя микрофон, който ще позволи на светкавиците да реагират автоматично на силни шумове - от действителна гръмотевична буря, или саундтрак, възпроизведен от вашия компютър или стерео.

Също така ще използваме китка от пълни RGB неопикселови светодиоди (WS2812B), така че можем да възпроизвеждаме цветове, различни от бялото и да контролираме всеки пиксел.

Внимание: захранването, което използвах в този проект, има винтови клеми, които се свързват към жив променлив проводник. Ако не се чувствате уверени да свържете щепсел, моля, уверете се, че купувате напълно затворено захранване. Най-малкото, ще трябва да затворите PSU в защитено поле за проект.

Стъпка 0: Въведение

Ето демонстративно видео на готовия проект. Досега реализирах няколко различни режима - от стандартната светкавица до троен кисел облак и цветна лампа за избледняване на настроението, която може да бъде избрана от дистанционното управление.

Пълният код и необходимите библиотеки са достъпни за изтегляне от това хранилище на Github.

Стъпка 1: Ще ви трябва

• WS2812B кичур, обикновено на цена около $ 50 за 5 метра. Не се притеснявайте, ако имате друг тип кичур Neopixel, той почти сигурно се поддържа от FastLED интерфейс, но окабеляването ви може да е различно (може да се изисква линия за синхронизация в допълнение към сигнала, за например).
• 5V, 10A + захранване - Купих около 15А единици за 11 долара всеки. Те приемат 120-240V променлив ток и произвеждат мощен 5V изход, който ще бъде достатъчно достатъчен за захранването на всички наши пиксели при пълна яркост и Arduino.
• Електрическо окабеляване, щепсел и вграден превключвател
• Ограждане на проекта
• Два ардуина. 10 клона на Funduino $ 10 са добре. Вторият е необходим за дистанционно управление, докато първият контролира основната логика и светодиодите.
• Два 2.2k (или оттук) ома резистори - точната стойност не е толкова важна, около 1,5 k до 47 k трябва да работят.
• Breadboard
• TSOP4838 IR приемник
• IR дистанционно - Купих на едро за около $ 2, но всяко дистанционно трябва да работи с модификации на кода.
• Голям модул за микрофон
• Скрап MDF дърво, за да отрежете основата си, и мозайката.
• Полистиренови опаковъчни материали / вложки за кутии.
• Пълнеж от възглавница от полипропилен. Издърпах повече от достатъчно от няколко ужасни стари възглавнички. Ако това не е опция, трябва да можете да закупите нови за около 10 долара или да използвате още по-евтина памучна вата. Опитах и ​​с двете - памучната вата се нуждаеше от повече работа, за да я разкъса и не беше толкова пухкава, но на щипка, ще работи.
• Верига и куки за закачане на облака - трябва да побере повече от 5 кг.
• Пистолет за лепило с настройка на ниска температура
• Спрей лепило - по-лесно да залепите плънката върху вашия облак с това, но пистолетът с лепило също може да работи.

Общата цена е около 100 долара без включени инструменти, но по-голямата част от това се огледах из къщата. Всички компоненти на електрониката са общодостъпни; микрофонът може да се намери в комплект сензори или да се купи индивидуално.

Стъпка 2: Изрежете основата

Изрежете груба основа от парче от скрап от MDF с мозайката - точната форма очевидно зависи от вас, но по някаква причина облакът е с форма на бъбреци в съзнанието ми. Ще закачим някои куки за това за окачване, но в противен случай просто осигурява солидна основа за надграждане. Централната зона ще бъде запазена за електроника, PSU и за предаване на веригата, така че се уверете, че имате достатъчно място, за да поставите поне корпуса на вашия проект с няколко куки, които го заобикалят.

Стъпка 3: Слой върху полистирол

Това е най-трудната и креативна стъпка, но ние наистина просто създаваме нещо солидно и доста-нещо такова облачна форма, за да залепите LED лентата върху. Залепете големи парчета полистирол, опаковани върху основата (и под нея), като използвате настройка за ниска топлина на вашия пистолет за лепило. Ако нямате ниска настройка, изключете топлинния пистолет и го оставете да се охлади малко, преди да опитате да залепите. Ако температурата е твърде висока, просто ще се разтопите през опаковъчния материал.

Уверете се, че всяко парче е твърдо, преди да залепите следващото и е най-добре да залепите повече, отколкото не достатъчно.

Отново не забравяйте да оставите достатъчно голяма кухина вътре в облака, за да се поберат електрониката, веригата и куките.

Стъпка 4: Издълбайте 3D облачна форма

Използвайте нож за дърворезба, за да спрете облака си, като заоблите ъглите и изрежете ненужните материали, докато не постигнете груба 3D облачна форма. Всъщност няма значение колко грубо е това, тъй като по-късно ще покрием всичко в плънката - лесно можете да скриете грешките.

Стъпка 5: Фиксирайте куките, подредете

Накрая, фиксирайте три или четири куки към основата на MDF от всеки ъгъл на кухината на облака. Ще трябва да пробиете малък пилотен отвор, тъй като MDF е трудно да се завинтва направо.

Също така дадох на всичко прост слой бяла боя за спрей, за да осигуря равномерна цветова основа, но не съм сигурен, че всъщност е необходимо.

Стъпка 6: Залепете LED ленти

Преди да започнете да нанасяте лепило върху светодиодите, започнете от нова лента или пребройте колко светодиода имате общо - ще трябва да разберете колко сте използвали по-късно в стъпката на програмиране. Изрежете малка дупка отстрани на вашия облак и прокарайте проводниците, които съставляват началото на вашата LED лента в облачната кухина. Бъдете много внимателни, че започвате от правилния край - LED лентите са чувствителни по посока, така че уверете се, че стрелните сигнали са насочени далеч от кухината.

Работейки бавно, залепете LED пикселите върху полистиролната основа в кръгъл шаблон, преди да издърпате лентата надолу към основата, за да покриете долната страна. Отново - не е нужно да сте идеални тук, защото след като сме разсеяли всичко и сме го задушили с плънка, всичко така или иначе изглежда доста зашеметяващо.

Използвах общо 85 светодиода, или малко над 2,5 м, като обградих основното тяло два пъти и използвах един низ от светодиоди от долната страна.

Стъпка 7: Схема на окабеляване

Окабеляването е сложно, но лесно се разгражда на секции.

Първо, включете и обезопасете захранването, за предпочитане в отделен случай на проекта. Няма да ви изнасям лекции за безопасността на живите променливотокови проводници, така че ще предположа, че можете да се справите с тази част и имате 5V и GND линия от нея.

ВАЖНО: когато програмирате и тествате Arduino, 5V от вашето захранване трябва да остане изолиран от този на Arduino ( Въпреки това всички GND са свързани - той трябва да захранва само LED лентата, докато Arduino използва 5V, доставени USB. Когато приключите с програмирането, USB трябва да бъде изключен и вече няма да предоставя 5V на Arduino - в този момент трябва да свържете 5V от захранването си към 5V релса от лявата страна на breadboard.

Започнете, като свържете земята и 5V щифтове от всеки Arduino към левите странични релси на дъската. Те ще споделят същия източник на захранване, независимо дали това е външният PSU, който имаме или USB е включен в един от тях.

След това попълнете секцията за свързване на I2C - това е, което позволява на нашите два Arduinos да комуникират. Вземете щифтовете A4 от двата Arduinos на един ред на дъската, след което свържете резистор от 2.2k от този ред към 5V релса. Повторете за A5, като ги свържете на отделен ред, с друг 2.2k резистор отново към 5V.

След това свържете IR приемника - проверете конфигурацията на щифта, ако имате друг модел, но по принцип сигналния щифт трябва да отиде на D11 на един Arduino. Качете thundercloud_ir_receiver.ino скица към този Arduino (всички кодове тук), след това изключете USB кабела, тъй като вече не ни е нужен.

От друга Arduino, свържете Въвеждане на данни сигнален щифт от началото на вашата LED лента до D6. GND от вашите светодиоди трябва да е общ за всички Arduinos, но в този момент 5V ще дойде директно от PSU.

Също така в този Arduino включете модула на микрофона в A0. Качете другото thundercloud.ino скица и поддържайте USB включен за сега, докато отстранявате грешки. Започнете с промяна на NUM_LEDS променлива по подходящ начин.

Стъпка 8: Залепете върху пълнежа

Като последна стъпка залепете върху плънката си. Тук няма конкретна техника - просто напръскайте облака със слой лепило и вземете шепа плънка. По-лесно е да работите с плънката, ако вече сте я дразнели, за да увеличите повърхността.

Ако сте използвали същото дистанционно като мен, бутонът STROBE го превръща в режим на реактивен облак; FLASH е тройният цветен режим, а FADE е лампата за бавно избледняване на настроението.

Стъпка 9: Обяснение на кода

Защо двама Arduinos? Както програмирането на инфрачервения приемник, така и библиотеката на драйвери за пиксели WS2818B са много чувствителни към времето - ако времето се забави, IR сигналът се повреди. Като даваме на всяка верига свой собствен микроконтролер и ги оставяме да говорят по I2C протокола, можем да гарантираме, че времето е перфектно за всяка. Можете също така да намерите отделни IR модули със собствен вграден микроконтролер, но моето изследване установи, че тези всъщност струват повече от обикновен клон Arduino и IR LED. Thundercloud_ir_receiever не трябва да изисква обяснения, въпреки че първо трябва да прочетете основите на I2C.

На основния контролер на thundercloud дефинираме различни режими на работа, като ON (светкавичните ефекти не са звукови активиран), CLOUD (светкавицата е само звуково активирана), ACID (облакът показва трицветни цветове) или просто единичен цвят режими. За да определите нов режим, добавете към ENUM първо, след това отворете конзолата и намерете бутон за дистанционно управление, за да я картографирате - всяко дистанционно натискане трябва да отпечата ред за отстраняване на грешки. В receiveEvent () метод, ние пренасочваме тези клавиши в режим, така че добавете там допълнителна декларация за превключване. И накрая, в главното линия () метод пренасочваме тези избори на режим към различни функции на дисплея.

Първоначално е кодът за изглаждане на микрофона от Adafruit - Опростих го за нашите нужди и добавих спусък, когато се чуе по-силен от средния шум.

Стъпка 10: Режими на мълния

Светлинните дисплеи комбинират три различни „вида” светкавици, за да постигнат нещо достатъчно реалистично или поне приятно за окото. Първият тип е крак (), където всеки светодиод се включва за кратко между 10-100ms. Вторият вид е валцуване () - където всеки светодиод има 10% шанс да се активира и целият цикъл се повтаря 2-10 пъти, с 5-100ms закъснение между всеки цикъл. Третият тип е Thunderburst (), който избира две различни секции на лентата, всяка между 10-20 светодиода, мига тези секции за кратко от 3-6 пъти. Разгледайте подробно тези методи, за да видите как се активират отделните светодиоди - цветното колело HSV се използва навсякъде (така че бялото е H = 0, S = 0, V = 255). Препоръчвам ви да ощипвате или пишете нови светкавични екрани, след което ги споделяйте в коментарите, ако направите такъв, който харесвате.

Всеки път, когато се задейства мълния или цикълът се изпълнява, облакът избира произволно между трите вида светкавици. И накрая, a нулиране() метод изключва всички светлини, в противен случай те ще "помнят" предишното си състояние.

Въпроси или проблеми - моля, свържете се с коментарите и ще направя всичко възможно, за да ви помогна. Ако имате акаунт в Github, не се колебайте да публикувате грешки или проблеми на проблеми проследяване вместо. Ако сте направили някакви промени или сте написали някои нови функции за осветление, моля, споделете връзка към вашия код същност или Pastebin.