„JackLit“: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šį projektą vykdė studentai, priklausantys Fremonto akademijos „Femineers“ir Pomonos kolegijos elektronikos 128 kurso partnerystei. Šis projektas buvo skirtas integruoti šešiabriaunių dirbinių technologiją į linksmą striukę, kuri ritmu apšviečia muziką. Mūsų „JackLit“gali girdėti muziką per mikrofoną ir naudoja greito Furjė transformacijos kodą, kad nustatytų muzikos dažnius, kuriuos galima kiekybiškai įvertinti ir naudoti tam tikroms striukės apšvietimo grupėms atskirti. Tai darydami, lygiagrečiai sujungtos elektroliuminescencinių skydelių grupės apšviečiamos bet kokios dainos ritmu, atsižvelgiant į mikrofono girdimų dažnių diapazoną. Šio projekto tikslas - suteikti linksmą striukę, kuri gali užsidegti bet kokios dainos ritmu. Jis gali būti dėvimas socialiniuose renginiuose arba pritaikytas įvairiems drabužiams. Ši technologija gali būti naudojama batams, kelnėms, skrybėlėms ir tt. Ji taip pat gali būti naudojama apšvietimui parodose ir koncertuose įrengti.

1 žingsnis: medžiagos

Visą medžiagą galima rasti adafruit.com ir amazon.com.

• 10 cm x 10 cm balta elektroliuminescencinė plokštė (x3)
• 10 cm x 10 cm mėlyna elektroliuminescencinė plokštė (x4)
• 10 cm x 10 cm vandens elektroliuminescencinis skydas (x3)
• 20 cm x 15 cm vandens elektroliuminescencinis skydas (x2)
• 100 cm žalia elektroliuminescencinė juosta (x3)
• 100 cm raudona elektroliuminescencinė juosta (x4)
• 100 cm mėlyna elektroliuminescencinė juosta (x2)
• 100 cm balta elektroliuminescencinė juosta (x1)
• 12 voltų keitiklis (x4)
• „SainSmart“4 kanalų relės modulis (x1)
• 9 voltų baterija (x5)
• 9 voltų fiksavimo jungtis (x5)
• Daug laidų
• „HexWear“

2 žingsnis: „Arduino“programinė įranga

Prieš pradėdami kurti „JackLit“, turite turėti tinkamus programavimo įrankius, kad galėtumėte jį valdyti. Pirmiausia turite eiti į „Arduino“svetainę ir atsisiųsti „Arduino IDE“. Kai tai bus padaryta, čia yra žingsniai, kuriuos turite atlikti, kad nustatytumėte „Hex“programavimą.

1. (Tik „Windows“, „Mac“vartotojai gali praleisti šį veiksmą) Įdiekite tvarkyklę apsilankę https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Atsisiųskite ir įdiekite tvarkyklę (.exe failas, nurodytas 2 veiksme susieto „RedGerbera“puslapio viršuje).
2. Įdiekite reikiamą „Hexware“biblioteką. Atidarykite „Arduino IDE“. Skiltyje „Failas“pasirinkite „Nuostatos“. Į papildomų lentų valdytojo URL skirtą vietą įklijuokite https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Tada spustelėkite „Gerai“. Eikite į Įrankiai -> Valdyba: -> Valdybos valdytojas. Viršutiniame kairiajame kampe esančiame meniu pasirinkite „Prisidėta“. Ieškokite, tada spustelėkite „Gerbera Boards“ir spustelėkite „Įdiegti“. Uždarykite ir vėl atidarykite „Arduino IDE“. Norėdami įsitikinti, kad biblioteka tinkamai įdiegta, eikite į Įrankiai -> Lenta ir slinkite iki meniu apačios. Turėtumėte pamatyti skyrių „Gerbera Boards“, kuriame turėtų būti bent „HexWear“(jei ne daugiau lentų, tokių kaip „mini-HexWear“).

3 žingsnis: keitiklio išdėstymas

Ši schema iliustruoja grandinę, jungiančią 9 voltų baterijas lygiagrečiai su keitikliais ir po to prie apvalkalo. Atminkite, kad pora laidų, išeinančių iš kiekvieno keitiklio, turi kintamosios srovės srovę, todėl svarbu, kad lygiagrečiai prijungti laidai, gaunami iš keitiklių, būtų fazėje, kitaip grynasis pelnas nebus 1.

4 žingsnis: relės išdėstymas

Tai yra tolesnis grandinės komponentas nuo 3 žingsnio, pažymėto „prie jungiklių“, jungiantis šešiakampį su jungikliais (relės modulis).

5 žingsnis: statykite

Prijunkite 9 voltų baterijas ir keitiklius, kaip parodyta 1 paveiksle. Penki 9 voltai turi būti lygiagrečiai ir prijungti prie keturių keitiklių taip pat lygiagrečiai. Išvesties laidai iš keitiklių turi būti prijungti lygiagrečiai ir fazėje. Tada vienas iš keitiklio išėjimo lygiagrečių laidų turėtų būti atidėtas, kad būtų prijungtas tiesiai prie apvalkalo elektroliuminescencinių plokščių. Kitas bus prijungtas prie relės modulio. Atkreipkite dėmesį, kad tai, kas vyksta, yra savavališka, nes mes susiduriame su kintamosios srovės grandine. Kaip parodyta 4 veiksme, lygiagrečius laidus turėtumėte padalyti į tris, kurių kiekvienas jungiamas prie vieno iš keturių jungiklių. Vienas jungiklis bus nenaudojamas. Žiūrėkite instrukcijas adafruit.com arba amazon.com, kad sužinotumėte, kur jūsų laidai turėtų būti prijungti prie jungiklių. Prie kiekvieno jungiklio, kuris bus atidėtas prijungti prie striukės elektroliuminescencinių plokščių, reikia prijungti kitą laidą. Būtinai tinkamai prijunkite relės modulį prie šešiakampio, kaip parodyta 4 veiksme ir aukščiau.

Pereikite prie grandinės, integruotos į striukę. Dabar turime trijų laidų rinkinį, jungiantį prie keitiklių, ir kitą trijų laidų rinkinį, jungiantį prie jungiklių. Jie yra trijų grupių, nes ant striukės turime 3 lygiagrečias elektroliuminescencinių plokščių grandines. Elektroliuminescencines plokštes galima karštai klijuoti ant striukės, o audinyje išpjauti skyles, kad laidai būtų sriegiami taip, kad jie nebūtų matomi išorėje. Kitas žingsnis yra paprasčiausias, bet varginantis dėl visų elektroliuminescencinių plokščių. Pasirinkite, kurias plokštes norite apšviesti vienu metu. Galite priskirti tris plokščių grupes ir kiekviena iš jų turi būti sujungta lygiagrečiai. Lygiagrečiai turėtų būti teigiami įvesties laidai ir lygiagrečiai neigiami įvesties laidai, nors teigiamas ir neigiamas yra savavališkas, nes tai yra kintamosios srovės grandinė. Prijunkite vieną iš trijų laidų, einančių iš keitiklių, prie kiekvienos iš trijų elektroliuminescencinių lygiagrečių apšvietimo grupių. Tada prijunkite vieną iš trijų laidų, einančių iš jungiklių, prie kiekvienos iš trijų elektroliuminescencinių lygiagrečių apšvietimo grupių. Būtinai uždarykite atvirus laidus, nes jie sukels lengvą smūgį.

6 žingsnis: kodavimas

Mūsų kodas naudoja „Arduino Fast Fourier Transform“(fft) biblioteką, kad suskaidytų triukšmą į dažnius, kuriuos girdi šešiakampis. Faktinė Furjė transformacijų matematika yra šiek tiek sudėtinga, tačiau pats procesas nėra pernelyg sudėtingas. Pirma, šešiakampis girdi triukšmą, kuris iš tikrųjų yra daugelio skirtingų dažnių derinys. „Hex“gali klausytis tik tam tikrą laiką, kol turi išvalyti visus duomenis ir dar kartą, todėl, kad jis išgirstų triukšmą, triukšmo dažnis turi būti ne daugiau kaip pusė laiko, kurį „Hex“klauso šešiakampis turi sugebėti jį išgirsti du kartus, kad žinotų, jog tai yra jo dažnis. Jei nubrėžtume gryną toną kaip amplitudės ir laiko funkciją, pamatytume sinusinę bangą. Kadangi iš tikrųjų gryni tonai nėra įprasti, tai, ką mes matome, yra gana paini ir netaisyklinga vingiuota linija. Tačiau tai galime apytiksliai apskaičiuoti daugybe skirtingų gryno tono dažnių, kad būtų pasiektas gana didelis tikslumas. Tai daro fft biblioteka: ji paima triukšmą ir suskaido jį į skirtingus girdimus dažnius. Šiame procese kai kurie dažniai, kuriuos fft biblioteka naudoja apytiksliui tikram triukšmui, turi didesnę amplitudę nei kiti; tai kai kurie yra garsesni už kitus. Taigi kiekvienas Hex girdimas dažnis taip pat turi atitinkamą amplitudę arba garsumą.

Mūsų kodas atlieka fft, kad gautų visų dažnių diapazono, kurį gali išgirsti šešiakampis, sąrašą. Jame yra kodas, kuris išspausdina dažnių ir amplitudžių sąrašą ir taip pat juos grafikuoja, kad vartotojas galėtų patikrinti, ar „Hex“iš tikrųjų kažką girdi, ir kad atrodo, kad jis atitinka garsumo lygio pokyčius klausymas. Nuo tada, kadangi mūsų projekte yra 3 jungikliai, mes padalydavome dažnių diapazonus į trečdalius: žemą, vidutinį ir aukštą ir priversdavome kiekvieną grupę atitikti jungiklį. Šešiakampis eina per girdėtus dažnius ir jei kas nors žemo/vidutinio/aukšto lygio grupėje viršija tam tikrą garsumą, tada įjungiamas jungiklis, atitinkantis grupę, kuriai priklauso dažnis, ir viskas sustoja, kad šviesa liktų ant. Tai tęsiasi tol, kol bus patikrinti visi dažniai, o tada šešiakampis vėl klauso ir visas procesas kartojasi. Kadangi mes turėjome 3 jungiklius, mes taip suskirstėme dažnius, tačiau tai galima lengvai pritaikyti bet kokiam jungiklių skaičiui.

Pastaba apie kai kuriuos kodo keistenybes. Priežastis, kodėl mes kartojame dažnius, pradedant nuo 10 -ojo, yra todėl, kad esant 0 dažniui, amplitudė yra nepaprastai didelė, nepriklausomai nuo triukšmo lygio dėl nuolatinės srovės poslinkio, todėl mes tik pradedame po to smūgio.

Faktinį kodą, kurį naudojome, rasite pridėtame faile. Nesivaržykite žaisti su juo, kad jis taptų daugiau ar mažiau jautrus, arba, jei norite, pridėkite daugiau apšvietimo grupių! Pasilinksmink!