ไฟปาร์ตี้แบบพกพา: 12 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

โครงการทิงเกอร์แคด »

คุณสามารถนำแสงสว่างมาสู่งานปาร์ตี้และทำให้สนุกยิ่งขึ้นได้หรือไม่?

นั่นคือคำถาม และคำตอบก็คือ ใช่ (แน่นอน)

คำแนะนำนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับการสร้างอุปกรณ์พกพาที่ฟังเพลงและสร้างภาพเพลงจากวงแหวนที่มีศูนย์กลางของไฟ LED Neopixel

มีการพยายามทำให้อุปกรณ์ "เต้น" กล่าวคือ ขยับตามจังหวะเพลง แต่การตรวจจับจังหวะได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นงานที่ซับซ้อนกว่าเสียง (ไม่ได้ตั้งใจเล่นสำนวน) ดังนั้น "การเต้น" จึงค่อนข้างอึดอัด แต่ก็ยังอยู่ที่นั่น

อุปกรณ์นี้เปิดใช้งาน Bluetooth และจะตอบสนองต่อคำสั่งข้อความ ฉันไม่มีเวลาเขียนแอพเพื่อควบคุม Party Lights (ทั้ง Android หรือ iOS) หากคุณถึงงาน - โปรดแจ้งให้เราทราบ !!!

หากคุณชอบคำแนะนำนี้ โปรดลงคะแนนให้ในการประกวด Make It Glow!

เสบียง

ในการสร้างไฟปาร์ตี้ คุณจะต้อง:

• STM32F103RCBT6 Leaflabs Leaf Maple Mini USB ARM Cortex-M3 โมดูลสำหรับ Arduino (ลิงค์ที่นี่) - สมองของอุปกรณ์ อุปกรณ์ราคาถูกเหล่านี้มีประสิทธิภาพมาก จึงไม่มีความชัดเจนว่าทำไมคุณถึงต้องกลับไปใช้ Arduino
• MSGEQ7 Band Graphic Equalizer IC DIP-8 MSGEQ7 (ลิงค์ที่นี่)
• โมดูลบลูทูธ HC-05 หรือ HC-06 (ลิงก์ที่นี่)
• ไมโครโฟน Adafruit MAX9814 (ลิงค์ที่นี่)
• เซอร์โวมอเตอร์มาตรฐาน (ลิงค์ที่นี่) คือคุณต้องการให้อุปกรณ์ของคุณ "เต้น"
• CJMCU 61 บิต WS2812 5050 RGB LED Driver Development Board (ลิงค์ที่นี่)
• TTP223 Touch Key Module Capacitive Settable Self-Lock/No-Lock Switch Board (ลิงค์ที่นี่)

• เอาต์พุต USB แบบ Dual USB ขนาด 5000 มิลลิแอมป์ ขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษ (ลิงก์ที่นี่)

• ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ สายไฟ กาว สกรู แผงต้นแบบ ฯลฯ เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 1: ไอเดีย

แนวคิดคือการมีอุปกรณ์พกพาที่สามารถวางไว้ใกล้กับแหล่งดนตรี และสร้างภาพเพลงที่มีสีสัน คุณควรจะสามารถควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ผ่านปุ่ม (สัมผัส) และบลูทูธได้

ปัจจุบัน Party Lights มีการสร้างภาพข้อมูล 7 แบบ (โปรดแจ้งให้เราทราบหากคุณมีแนวคิดเพิ่มเติม!):

1. วงกลมสีสันสดใส
2. ไม้กางเขนมอลตา
3. ไฟกระพริบ
4. เตาผิง (ของโปรดส่วนตัวของฉัน)
5. ไฟวิ่ง
6. ต้นไม้แสง
7. ส่วนด้านข้าง

โดยค่าเริ่มต้น อุปกรณ์จะวนรอบการแสดงภาพทุกนาที อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้สามารถเลือกที่จะยึดติดกับการแสดงภาพเดียวและ/หรือวนรอบด้วยตนเอง

การแสดงภาพที่หมุนจานสีอาจ "หยุดนิ่ง" หากผู้ใช้ชอบการผสมสีเฉพาะ

ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนความไวของไมโครโฟนและเปิด/ปิดโหมด "เต้นรำ" ของเซอร์โวมอเตอร์ได้

ขั้นตอนที่ 2: แผนผังและการประมวลผลเสียง

ไฟล์แผนผังที่น่าสนใจรวมอยู่ในแพ็คเกจบน Github ในโฟลเดอร์ย่อย "files"

โดยพื้นฐานแล้ว ชิป MSEQ7 จะประมวลผลเสียง โดยแบ่งสัญญาณเสียงออกเป็น 7 แบนด์: 63Hz, 160Hz, 400Hz, 1kHz, 2.5kHz, 6.25kHz และ 16kHz

ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้ 7 แบนด์เหล่านั้นเพื่อสร้างการแสดงข้อมูลแบบต่างๆ โดยพื้นฐานแล้วจะจับคู่แอมพลิจูดของแบนด์ตามลำดับเข้ากับความเข้มของแสง LED และการผสมสี

แหล่งกำเนิดเสียงเป็นไมโครโฟนที่มีการควบคุมการรับเสียง 3 ระดับ คุณสามารถวนรอบการตั้งค่าเกนได้โดยใช้ปุ่มใดปุ่มหนึ่งขึ้นอยู่กับว่าแหล่งกำเนิดเสียงอยู่ไกล/ดังแค่ไหน

ไมโครคอนโทรลเลอร์ยังพยายามทำการตรวจจับ "บีต" บนแบนด์ "เบส" 63Hz ฉันยังคงหาวิธีที่เชื่อถือได้ในการตรวจจับและรักษาแนวบีท

การใช้ปุ่ม "สัมผัส" เป็นการทดลอง ฉันคิดว่ามันใช้งานได้ดี แต่การขาดความคิดเห็นจากสื่อนั้นค่อนข้างจะสับสน

ขั้นตอนที่ 3: ล้อ LED

แกนหลักของการสร้างภาพคือล้อ LED 61

โปรดทราบว่าส่วนนี้เป็นวงแหวนแยกซึ่งคุณจะต้องประกอบเข้าด้วยกัน ฉันเคยคิดว่าสายทองแดงสำหรับสายไฟ (ซึ่งยึดวงแหวนไว้ด้วยกันอย่างดี) และสายสัญญาณแบบบาง

ไฟ LED มีหมายเลข 0 ถึง 60 โดยเริ่มจาก LED ด้านนอกด้านล่างและหมุนตามเข็มนาฬิกาเข้าด้านใน ไฟ LED ตรงกลางคือหมายเลข 60

การแสดงภาพแต่ละรายการอาศัยอาร์เรย์ข้อมูลสองมิติ ซึ่งแมป LED แต่ละรายการในตำแหน่งเฉพาะสำหรับเซ็กเมนต์การสร้างภาพเป้าหมาย

ตัวอย่างเช่น สำหรับวงกลมศูนย์กลางมี 5 ส่วน:

• วงกลมรอบนอก, LEDs 0 - 23, 24 LEDs ยาว
• วงกลมรอบนอกที่สอง LED 24 - 39, 16 LEDs ยาว
• วงกลมที่สาม (กลาง), LEDs 40 - 51, ไฟ LED 12 ดวงยาว
• วงในที่สอง LED 52 - 59, 8 LEDs ยาว
• ภายใน LED, LED 60, 1 LED ยาว

การแสดงภาพจะจับคู่ช่องสัญญาณเสียง 5 จาก 7 ช่องและไฟ LED สว่างขึ้นเรื่อยๆ ตามตำแหน่งในแถบวงกลมตามสัดส่วนกับระดับเสียงในวงดนตรี

การสร้างภาพข้อมูลอื่น ๆ ใช้โครงสร้างข้อมูลและรูปแบบที่แตกต่างกัน แต่แนวคิดก็คือต้องมีการสร้างภาพข้อมูลโดยอาร์เรย์ข้อมูล ไม่ใช่โดยโค้ดมากนัก วิธีนี้สามารถปรับการแสดงภาพให้เป็นรูปทรงต่างๆ (LED มากหรือน้อย, แถบ EQ มากขึ้น) โดยไม่ต้องเปลี่ยนโค้ด เพียงแค่ค่าในอาร์เรย์ข้อมูล

ตัวอย่างเช่น นี่คือลักษณะโครงสร้างข้อมูลสำหรับการแสดงภาพ 1 ในแบบร่าง:

// การสร้างภาพ 1 & 3 - เต็ม 5 วงกลมconst ไบต์ TOTAL_LAYERS1 = 5; const ไบต์ 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 } };

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างภาพ

จนถึงตอนนี้มีการสร้างภาพข้อมูล 7 ภาพและแอนิเมชั่นเริ่มต้น:

แอนิเมชั่นเริ่มต้น

เมื่อเปิดเครื่องแล้ว จะมีการแสดงพลุจำลองขึ้นมา นี่ควรจะเป็นลำดับการทดสอบ LED และเซอร์โว แต่ต่อมาได้พัฒนาเป็นเวอร์ชันอนิเมชั่นของการทดสอบดังกล่าว

วงกลมสีสันสดใส

ไฟจะส่องไปรอบๆ จอแสดงผลเป็นวงกลมที่มีศูนย์กลางเท่ากันตามสัดส่วนของแอมพลิจูดของแถบ eq ตามลำดับ สุ่มสลับไปมาระหว่างนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา และค่อยๆ หมุนสีบนวงล้อสี 256 สี

ไม้กางเขนมอลตา

วงหนึ่งคือ LED ตรงกลาง อีกแถบหนึ่งคือเส้นแนวตั้งและแนวนอนของ LED และส่วนที่เหลือแสดงถึงแต่ละแถบ EQ ทุกเซ็กเมนต์หมุนสีใน 128 ออฟเซ็ตเพื่อรักษาคอนทราสต์

ไฟกระพริบ

วงกลมแต่ละวงจะส่องสว่าง LED ทั้งหมดโดยพร้อมเพรียงกันสำหรับแถบ eq โดยเฉพาะ ในขณะที่หมุนสีอย่างช้าๆ โดยมีการชดเชยเล็กน้อย แถบ EQ ค่อยๆ ถูกเปลี่ยนจากวงกลมหนึ่งไปยังอีกวงหนึ่งเพื่อสร้างความก้าวหน้าออกไปด้านนอก

เตาผิง

แถบเป็นครึ่งวงกลมสว่างขึ้นจากด้านล่างขึ้นด้านบนโดยเริ่มจากสีแดงสดและเพิ่มสีเหลืองระหว่างทางขึ้นเพื่อจำลองไฟที่กำลังลุกไหม้ในเตาผิง "ประกายไฟ" สีขาวสว่างเป็นครั้งคราวจะยิงขึ้นแบบสุ่ม ไม่มีการหมุนเวียนสี

ไฟวิ่ง

วงกลมศูนย์กลางแต่ละวงเป็นวง EQ ที่แยกจากกัน ไฟ LED ชั้นนำคือไฟ LED บนเส้นแนวตั้งด้านล่าง LED ตรงกลาง เมื่อไฟ LED ติดสว่างตามสัดส่วนของแอมพลิจูดของแบนด์แล้ว จะเริ่ม "วิ่ง" รอบวงกลมตามลำดับ ซึ่งจะค่อยๆ ลดความเข้มลง รองรับทั้งการหมุนตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา โดยสลับแบบสุ่ม

ต้นไม้แสง

ส่วนต่างๆ จะสว่างเป็นเส้นตรงจาก LED ด้านล่างขึ้นไป จากนั้นเลี้ยวไปด้านข้างในครึ่งวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางเลียนแบบต้นปาล์ม การหมุนสี

ส่วนด้านข้าง

นี่เป็นเวอร์ชันของ Maltese Cross รุ่นก่อนหน้าที่ใช้เส้นทแยงมุมเพียง 2 ส่วนเท่านั้น ควรจะคล้ายกับไอคอนสำหรับคลื่นเสียง

ขั้นตอนที่ 5: การควบคุมปุ่มสัมผัส

มีปุ่มสัมผัส 4 ปุ่ม:

1. วนรอบการแสดงภาพข้อมูลและเก็บภาพปัจจุบันไว้จนกว่าจะเลือกอีกภาพหนึ่ง (โดยค่าเริ่มต้น ภาพจะวนรอบทุกๆ 30 วินาที)
2. ชุดรูปแบบสีปัจจุบัน "หยุด" / "ยกเลิกการตรึง" - หากคุณชอบการผสมสีเฉพาะ คุณสามารถหยุดสีได้ - การหมุนสีถูกปิดใช้งานและการแสดงภาพจะดำเนินต่อไปด้วยจานสีนี้
3. ปรับความไวของไมโครโฟน
4. เปิด/ปิด "โหมดเต้น"

ในโหมดการเต้น อุปกรณ์จะพยายามตรวจจับ "จังหวะ" ของเพลงที่กำลังเล่นอยู่และหันศีรษะไปตามจังหวะ จนถึงตอนนี้ "การเต้น" ค่อนข้างอึดอัดมากกว่าสวยงามตามจริงแล้ว

ขั้นตอนที่ 6: การตรวจจับจังหวะและ "การเต้นรำ" ของเซอร์โว

อุปกรณ์พยายามตรวจจับ "บีต" ของเพลงปัจจุบันอย่างต่อเนื่องโดยเว้นระยะห่างระหว่างพีคที่ต่อเนื่องกันของแบนด์ 63Hz เมื่อตรวจพบ (และเฉพาะเมื่อเปิดโหมดเต้นรำ) อุปกรณ์จะเปิดใช้งานเซอร์โวมอเตอร์เพื่อสุ่มเลี้ยวซ้ายหรือขวาตามจังหวะ

ยินดีต้อนรับความคิดที่สดใสเกี่ยวกับวิธีการทำให้สิ่งนี้น่าเชื่อถือยิ่งขึ้น!

สเก็ตช์ 'Music_Test_LED' ส่งสัญญาณ EQ 7 แบนด์ในลักษณะที่เหมาะสมสำหรับการวางแผนโดยใช้ Arduino IDE

ขั้นตอนที่ 7: รูปร่าง 3 มิติ

การประกอบ Party Lights ทั้งหมดได้รับการออกแบบตั้งแต่เริ่มต้นโดยใช้ Autodesk TinkerCAD

การออกแบบดั้งเดิมอยู่ที่นี่ โฟลเดอร์ "files/3D" ใน github.com มีรุ่น STL

การออกแบบนี้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์มีลักษณะอย่างไร

พิมพ์ส่วนประกอบทั้งหมดแล้วประกอบ/ติดกาวเข้าด้วยกัน

"โดม" เป็นโฮสต์ของไมโครคอนโทรลเลอร์ บอร์ด Bluetooth และไมโครโฟน ไมโครคอนโทรลเลอร์วางอยู่บนบอร์ดขนาด 40 มม. x 60 มม. และได้รับการสนับสนุนโดยรางที่กำหนด

เซอร์โวตั้งอยู่ที่ "ขา" ของโดม ในขณะที่ปุ่มต่างๆ จะอยู่ที่ฐาน

ช่องใส่แบตเตอรี่พิมพ์เฉพาะสำหรับประเภทของแบตเตอรี่ที่ระบุไว้ในส่วนวัสดุสิ้นเปลือง หากคุณเลือกใช้แบตเตอรี่อื่น ช่องใส่จะต้องได้รับการออกแบบใหม่ตามนั้น

ขั้นตอนที่ 8: พาวเวอร์ซัพพลาย

เอาต์พุต USB แบบ Dual USB ที่มีขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษ 5,000 มิลลิแอมป์ ดูเหมือนว่า Super Slim Power Bank จะให้พลังงานเพียงพอสำหรับการทำงานหลายชั่วโมง

ช่องใส่แบตเตอรี่ได้รับการออกแบบในลักษณะที่แยกออกจากส่วนที่เหลือของอุปกรณ์และสามารถเปลี่ยนเป็นช่องที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ประเภทอื่นได้

ปลั๊ก USB อยู่ในตำแหน่งและติดกาวร้อนเพื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่ขณะที่เสียบเข้า

ขั้นตอนที่ 9: การควบคุมบลูทูธ

เพิ่มโมดูล HC-05 เพื่อให้สามารถควบคุมอุปกรณ์แบบไร้สายได้

เมื่อเปิดเครื่อง อุปกรณ์จะสร้างการเชื่อมต่อบลูทูธที่เรียกว่า "LEDDANCE" ซึ่งคุณสามารถจับคู่โทรศัพท์ได้

ตามหลักการแล้ว ควรมีแอพที่อนุญาตให้ควบคุม PartyLights (เลือกจานสี จำลองการกดปุ่ม ฯลฯ) อย่างไรก็ตาม ฉันยังไม่ได้เขียนเลย

หากคุณสนใจที่จะช่วยเขียนแอป Android หรือ iOS สำหรับ Party Lights โปรดแจ้งให้เราทราบ!

ในการควบคุมอุปกรณ์ คุณสามารถใช้แอพเทอร์มินัล Bluetooth และส่งคำสั่งต่อไปนี้:

• LEDDBUTT - อยู่ที่ไหน '1', '2', '3' หรือ '4' จำลองการกดปุ่มตามลำดับ ตัวอย่าง: LEDDBUTT1
• LEDDCOLRc - โดยที่ c คือตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 255 - ตำแหน่งของสีที่ต้องการบนวงล้อสี อุปกรณ์จะเปลี่ยนเป็นสี LED ที่ระบุ

• LEDDSTAT - ส่งคืนหมายเลขอักขระ 3 ตัวที่ประกอบด้วย '0' และ '1' เท่านั้น:

  • ตำแหน่งแรก: '0' - สีไม่หมุน '1' - สีกำลังหมุน
  • ตำแหน่งที่สอง: '0' - โหมดการเต้นปิดอยู่ '1' - โหมดการเต้นเปิดอยู่
  • ตำแหน่งที่สาม: '0' - ไมโครโฟนอยู่ในเกนปกติ '1' - ไมโครโฟนอยู่ในระดับสูง

ขั้นตอนที่ 10: ควบคุมแอปตาม Blynk

Blynk (blynk.io) เป็นแพลตฟอร์ม IoT ที่ไม่เชื่อเรื่องฮาร์ดแวร์ ฉันใช้ Blynk ในระบบชลประทานพืชอัตโนมัติ IoT ที่สอนได้และประทับใจกับความสะดวกและความทนทานของแพลตฟอร์ม

Blynk รองรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ Edge ผ่าน Bluetooth ซึ่งเป็นสิ่งที่เราต้องการสำหรับ PartyLights อย่างแท้จริง

หากคุณยังไม่ได้ดาวน์โหลด โปรดดาวน์โหลดแอป Blynk ลงทะเบียนและสร้างแอป Blynk PartyLights ใหม่โดยใช้ภาพหน้าจอที่แนบมากับขั้นตอนนี้ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าการกำหนดพินเสมือนเหมือนกับในภาพหน้าจอ มิฉะนั้น ปุ่มบนแอปจะไม่ทำงานตามที่ตั้งใจไว้

ไฟล์ "blynk_settings.h" มี Blynk UID ส่วนตัวของฉัน เมื่อคุณสร้างโครงการของคุณ จะมีการกำหนดโครงการใหม่ให้คุณใช้

อัปโหลดภาพร่าง PartyLightsBlynk.ino เปิดแอปขึ้นมา จับคู่กับอุปกรณ์บลูทูธและสนุกกับปาร์ตี้

ขั้นตอนที่ 11: ภาพร่างและห้องสมุด

ไฟล์ร่างหลักและไฟล์สนับสนุนอยู่ที่ Github.com ที่นี่

ไลบรารีต่อไปนี้ถูกใช้ในสเก็ตช์ Party Lights:

• TaskScheduler - มัลติทาสกิ้งแบบร่วมมือ - ที่นี่ (พัฒนาโดยฉัน)
• AverageFilter - templated ตัวกรองเฉลี่ย - ที่นี่ (พัฒนาโดยฉัน)
• Servo - การควบคุมเซอร์โว - เป็นไลบรารี Arduino มาตรฐาน
• WS2812B -การควบคุม NEOPixel - มาเป็นส่วนหนึ่งของแพ็คเกจ STM32

หน้า Wiki นี้อธิบายวิธีใช้บอร์ด STM32 กับ Arduino IDE

ขั้นตอนที่ 12: การปรับปรุงในอนาคต

การออกแบบนี้มีบางสิ่งที่สามารถปรับปรุงได้ ซึ่งคุณอาจพิจารณาหากคุณเริ่มดำเนินการในโครงการนี้:

• ใช้ ESP32 แทนบอร์ด Maple Mini ESP32 มี 2 CPU, Bluetooth และ WiFi stacks และสามารถทำงานได้ที่ 60MHz, 120MHz และแม้แต่ 240MHz
• การออกแบบที่เล็กลง - อุปกรณ์ที่ได้นั้นใหญ่มาก อาจมีขนาดกะทัดรัดกว่านี้ (โดยเฉพาะถ้าคุณเลิกคิดเรื่องการเต้นและเซอร์โวที่เกี่ยวข้อง)
• สามารถปรับปรุงการตรวจจับจังหวะได้อย่างไม่สิ้นสุด สิ่งที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติสำหรับมนุษย์อย่างเรา ดูเหมือนจะเป็นเรื่องยากสำหรับคอมพิวเตอร์
• สามารถประดิษฐ์และใช้งานการแสดงภาพข้อมูลได้มากขึ้น
• และแน่นอนว่าสามารถเขียนแอพเพื่อควบคุมอุปกรณ์แบบไร้สายด้วย UI สุดเจ๋ง