Viselhető hangreaktív hangszínszabályzó szoknya: 21 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Egy ideje olyan darabot akartam tervezni, amely kölcsönhatásba lép a hanggal. Az Equalizer szoknya beépített elektronikával rendelkezik, amely reagál a környezet zajszintjére. A beépített LED-ek kiegyenlítő rudakként vannak elhelyezve, hogy kiemeljék a hangreaktív viselkedést. A hang intenzitásától függően csak néhány vagy az összes LED világít.

A megfelelő elektronika integrálása anélkül, hogy láthatóvá tenné őket, nem volt túl egyszerű, mivel a szoknya bőrszínű. Továbbá azt akartam, hogy az Equalizer szoknya úgy nézzen ki, mint egy szoknya, lyukak nélkül, amikor a lámpák ki vannak kapcsolva. Időbe telt, amíg megtaláltam a megfelelő LED-eket és módszert, mivel az előre elkészített LED-szalagok vagy LED-szálak túl terjedelmesek és nem voltak elég rugalmasak a szoknyához.

A vezető szál használata általában egyszerű módja az elektronika integrálásának. Ha azonban több RGB LED -et kell csatlakoztatni egy szalaghoz, akkor a vezető szál ellenállása túl magas. A LED -eket nagyon közel kell varrni, különben villogni kezdenek és/vagy rossz színt mutatnak.

Ebben az oktatóanyagban megmutatom, hogyan lehet egyedi, nagyon vékony és rugalmas LED-szalagot készíteni, valamint hogyan kell bekötni az elektronikát és integrálni a lámpákat a bőrbe.

1. lépés: A tervezés

Ennek a bőr szoknyának 5 oszlopa van, 3-6 lámpával és összesen 20 LED -del. A LED -ek és az elektronika a szoknya belsejében vannak rögzítve. A fények átvilágítanak a felső réteg lyukain, amelyeket fűzőlyukakkal és forró ragasztóval rögzítenek. Mivel a fűzőlyukak kis szegecseknek tűnnek, a szoknya még akkor is jól néz ki, ha a lámpák ki vannak kapcsolva.

2. lépés: Kellékek

Anyagok:

• Bőr
• Bélés
• Cipzár
• vagy vegyél egy szoknyát
• 20 x RGB LED [WS2812B típus] a SparkFun -tól
• Mikrovezérlő [Flora] az Adafruit -tól
• Adafruit vagy SparkFun mikrofonerősítő
• 3,7 - 5 V akkumulátor a SparkFun -tól vagy az Amazon -tól
• Rugalmas huzal [szilikon vagy PVC bevonatú] az Adafruit -tól
• A hő zsugorodik
• 3 x férfi áthidaló vezeték
• 3 x női áthidaló vezeték
• 10 cm-es ragadós hátú tépőzár
• 20 x ¼”szemek

Eszközök:

• Forrasztópáka
• Forrasztó huzal
• Fűzőszerszám -készlet
• Kalapács
• Forró ragasztópisztoly + ragasztó
• Mérőszalag
• Vonalzó
• Olló
• Szövet kréta vagy toll
• Tű és cérna
• Varrógép
• Számítógép és USB-kábel

Választható:

• Forrasztó segítő kéz eszköz
• Krokodil csattan
• Drót préselő szerszám

3. lépés: WS2812B RGB LED -ek

A fenti képen látható „meztelen” WS2812B RGB - SMD LED -ek. Minden LED 5 x 5 mm kicsi, és tartalmaz egy piros (R), egy zöld (G) és egy kék (B) LED -et, valamint egy apró meghajtó chipet. A WS2812B LED -ek címezhetők, ami azt jelenti, hogy szabályozhatja az egyes LED -ek színét és fényerejét. Ezért szinte minden elképzelhető minta programozható.

Minden LED négy forrasztóérintkezővel rendelkezik: egy a földeléshez, egy a tápellátáshoz, egy pedig az adatbevitelhez és egy az adatkimenethez. A földelőcsapot a LED tetején kivágott él jelzi, a földelőcsap mellett az adatbeviteli tű. Az adatbevitellel szemben átlós az adatkimenet, amely a következő LED adatbeviteli tűjéhez lesz csatlakoztatva. Az utolsó csap a táp. Az adatcsapok szükségesek a LED -ek fényességéről és színéről szóló információk továbbításához.

Ha további információra van szüksége, keresse fel a Sparkfun termékoldalát, ahol megtalálja az adatlapot, a csatlakoztatási útmutatót és a LED -es oktatóanyagot.

4. lépés: Mikrofonerősítő

Az Adafruit Electret mikrofonerősítő kártyája 20-20KHz-es elektret-mikrofonnal, valamint 3 forrasztótűvel rendelkezik a mikrokontroller csatlakoztatásához. Az OUT -t a kódban meghatározott mikrovezérlő tüskéhez kell csatlakoztatni, a GND a földhöz és a VCC a 2,4 - 5 V közötti áramforráshoz csatlakozik. Használja a táblán elérhető "legcsendesebb" tápegységet. A Flora -n ez lenne a 3,3 V -os tű.

Az Electret mikrofonerősítő nagyszerű hangfelvételhez vagy hangreaktív projektekhez, mint ez a LED szoknya. További információt a mikrofonról az Adafruit adatlapján talál.

5. lépés: Viselhető mikrokontroller

Sok hordható mikrokontroller közül lehet választani. A különböző táblák áttekintését a Medúza szoknya 3. lépésében találja. Ehhez a projekthez több feldolgozási teljesítményt és memóriát igénylő tábla szükséges, mivel a kód kissé bonyolult. Egy kisebb táblával való munka valószínűleg bonyolultabb lesz, vagy egyáltalán nem fog működni, mert nincs elég memória.

6. lépés: Tápegység

A „csupasz” lítium -polimer (LiPo) akkumulátorok helyett biztonságosabbak a tápegységek használata, mivel az akkumulátor alumínium tokban van védve. A tápegységeket is könnyebb újratölteni, és praktikusak abban az esetben, ha más eszközöket, például a telefont is fel szeretné tölteni. Ebben a projektben azonban "meztelen" lítium -polimer akkumulátorral dolgozom, mert szükségem van egy kicsi és lemerült akkumulátorra. Mivel a szoknya szorosan illeszkedik, nincs sok extra hely egy nagy teljesítményű bank számára.

A LiPo 2 tűs JST csatlakozóval rendelkezik, amely csatlakoztatható a mikrokontrollerhez. Az akkumulátor körülbelül 4,2 V -os, ha teljesen fel van töltve, és 3,0 V -nál lemerül. A LED -eknek 5 V -os tápegységről kell működniük, de 3,7 V -os elemmel is működhetnek.

Az akkumulátor üzemidejének kiszámítása: Egy LED körülbelül 60 mA (milliamper) áramot vesz fel. Képzelje el, hogy 20 LED van a csíkon, ezek összesen legfeljebb 1 200 mA -t húznak. Az 1200mAh (milliamper óra) akkumulátor 1200 mA -t képes szolgáltatni egy órán keresztül; így ha az akkumulátor kapacitása 2 500 mAh, a LED -ek legalább két órán keresztül világítanak: 2, 500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 óra

Ha azonban a LiPo mellett döntött, először nézze meg a Sparkfun LiPo akkumulátorápolási oktatóanyagát.

7. lépés: Tervezze meg és varrja le a szoknyát

A dizájn klasszikus szoknya mintán alapul, magas derékkal. Elöl és hátul is két darts található. A szoknya hátulján cipzárt tettem fel, és kettőt (az eredeti négy dartsból) áthelyeztem a hátsó középső részbe. Mivel a LED-szalag kissé viszkethet, azt is javaslom, hogy bélést varrjunk a szoknyába. A szoknya hosszát 42 cm -re rövidítettem. Nézze meg ezt a "szoknya varrás" bemutatót, ha segítségre van szüksége.

Végül a LED-szalagot, valamint az akkumulátort, a mikrofont és a mikrokontrollert a szoknya belső oldalához rögzítik. Mindent összevetve kissé nehéz lehet a lágyabb anyagokhoz, mint a pamut, és a súly húzhatja az anyagot. A szoknyámhoz vékony bőrt használtam, és nem volt ilyen probléma.

Abban az esetben, ha nem akarja varrni a szoknyáját, csak folytassa és használja a már meglévőt. Győződjön meg arról, hogy a szövet elég vastag.

8. lépés: Tervezze meg a LED -elrendezést

Most gondolja át, hány LED -et szeretne használni a szoknyájához, és hová rögzítse őket. A bőr szoknya összesen 20 LED -et tartalmaz. 5 oszlop 3-6 LED -del a szoknya jobb oldalán. Mivel a LED -ek hangreaktívak lesznek, azt akartam, hogy hangszínszabályozók legyenek.

Jelölje meg a szoknya tetején lévő LED -foltokat valamilyen szövetkrétával. Később az összes LED -et egy vonalba kapcsolják. A LED-húr eleje a szoknya elejének közepén lesz.

9. lépés: Vágjon lyukakat a szoknyába

A következő lépésben lépjen előre, és illessze be a fűzőlyukakat a szoknya felső rétegébe [nem a bélésbe]. Vágjon egy kis lyukat a szövetbe minden megjelölt helyen. Vigyázat: először vágjon egy kis lyukat, és ellenőrizze, hogy a fűzőlyuk illeszkedik -e. Ha a lyuk csak egy kicsit túl nagy, akkor a lyuk kiesik.

Helyezze a mélyebb hurkot a szoknya felső rétegére, a lyukon keresztül. Kapaszkodjon a fűzőlyukba, és óvatosan fordítsa kifelé a szoknyát.

10. lépés: Helyezze be a füleket

Most helyezze a fém (vagy néha gumi) formát a felső hurok alá. Helyezze az alátétet a fűzőlyuk hátsó oldalára. Tartsa a bélyegzőt a mélyebb fűzőlyuk tetején és kalapáccsal, óvatosan vigye a fűzőlyukat és az alátétet állandó helyzetükbe. Ismételje addig, amíg az összes fűzőlyuk a szoknyában van.

11. lépés: Forrasztja az első LED -et a földelő vezetékre

Most itt az ideje, hogy az egyes lámpákat összeforrasztjuk egy LED-karakterlánccá. Ügyeljen arra, hogy nagyon rugalmas huzalt használjon, mert könnyebb lesz vele dolgozni. Vágjon el egy vezetéket, amely elég hosszú az összes LED csatlakoztatásához. Ez lesz a folyamatos földelő vezeték.

Kis ollóval távolítson el egy kis műanyagot a földelő vezeték körül az első 10 cm után. Helyezze az első LED -et a forrasztást segítő szerszám belsejébe lefelé. Rögzítse a földelő vezetéket az ellenkező kapcson. Mozgassa össze mindkét kapcsot, amíg az üres huzalrész közvetlenül a LED földelőcsapja mellett van. Ezután nyomja a forró forrasztópákahuzalt a vezeték és a földelt csap tetejére, és melegítse fel körülbelül két másodpercig. Fogja meg a forrasztóhuzalt, és tartsa a forrasztópáka mellett a csap és az üres huzal felett. Ezután várjon, amíg a forrasztó huzal megolvad, és a LED rögzítve van a vezetékhez. Távolítsa el a forrasztóhuzalt a forrasztópáka előtt, és várja meg, amíg a kötés kihűl.

Megjegyzés: A huzal rövidebb oldalának (extra 10 cm) ugyanazon az oldalon kell lennie, mint az adat IN érintkezőnek. Ellenkező esetben a LED-szalag fejjel lefelé fordul, és az adatok nem tudnak a megfelelő irányba haladni.

12. lépés: Forrasztás még néhányat

A második LED -hez mérje meg a szoknya első és második hurka közötti távolságot. Kis ollóval távolítsa el a szilikon vagy PVC bevonatot a huzal körül, ahol a második LED forrasztásra kerül. Forrasztja a második LED -et a földelővezetékre, és ismételje meg mindaddig, amíg minden hurkon meg nem jelenik a saját LED -je.

13. lépés: Forrasztó tápkábel LED-szalagra

Vágjon el egy olyan hosszú vezetéket, mint a földelő vezeték. Ezt a vezetéket a LED -ek tápcsapjára (átlósan a földelőtűvel szemben) forrasztják. Ismét távolítsa el a szilikon- vagy PVC -bevonatot a vezeték körül ugyanazokon a helyeken, és forrasztja a vezetéket a csatlakozócsapra.

14. lépés: Forrasztási adatvezeték a LED -ek között

Most menjen előre, és forrasztjon egyedi, rövidebb vezetékeket a LED -ek adatcsapjai közé. Az adatvezeték minden fény között megszakad, így az adatjel áthalad a LED chipjén, mielőtt továbbadja a következő LED -nek. Szüksége lesz egy adatvezetékre a szalag első LED -jén (adat IN érintkező), de nincs vezeték az utolsó LED adatkimeneti tűjén.

Tipp: Segít megolvasztani néhány forrasztóhuzalt a huzal végein, mielőtt a huzalokat a csapokra forrasztaná.

15. lépés: Töltse le az Arduino IDE -t, telepítse a Neopixel könyvtárat, és töltse fel a kódot

Ha még nem dolgozott Arduino mikrokontrollerrel, akkor le kell töltenie az Arduino IDE -t (Integrált Fejlesztési Környezet). Ez a szoftver programok írására és feltöltésére az Arduino mikrokontrollerre. A könyvtár tartalmaz néhány alapvető példaprogramot. A szoftvert az Arduino webhelyéről töltheti le. A Flora használatakor kövesse az Adafruit webhely lépéseit az Arduino IDE módosításához.

Mivel az Arduino könyvtárban nincs példa program az RGB LED -ekhez, le kell töltenie egy további könyvtárat a munkához. Az Adafruit NeoPixel könyvtára könnyen érthető és használható. Töltse le a könyvtárat itt. Nyissa meg az Arduino IDE -t, és telepítse a könyvtárat a Könyvtárak kezelése menüpontban. Megnyílik egy ablak, és ki kell választania az Adafruit zip fájlt.

Most nyisson meg egy új vázlatot a Fájl> Új menüpontban. Lépjen a LED Ampli-Tie oldalra, és másolja be a kódot a vázlatába. A kódban módosítsa a LED -ek számát a projektben használt LED -ek tényleges számára. Meg kell határoznia azt a tűt is, amelyhez a LED-szalagot csatlakoztatni fogja a mikrokontrollerben, és a mikrofon tűjét. Most válassza ki a mikrovezérlőt az Eszközök> Fórumon. Miután csatlakoztatta a mikrokontrollert USB -kábellel a laptopjához, kattintson a vázlat bal felső sarkában található nyílra. Ez feltölti a programot a mikrokontrollerre. Ha narancssárga hiba jelenik meg a vázlatban, másolja ki a szöveget, és végezzen Google -keresést a megoldás megtalálásához.

Megjegyzés: Az analóg (A) érintkező nem feltétlenül rendelkezik azonos számmal a digitális (D) tűvel. A digitális pin számok fel vannak írva a táblára. Az analóg pin számokat a Flora Pinout diagramon találja. A mikrofon kódjában meghatározott tűnek analóg tűnek kell lennie - a LED -szalagnak digitális tűnek kell lennie.

16. lépés: Tesztelje a LED-szalagot

Először készítse elő a mikrokontrollert. El kell vágnia három női áthidaló vezetéket, és fel kell forrasztania őket a mikrokontrollerre. Forrasztja az adatvezetékeket a kódban megadott csapokra (én a D10 -et és a D12 -et használtam, de a D6 -ot és a D9 -et kell használni - ezek a tűk már meg vannak határozva az Ampli -Tie kódban). A két földelő és tápkábel egy -egy tűre forrasztható. Rögzítse az illesztéseket forró ragasztóval.

Ezután vágja el a három hüvelyes áthidaló vezetéket, és forrasztja őket a LED-szalag elejére. Rögzítse a kötést némi hőzsugorodással. Segít csatlakoztatni és leválasztani a lámpákat a tábláról. Biztonságosabb, mert a dugó leválik, mielőtt egy vezeték leszakítja a táblát vagy a LED-szalagot. Ez könnyen megtörténhet elektronika viselésekor.

Most csatlakoztathatja a LED-szalagot a táblához, és tesztelheti. Először a NeoPixel strandest (a LED -ek mikrofon nélküli meggyújtására szolgáló programot) töltöttem fel, hogy lássam, működik -e minden lámpa. Az áramellátáshoz csatlakoztatnia kell a táblát egy LiPo -hoz vagy a számítógéphez is. Ahogy a képen is látszik, először krokodilcsipeszt használtam.

17. lépés: Készítse elő a mikrofont

Forrasztjon egy vezetéket minden csapra. Használja a másik három női áthidaló vezetéket, és forrasztja azokat a vezetékek végére. Ezután töltse fel a LED Ampli-Tie kódot a mikrokontrollerre. Ne felejtse el megváltoztatni a LED -ek számát, valamint az analóg és a digitális tűt a kódban. Csatlakoztassa a lámpákat és a mikrofont a táblához, és tesztelje.

18. lépés: Integrálja a LED -eket a szoknyába

Ha minden LED működik, lépjen tovább, és integrálja a LED -eket a szoknyájába. Fordítsa a szoknyát kifelé, és tegyen forró ragasztót az első lyuk körül. Helyezze az első LED -et (a lefelé világító oldalt) a ragasztó tetején lévő első hurokba. Ezután tegyen forró ragasztót a LED tetejére, hagyja egy kicsit lehűlni, és nyomja le az ujjával, amíg kihűl. Ha a forrasztási kötések nincsenek megfelelően rögzítve, tegyen még egy ragasztót a tetejére. Ismételje meg mindaddig, amíg az összes LED -et be nem illeszti egy fűzőlyukba.

19. lépés: Töltse ki a füleket

Miután az összes LED -et beragasztotta a fűzőlyukakba, fordítsa újra a szoknyát a jobb oldalra, és töltse fel a fűzőlyukakat forró ragasztóval. Óvatosan tartsa a forró ragasztópisztolyt kissé a fűzőlyuk felett, és hagyja, hogy kevés ragasztó csöpögjön a lyukba. Az egyenletes és sima felület érdekében lassan mozgassa körkörösen a hőlégfúvót, miközben kitölti a füleket.

20. lépés: Integrálja az elektronikát a szoknyába

Az utolsó lépésben vágjon le három ragadós hátú tépőzáras darabot: egyet a mikrofonhoz, egyet a mikrokontrollerhez és egyet az akkumulátorhoz. Ragassza a durva tépőzáras darabot az elektronikájára, és a szoknya belsejében lévő lágyabb oldalt a bőrre. Segít viselni a szoknyát, és jó helyet választani az elektronikának, mielőtt a tépőzárat a bőrre ragasztaná.

21. lépés: Viselje a szoknyáját

Minden kész. Most csatlakoztathatja az akkumulátort, a mikrofont és a lámpákat a mikrokontrollerhez, és világíthat.

Ha többet szeretne megtudni az RGB LED -ekről és a saját minták programozásáról, nézze meg a FastLED könyvtárat. A LED -ek feltérképezéséhez és a kapcsológombok hozzáadásához a projekthez azt javaslom, hogy a Macetech RGBShades könyvtárával dolgozzon.

Ha kérdése van, vagy valami nem világos, kérdezzen bátran. Élvezze a fények viselését!

Fődíj a Wearable Tech versenyen