JackLit: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Projek ini dilaksanakan oleh pelajar yang terlibat dalam perkongsian antara Fremont Academy Femineers dan kursus Pomona College Electronics 128. Projek ini bertujuan untuk menggabungkan teknologi hex-ware ke dalam jaket yang menyeronokkan yang menerangi irama dengan muzik. "JackLit" kami dapat mendengar muzik melalui mikrofon dan menggunakan kod transformasi Fast Fourier untuk menyusun frekuensi dalam muzik yang dapat diukur dan digunakan untuk membezakan kumpulan pencahayaan tertentu pada jaket. Dengan berbuat demikian, kumpulan panel elektroluminen, disambung secara kabel secara selari, menerangi dengan irama lagu berdasarkan julat frekuensi yang didengar oleh mikrofon. Penggunaan projek ini adalah untuk menyediakan jaket menghiburkan yang dapat menerangi irama lagu apa pun. Ia boleh dipakai di acara sosial atau digunakan untuk pakaian yang berbeza. Teknologi ini dapat digunakan pada sepatu, celana, topi, dll. Ia juga dapat digunakan untuk mengatur pencahayaan di pertunjukan dan konser.

Langkah 1: Bahan

Semua bahan boleh didapati di adafruit.com dan amazon.com.

• Panel electroluminescent putih 10cmX10cm (x3)
• Panel electroluminescent biru 10cmX10cm (x4)
• Panel 10mm X10cm aqua electroluminescent (x3)
• 20cmX15cm panel aqua electroluminescent (x2)
• Pita electroluminescent hijau 100 cm (x3)
• Pita electroluminescent merah 100 cm (x4)
• Pita electroluminescent biru 100 cm (x2)
• Pita electroluminescent putih 100 cm (x1)
• Penyongsang 12 volt (x4)
• Modul relay saluran SainSmart 4 (x1)
• Bateri 9 volt (x5)
• Penyambung snap 9 volt (x5)
• Banyak wayar
• HexWear

Langkah 2: Perisian Arduino

Sebelum anda mula membina JackLit, anda perlu mempunyai alat pengaturcaraan yang tepat untuk mengendalikannya. Pertama, anda perlu pergi ke laman web Arduino dan memuat turun Arduino IDE. Setelah selesai, berikut adalah langkah-langkah yang perlu anda ikuti untuk menyiapkan program Hex anda.

1. (Hanya Windows, pengguna Mac boleh melangkau langkah ini) Pasang pemacu dengan melayari https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Muat turun dan pasang pemacu (fail.exe yang disenaraikan pada Langkah 2 di bahagian atas halaman RedGerbera yang dipautkan).
2. Pasang pustaka yang diperlukan untuk Hexware. Buka Arduino IDE. Di bawah "Fail" pilih "Keutamaan". Di ruang yang disediakan untuk URL Pengurus Papan Tambahan, tampal https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Kemudian klik "OK." Pergi ke Alat -> Papan: -> Pengurus Lembaga. Dari menu sudut kiri atas, pilih "Disumbang." Cari, dan kemudian klik pada Gerbera Boards dan klik Pasang. Berhenti dan buka semula Arduino IDE. Untuk memastikan perpustakaan dipasang dengan betul, pergi ke Alat -> Papan, dan tatal ke bahagian bawah menu. Anda mesti melihat bahagian yang berjudul "Gerbera Boards", di mana sekurang-kurangnya terdapat HexWear (jika tidak lebih banyak papan seperti mini-HexWear).

Langkah 3: Susun atur Penyongsang

Gambar rajah ini menggambarkan litar yang menghubungkan bateri 9 volt selari dengan penyongsang dan kemudian ke jaket. Perhatikan bahawa pasangan wayar yang keluar dari setiap penyongsang membawa arus AC dan penting bahawa wayar yang disambungkan secara selari yang datang dari penyongsang berada dalam fasa, jika tidak, keuntungan bersih tidak akan 1.

Langkah 4: Susun atur Relay

Ini adalah komponen litar berikutnya dari Langkah 3 yang berlabel "ke suis" yang menghubungkan Hex ke suis (modul relay).

Langkah 5: Bangun

Sambungkan bateri dan penyongsang 9 volt seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Lima 9 volt hendaklah selari dan sambungkan ke empat penyongsang juga secara selari. Kabel keluaran dari penyongsang harus disambungkan secara selari dan dalam fasa. Salah satu wayar selari output penyongsang kemudian harus diketepikan untuk disambungkan terus ke panel elektroluminesen pada jaket. Yang lain akan disambungkan ke modul geganti. Perhatikan bahawa yang mana pergi mana yang sewenang-wenangnya kerana kita berurusan dengan litar AC. Seperti yang digambarkan dalam Langkah 4, anda harus memisahkan wayar selari menjadi tiga, masing-masing menyambung ke salah satu daripada empat suis. Satu suis akan tidak digunakan. Lihat arahan di adafruit.com atau amazon.com untuk mengetahui di mana kabel anda harus menyambung ke suis. Kawat lain harus disambungkan ke setiap suis yang akan diketepikan untuk disambungkan ke panel elektroluminesen pada jaket. Pastikan untuk menyambungkan modul geganti ke Hex dengan betul seperti yang ditunjukkan pada Langkah 4 dan di atas.

Melangkah ke litar yang disatukan ke dalam jaket. Kami sekarang mempunyai satu set tiga wayar yang menghubungkan ke penyongsang, dan satu lagi tiga wayar yang menghubungkan ke suis. Mereka berada dalam set bertiga kerana kami mempunyai 3 litar selari panel elektroluminesen pada jaket. Panel electroluminescent boleh dilekatkan panas ke jaket, dan lubang yang dipotong pada kain untuk mengikat wayar sehingga tidak kelihatan di luar. Langkah seterusnya adalah yang paling mudah tetapi membosankan kerana semua panel electroluminescent. Pilih panel mana yang anda mahu menerangi secara serentak. Anda boleh menetapkan tiga kumpulan panel, dan masing-masing harus disambungkan secara selari. Harus ada wayar input positif secara selari dan wayar input negatif secara selari, walaupun yang positif dan negatif adalah sewenang-wenang kerana ia adalah rangkaian AC. Sambungkan salah satu daripada tiga wayar yang berasal dari penyongsang ke masing-masing daripada tiga kumpulan pencahayaan selari electroluminescent. Kemudian sambungkan salah satu daripada tiga wayar yang berasal dari suis ke masing-masing daripada tiga kumpulan pencahayaan selari electroluminescent. Pastikan untuk menutup wayar yang terdedah kerana ia akan memberi anda kejutan ringan.

Langkah 6: Pengekodan

Kod kami menggunakan perpustakaan Arduino Fast Fourier Transform (fft) untuk memecahkan bunyi ke frekuensi yang didengar oleh Hex. Matematik sebenar di sebalik Fourier Transforms agak rumit, tetapi prosesnya sendiri tidak terlalu rumit. Pertama, Hex mendengar bunyi bising, yang sebenarnya merupakan gabungan banyak frekuensi yang berbeza. Hex hanya dapat mendengarkan sejumlah waktu sebelum harus membersihkan semua data dan sekali lagi, jadi untuk mendengar bunyi, frekuensi kebisingan itu harus paling banyak separuh dari waktu yang Hex dengar sejak Hex perlu dapat mendengarnya dua kali untuk mengetahui bahawa ia adalah frekuensi tersendiri. Sekiranya kita membuat grafik nada murni sebagai fungsi amplitud berbanding masa, kita akan melihat gelombang sinus. Oleh kerana pada hakikatnya nada murni tidak biasa, apa yang kita lihat sebaliknya adalah garis goyah yang cukup membingungkan dan tidak teratur. Walau bagaimanapun, kita dapat menghitungnya dengan jumlah frekuensi nada murni yang berbeza hingga tahap ketepatan yang cukup tinggi. Inilah yang dilakukan oleh perpustakaan fft: ia memerlukan bunyi dan memecahnya menjadi frekuensi yang berbeza yang didengarnya. Dalam proses ini, beberapa frekuensi yang digunakan oleh perpustakaan fft untuk mendekati bunyi sebenar mempunyai amplitud yang lebih besar daripada yang lain; iaitu, ada yang lebih kuat daripada yang lain. Jadi, setiap frekuensi yang dapat didengar oleh Hex juga mempunyai amplitud, atau isipadu yang sesuai.

Kod kami melakukan fft untuk mendapatkan senarai amplitud semua frekuensi dalam julat yang dapat didengar oleh Hex. Ini termasuk kod yang kedua-duanya mencetak senarai frekuensi dan amplitud, dan membuat grafik juga supaya pengguna dapat mengesahkan bahawa Hex benar-benar mendengar sesuatu, dan ia seolah-olah sesuai dengan perubahan tahap kelantangan apa pun Hex pendengaran. Dari sana, kerana projek kami mempunyai 3 suis, kami memecahkan julat frekuensi menjadi sepertiga: rendah, sederhana, dan tinggi dan menjadikan setiap kumpulan sesuai dengan suis. Hex berjalan melalui frekuensi yang didengarnya dan jika ada di kumpulan rendah / sederhana / tinggi melebihi jumlah tertentu, maka suis yang sesuai dengan kumpulan yang dimiliki frekuensi dihidupkan dan semuanya berhenti untuk membiarkan cahaya tetap pada. Ini berterusan sehingga semua frekuensi diperiksa, dan kemudian Hex mendengar lagi dan keseluruhan prosesnya berulang. Oleh kerana kami mempunyai 3 suis, ini adalah bagaimana kami membahagi frekuensi, tetapi ini dapat dengan mudah ditingkatkan ke sejumlah suis.

Catatan mengenai beberapa keanehan kod. Alasan bahawa ketika kita mengulangi frekuensi bermula pada yang ke-10 adalah kerana pada frekuensi 0, amplitudanya sangat tinggi tanpa mengira tahap kebisingan kerana ofset DC, jadi kita baru mulai setelah lebam itu.

Lihat fail yang dilampirkan untuk kod sebenar yang kami gunakan. Jangan ragu untuk bermain dengannya untuk menjadikannya lebih sensitif atau menambah kumpulan pencahayaan jika anda mahu! Berseronok!