Недавно я немного поэкспериментировал со светодиодами и моим контроллером Arduino. И ко мне пришла замечательная идея – сделать подсветку из RGB светодиодных лент для пианино. RGB светодиоды излучают свет, который отражается от стен за пианино, создавая потрясающий световой эффект. В устройство также входит схема с акустическим датчиком, под управлением которой RGB светодиоды меняют цвет в зависимости от громкости музыки, издаваемой пианино!
Поскольку до сих пор такую идею никто не реализовал и не выложил в сеть Интернет, я продемонстрирую свою. В связи с этим мне понадобилось немного поэкспериментировать. Но все мои труды были щедро вознаграждены; мое пианино с RGB светодиодной подсветкой выглядит замечательно и прекрасно дополняет рождественскую елку!
Выше представлено видео, которое демонстрирует, как выглядит пианино и как происходит смена цветов, когда я играю на пианино.
Шаг 1: Компоненты проекта
Требования:
- Знание электроники
- Небольшой опыт работы с контроллером Arduino
Сложность: Средняя (установка, реагирующих на звук пианино RGB светодиодов, требует определенного опыта).
Цена: Для меня устройство обошлось примерно в $7, поскольку там, где я живу, все очень дешево стоит.
Время выполнения проекта: Неделя или около 6 часов непрерывной работы.
Материалы:
- Плата Arduino
- RGB светодиодная лента (3м)
- Транзисторы 2N2222 — 6 штук.
- Резисторы – 220 Ом (6 штук).
- Операционный усилитель LM358 или LM324 – Я использовал LM324, поскольку он просто был у меня под рукой
- Электретный микрофон – также называемый емкостной микрофон
Опыт, который вы получите от данного проекта:
- Управление RGB светодиодными лентами посредством контроллера Arduino.
- Возможность научиться посредством контроллера Arduino измерять уровень окружающего шума – с помощью электретного микрофона с операционным усилителем.
- Заставить RGB светодиоды реагировать на звук – даже если у вас НЕТ пианино. Данный проект продемонстрирует, как заставить RGB светодиоды изменять цвет в зависимости от звука, и полученный опыт можно будет использовать на вечеринках, дискотеках, для рождественских деревьев и т.д.
Шаг 2: Создание транзисторной схемы
Транзисторы предназначены для усиления тока от контроллера Arduino для светодиодной ленты. Я использовал транзисторы 2N2222, поскольку они рассчитаны на ток до 600мА. Этого вполне достаточно для обеспечения яркости светодиодной ленты длиной 1 метр.
Следовательно, для ленты длиной 2м нам потребуется шесть транзисторов (3 для каждой ленты – из красных, зеленых и синих светодиодов). Смотрите выше диаграмму Fritzing и мою схему, чтобы собрать транзисторную схему на макетной плате.
Шаг 3: Подготовка RGB светодиодной ленты
Для данного проекта необходимо две RGB светодиодные ленты длиной 1м, то есть лента общей длиной 2 метра. Начните с 1 метровой ленты. Припаяйте провода, как показано на первом изображении. Затем заизолируйте место пайки с помощью изоляционной ленты. Также можно заизолировать провода, как показано на последнем изображении; это поможет облегчить их подсоединение к макетной плате.
Шаг 4: Подготовка электретного микрофона
Определение полярности:
Сначала необходимо определить, какой из выводов положительный «+», и какой из них отрицательный «-«. Используя прибор для контроля целостности цепей определите какой из выводов микрофона подсоединен к внешнему металлическому кожуху. Этот вывод – земля, а второй «+».
Припаивание проводов к микрофону:
Припаяйте провода (длиной около 15 см) к микрофону, как показано выше. Я использовал зеленый провод в качестве заземляющего вывода, и желтый в качестве положительного вывода «+».
Шаг 5: Создание схемы усиления микрофона
Сам микрофон передает очень слабый сигнал, поэтому я использовал операционный усилитель для усиления сигнала для Arduino, чтобы считать информацию с его аналогового входа.
Я использовал 4-хканальный операционный усилитель LM324, но это конечно перебор, поскольку нам нужен всего лишь один канал. Также можно использовать 2-хканальный операционный усилитель LM358 – в нем лишь выводы питания отличаются, остальная цепь аналогична. К слову, одноканальный операционный усилитель 741 работает очень плохо.
Смотрите схему и изображения для этой цепи.
Шаг 6: Подсоединение к Arduino
Вы может купить джамперы типа папа-папа, но я сделал их самостоятельно, используя контактный соединитель и несколько обычных перемычек. Смотрите 2-е изображение. Обратитесь к схеме Fritzing и изображениям, которые демонстрируют, как подсоединить контроллер Arduino к макетной плате схемы.
Шаг 7: Тестирование RGB светодиодной ленты
Перед тем как продолжить, вам сначала следует проверить работу RGB светодиодной ленты и задающей схемы. Загрузите нижеуказанный скетч в Arduino.
Примечание: Если вы используете не Non-Mega плату (как Uno), не забудьте изменить выходные выводы для светодиода на ШИМ совместимые выводы на вашей плате (для Uno будут задействованы выводы 2, 3 и 4).
Шаг 8: Тестирование и калибровка схемы усиления микрофона
Тестирование схемы усиления:
Данная процедура предназначена для проверки работоспособности схемы усиления микрофона. Просто подсоедините светодиод к выходу (вывод 1) операционного усилителя и посмотрите, как изменяется его яркость в зависимости от уровня звука.
Использование Arduino для тестирования: Это более точный метод проверки. Загрузите скетч AnalogReadSerial в Arduino.
(File > Examples > AnalogReadSerial)- (Файл > Примеры > AnalogReadSerial)
Теперь откройте Processing (обработка) и скопируйте код, указанный внизу (graph_line.pde). Затем запустите программу Processing. Как лишь Arduino отправит значения вывода A0 через USB, программа обработки определит эти значения на диаграмме «аналоговые значения – время» в диапазоне от 0 до 1023.
Когда вы хлопните в ладоши или немного пошумите, крутизна сигнала на диаграмме станет соответственно выше.
Шаг 9: Загрузка кода в контроллер Arduino
Скопируйте код из файла ниже в окно среды разработки IDE Arduino. Перед загрузкой, заметьте, что если вы используете non-mega плату, измените выходные выводы светодиода на 2, 3 и 4.
Код обновлен 27 декабря 2014: piano_new_way.ino
Шаг 10: Установка RGB светодиодных лент на пианино
Используя 2-хстороннюю и обычную клейкую ленту, приклейте две RGB светодиодные ленты к задней стороне пианино, как показано на изображении выше. Не беспокойтесь, лента не повредит деревянную поверхность пианино, и ее можно легко снять в дальнейшем. Но не используйте слишком большое количество клейкой ленты. Проводные коннекторы для каждой ленты должны быть доступны сверху пианино.
Шаг 11: Подсоединение светодиодной ленты
Подсоедините каждую ленту к транзисторной задающей схеме на макетной плате, как показано выше. Вы можете использовать схемы Fritzing, показанные на предыдущих шагах. Обычно каждый канал (R, G и B) подсоединяется к коллектору каждого транзистора.
Шаг 12: Окончание!
Подсоедините положительный провод 12В источника питания к «+» проводу каждой RGB светодиодной ленты, и также «Vin» вашей платы Arduino. Заземляющий провод подсоединяется к земле Arduino.
Ну вот, теперь может подать питание, и ваша RGB светодиодная лента красиво загорится позади вашего пианино! Игра на пианино приведет к изменению цвета огней в зависимости от громкости вашей игры.
Данный проект отлично подходит вечеринок, дискотек, клубов и в моем случае для Рождества!!! Конечно, вам не нужно играть на пианино – вы можете разместить эти светодиодные ленты, реагирующие на уровень звука, где угодно: на стене, столе, диване, в спальне или на вашей рождественской елке!!!
Прикрепленные файлы:
- piano_new_way.rar (4 Кб)