Gravata borboleta Sonic, de David Boldevin Engen: 4 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Uma gravata borboleta compacta, capaz de exibir continuamente o som ao redor em quatro frequências diferentes em seus dois conjuntos de LEDs 4x5 espelhados

Este tutorial explicará como fazer uma gravata borboleta que fará você se destacar na multidão.

O que você precisa para este projeto:

1 Arduino Pro Micro ou um Arduino de tamanho semelhante que funciona a 16 MHz

40 LEDs de 3 mm

1 botão simples

1 microfone de eletreto

1 bateria recarregável 3.7V 800mAh 25C 1 célula LiPo

10 resistores de 100Ω

1 resistor de 10kΩ

1 resistor de 220Ω

Acesso a uma máquina PCB (placa de circuito impresso)

Uma gravata borboleta ajustável barata com gancho / clip ou apenas a fita de pescoço ajustável com gancho / clip

Etapa 1: Imprimir o PCB

Ao imprimir uma placa de circuito, pode ser necessário adaptar o arquivo.cmp para atender aos requisitos do fabricante. No entanto, a placa no original foi feita usando um método bastante impreciso, portanto, a maioria dos fabricantes provavelmente será capaz de produzir a placa de circuito impresso sem alterações. Nas fotos, você pode ver a frente e o verso do PCB. O projeto assume que os orifícios de soldagem não incluem vias e que as vias só podem ser colocadas separadamente (em PCBs com mais de uma via lateral são conexões entre camadas).

Cada luz é dirigida individualmente usando uma técnica chamada Charlieplexing permitindo muito menos nós de entrada do que uma matriz de LED normal, a desvantagem é que apenas a luz pode ser ligada por vez, o que define um limite de quão grande a matriz pode ser e sem piscar perceptível. Charliplexing funciona ao invés de ter dois sinais 1 e 0, ele tem três 1, 0 e Z. Onde Z funciona como um circuito aberto, por ter uma impedância muito alta. Assim, cada luz é ligada tendo o nó uma combinação de 1, 0, Z, Z, Z, o que significa que a corrente só pode ir de um nó a outro por vez.

Etapa 2: Soldar tudo junto

Ao soldar as luzes no PCB, é muito importante soldar consistentemente o lado positivo do LED aos quadrados e o negativo ao círculo. Fazer o oposto fará com que o endereço no código acenda as luzes erradas, e a inconsistência fará com que várias luzes sejam acesas pelos mesmos estímulos.

Em seguida, solde os 10 resistores de 100Ω na frente da gravata borboleta.

Em seguida, conecte as outras peças da maneira mostrada no diagrama de circuito, não há problema em soldar a bateria diretamente no Arduino, pois ela será recarregada quando o arduino for conectado via USB. Antes de colar todas as peças na parte de trás do PCB, você deve testar se há erros no arranjo.

Etapa 3: Upload de código e depuração

Faça upload do código acima. Quando tiver sido carregado, pressione o botão para ativá-lo, agora uma forma de triângulo apontando para dentro deve rolar para cima ou para baixo na gravata borboleta.

Caso contrário, use a função Blink (LED), que recebe uma entrada de um número de 1 a 20, para cada luz individualmente no loop while (mode = 0) no loop void enquanto comenta o resto daquele while ciclo.

void loop () {

enquanto (modo == 0) {

Piscar (1); // Teste um por um para ver se as luzes estão funcionando como deveriam e quais não

// Pisca (2); // próximo passo até 20

/ * if (digitalRead (botão) == 0) {

modo = 1;

Desligado();

turnOn (1);

atraso (200);

pausa;

}

Desligado(); * / // esta seção é comentada durante a depuração

}

…..

Depuração:

Se houver luzes diferentes em cada lado, há algo errado com a solda e você deve dessoldar as luzes afetadas e executar a etapa 2 novamente.

Se os pares de 2 luzes estiverem desligados, pode haver vias ausentes.

Se duas luzes sempre acendem juntas e são menos brilhantes do que as outras, uma delas foi soldada do lado errado.

Se cada luz acender individualmente, mas não siga o padrão descrito nas instruções no início do código, você confundiu a etapa 2.

outros problemas podem surgir de conexões ruins ou um curto-circuito no PCB.

Atenção: Este segmento é muito técnico e desnecessário para confecção de gravata borboleta

Eu escrevi o código de análise de espectro especificamente para um Arduino com uma frequência de clock de 16 MHz. Portanto, não tenho certeza de como funcionará bem em outros sistemas, pode fazer com que todas as bandas reajam de maneira muito diferente, mas pode não mudar muito.

Ele funciona pegando 60 amostras em cerca de 6,7 ms, que é uma frequência de amostragem de aproximadamente 8,9 kHz. Em seguida, analisando-os de 4 maneiras diferentes, dando 4 frequências diferentes.

A análise de frequência mais alta funciona comparando todas as outras amostras com a próxima, elevando o valor ao quadrado e somando-o para cada par de amostras. Isso dá o efeito mais alto em torno da metade da frequência de amostragem, então é um filtro passa-banda em torno de 4, 4kHz.

Uma fórmula matemática aproximada para análise:

Σ (sq (x [2n-1] -x [2n]))

O próximo funciona de maneira muito semelhante, mas primeiro adiciona duas amostras por vez. Isso efetivamente dá a metade da frequência de amostragem do último sistema enquanto filtra as frequências mais altas, criando um filtro passa-banda em torno de 2, 2kHz.

O próximo sistema faz o mesmo, mas em vez de adicionar 2 amostras por vez, adiciona 10, que se torna um filtro passa-banda para 440Hz.

A última análise soma as primeiras 30 amostras e as compara com a soma das últimas 30. Isso se torna efetivamente um filtro passa-banda para 150Hz.

Etapa 4: cole tudo junto

É importante manter o Arduino separado do PCB, pois isso pode causar curto-circuito se eles entrarem em contato. Isso pode ser feito colando-os com fita isolante entre eles. também é vantajoso ter a bateria em uma asa da gravata borboleta e o microcontrolador na outra para equilíbrio. Você deve tentar manter o centro da gravata borboleta bastante vazio, pois é onde você conecta a fita do pescoço, com a possível exceção do microfone, que deve sobressair alguns milímetros e apontar para o seu esôfago, isso significa que quando você fala todos verão isso da forma mais clara.

Lembre-se: na parte de trás da gravata borboleta, a funcionalidade é muito mais importante do que a estética, pois ninguém verá isso.