Saia de equalizador de som reativo vestível: 21 degraus (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Por um tempo, eu queria criar uma peça que interagisse com o som. A saia Equalizer possui componentes eletrônicos integrados que reagem ao nível de ruído em seu ambiente. Os LEDs integrados são organizados como barras de equalização para destacar o comportamento reativo ao som. Dependendo da intensidade do som, apenas alguns ou todos os LEDs acendem.

Integrar os eletrônicos certos sem torná-los visíveis não foi muito fácil, pois a saia tem um ajuste justo. Além disso, eu queria que a saia Equalizer se parecesse com uma saia normal, sem furos sempre que as luzes se apagassem. Levei algum tempo para encontrar os LEDs e o método corretos, já que as fitas de LED pré-fabricadas ou fitas de LED eram muito volumosas e não flexíveis o suficiente para a saia.

Usar rosca condutiva é geralmente uma maneira fácil de integrar componentes eletrônicos. No entanto, quando se trata de conectar vários LEDs RGB a uma tira, a resistência do fio condutor é muito alta. Os LEDs precisam ser costurados bem próximos, caso contrário, eles começarão a piscar e / ou mostrar a cor errada.

Neste manual, mostrarei como fazer uma faixa de LED feita sob medida, muito fina e flexível, bem como conectar os componentes eletrônicos e integrar as luzes ao couro.

Etapa 1: o design

Esta saia de couro tem 5 colunas com 3 a 6 luzes cada e 20 LEDs no total. Os LEDs e os componentes eletrônicos são fixados na parte interna da saia. As luzes brilham através de orifícios na camada superior, que são fixados com ilhós e cola quente. Como os ilhós parecem pequenos tachas, a saia ainda fica bonita mesmo quando as luzes estão apagadas.

Etapa 2: suprimentos

Materiais:

• Couro
• Resina
• Zíper
• ou pegue uma saia
• 20 x LEDs RGB [tipo WS2812B] da SparkFun
• Microcontrolador [Flora] da Adafruit
• Amplificador de microfone da Adafruit ou SparkFun
• Bateria 3,7 - 5 V SparkFun ou Amazon
• Fio flexível [revestido com silicone ou PVC] da Adafruit
• Termoencolhível
• 3 fios de jumper macho
• 3 x fios de jumper feminino
• Velcro com costas adesivas de 10 cm
• Ilhós 20 x ¼”

Ferramentas:

• Ferro de solda
• Fio de solda
• Kit de ferramentas ilhós
• Martelo
• Pistola de cola quente + cola
• Fita métrica
• Governante
• Tesoura
• Giz de tecido ou caneta
• Agulha e linha
• Máquina de costura
• Computador e cabo USB

Opcional:

• Ferramenta para soldar mãos que ajudam
• Crocodile snaps
• Ferramenta de crimpagem de arame

Etapa 3: LEDs RGB WS2812B

Na imagem acima você pode ver LEDs WS2812B RGB - SMD 'nus'. Cada LED tem um tamanho 5 x 5 mm pequeno e um LED vermelho (R), um verde (G) e um azul (B), bem como um minúsculo chip de driver. Os LEDs WS2812B são endereçáveis, o que significa que você pode controlar a cor e o brilho de cada LED individual. Portanto, quase todos os padrões imagináveis podem ser programados.

Cada LED possui quatro contatos de soldagem: um para aterramento, um para alimentação e um para entrada de dados e um para saída de dados. O pino de aterramento é marcado com uma borda cortada na parte superior do LED, próximo ao pino de aterramento está o pino de entrada de dados. Na diagonal em relação à entrada de dados está a saída de dados, que será conectada ao pino de entrada de dados do próximo LED. O último pino é o pino de alimentação. Os pinos de dados são necessários para transmitir as informações sobre o brilho e a cor que os LEDs devem ter.

Se precisar de mais informações, vá para a página do produto Sparkfun, onde você pode encontrar a ficha técnica, um guia de conexão e um tutorial de LED.

Etapa 4: amplificador de microfone

A placa amplificadora de microfone de eletreto da Adafruit vem com um microfone de eletreto de 20-20 KHz, bem como 3 pinos de solda para conectá-lo a um microcontrolador. OUT precisa ser conectado com o pino do microcontrolador definido no código, GND será conectado ao aterramento e o VCC a uma fonte de alimentação entre 2,4 - 5 V. Use a fonte de alimentação "mais silenciosa" disponível na placa. No Flora este seria o pino de 3,3 V.

O amplificador de microfone de eletreto é ótimo para gravação de áudio ou projetos reativos de áudio como esta saia de LED. Você pode encontrar mais informações sobre o microfone na ficha técnica da Adafruit.

Etapa 5: microcontrolador vestível

Existem muitos microcontroladores vestíveis para escolher. Você pode encontrar uma visão geral das diferentes pranchas na etapa 3 do guia Jellyfish Skirt. Para este projeto uma placa com um pouco mais de poder de processamento e memória é necessária porque o código é um pouco complexo. Trabalhar com uma placa menor provavelmente será mais complicado ou não funcionará porque não há memória suficiente.

Etapa 6: Fonte de alimentação

Usar bancos de energia em vez de baterias "nuas" de polímero de lítio (LiPo) é mais seguro porque a bateria é protegida em um case de alumínio. Os bancos de energia também são mais fáceis de recarregar e úteis caso você queira carregar outros dispositivos como o seu telefone. No entanto, neste projeto estou trabalhando com uma bateria de polímero de lítio "nua" porque preciso de uma bateria pequena e descarregada. Como a saia tem um ajuste justo, não há muito espaço extra para um grande banco de energia.

O LiPo vem com um conector JST de 2 pinos, que pode ser conectado ao microcontrolador. A bateria tem cerca de 4,2 V quando totalmente carregada e morre em 3,0 V. Os LEDs devem funcionar com uma fonte de alimentação de 5 V, mas também funcionam com uma bateria de 3,7 V.

Calculando o tempo de execução de sua bateria: Um LED consome cerca de 60 mA (miliamperes) de corrente. Imagine que você tenha 20 LEDs em sua faixa, eles consumirão no máximo 1.200 mA no total. Uma bateria de 1200mAh (miliamperes-hora) pode fornecer 1200mA por uma hora; portanto, se sua bateria tem capacidade de 2,500 mAh, os LEDs acenderão por pelo menos duas horas: 2,500 mAh / 1, 200 mA = 2,08 h

No entanto, se você decidiu por um LiPo, verifique primeiro o Tutorial de cuidados com a bateria LiPo do Sparkfun.

Etapa 7: projetar e costurar a saia

O design é baseado em um padrão clássico de saia com cintura alta. Existem dois dardos na frente e nas costas. Na parte de trás da saia, acrescentei um zíper e movi dois (dos quatro dardos originais) para o centro das costas. Como a faixa de LED pode coçar um pouco, eu também recomendo costurar um forro na saia. Reduzi o comprimento da saia para 42 cm. Confira este tutorial "como costurar uma saia" se precisar de ajuda.

No final, a tira de LED, bem como a bateria, o microfone e o microcontrolador serão fixados na parte interna da saia. Em suma, pode ser um pouco pesado para materiais mais macios como o algodão e o peso pode puxar o tecido. Para minha saia usei couro fino e não tive esse problema.

Caso você não queira costurar sua própria saia, basta ir em frente e usar uma que você já tenha. Certifique-se de que o tecido seja espesso o suficiente.

Etapa 8: Design de layout de LED

Agora pense em quantos LEDs você deseja usar para sua saia e onde colocá-los. A saia de couro tem 20 LEDs no total. 5 colunas com 3 a 6 LEDs cada são dispostas no lado direito da saia. Como os LEDs serão reativos ao som, eu queria que eles se parecessem com barras de equalização.

Marque os pontos de LED no topo de sua saia com um pouco de giz de tecido. Posteriormente, todos os LEDs serão conectados em uma linha. O início da string LED será no centro da frente da saia.

Etapa 9: faça furos na saia

Na próxima etapa, vá em frente e integre os ilhós na camada superior da saia [não no forro]. Faça um pequeno furo no tecido em cada ponto marcado. Cuidado: primeiro corte um pequeno orifício e verifique se o orifício cabe dentro. Se o buraco for um pouco grande demais, o ilhó vai cair.

Coloque o ilhó mais profundo na camada superior da saia, através do orifício. Segure o ilhó e vire cuidadosamente a saia do avesso.

Etapa 10: inserir ilhós

Agora coloque o molde de metal (ou às vezes de borracha) sob o ilhó superior. Coloque a arruela na parte de trás do ilhó. Segure o carimbo no topo do ilhó mais profundo e com um martelo, coloque cuidadosamente o ilhó e a arruela em sua posição permanente. Repita até que todos os ilhós estejam na saia.

Etapa 11: Solde o primeiro LED no fio terra

Agora é hora de soldar as luzes individuais juntas em um fio de LED. Certifique-se de usar um fio muito flexível porque será mais fácil de trabalhar. Corte um fio longo o suficiente para conectar todos os LEDs. Este será o fio terra contínuo.

Use uma tesoura para remover um pouco do plástico ao redor do fio terra após os primeiros 10 cm. Coloque o primeiro LED dentro da ferramenta auxiliar de solda voltado para baixo. Prenda o fio terra dentro do clipe oposto. Mova os dois clipes juntos até que a parte do fio em branco esteja bem ao lado do pino de aterramento do LED. Em seguida, empurre o ferro de solda quente em cima do fio e do pino de aterramento e aqueça por cerca de dois segundos. Pegue o fio de solda e segure-o ao lado do ferro de solda acima do pino e do fio em branco. Em seguida, espere até que o fio de solda derreta e o LED esteja preso ao fio. Remova o fio de solda antes do ferro de solda e espere até que a junta esfrie.

Observação: o lado mais curto do fio (10 cm extras) precisa estar do mesmo lado que o pino de entrada de dados. Caso contrário, a faixa de LED ficará de cabeça para baixo e os dados não serão capazes de viajar na direção certa.

Etapa 12: Soldar um pouco mais

Para o segundo LED, meça a distância entre o primeiro e o segundo ilhó de sua saia. Use uma tesoura pequena para remover o revestimento de silicone ou PVC ao redor do fio onde o segundo LED será soldado. Solde o segundo LED no fio terra e repita até que cada ilhó tenha seu próprio LED.

Etapa 13: soldar o fio elétrico na faixa de LED

Corte um fio tão longo quanto o fio terra. Este fio será soldado ao pino de alimentação (diagonalmente em relação ao pino terra) dos LEDs. Mais uma vez, remova o revestimento de silicone ou PVC ao redor do fio nos mesmos pontos e solde o fio no pino de alimentação.

Etapa 14: Soldar o fio de dados entre os LEDs

Agora vá em frente e solde fios individuais mais curtos entre os pinos de dados dos LEDs. O fio de dados é cortado entre cada luz, de modo que o sinal de dados passará pelo chip do LED antes de passar para o próximo LED. Você precisará de um fio de dados no primeiro LED da sua tira (pino de entrada de dados), mas nenhum fio no pino de saída de dados de seu último LED.

Dica: Ajuda a derreter um pouco do fio de solda nas pontas do fio antes de soldar os fios nos pinos.

Etapa 15: Baixe o IDE do Arduino, instale a biblioteca Neopixel e carregue o código

Caso você não tenha trabalhado com um microcontrolador Arduino antes, você precisará baixar o IDE Arduino (Ambiente de Desenvolvimento Integrado). Este é um software para escrever programas e carregá-los em seu microcontrolador Arduino. A biblioteca vem com alguns programas de exemplo básicos. Você pode baixar o software do site do Arduino. Ao trabalhar com o Flora, siga as etapas no site da Adafruit para modificar seu IDE do Arduino.

Como não existe um programa de exemplo na biblioteca do Arduino para LEDs RGB, você precisará baixar uma biblioteca adicional para trabalhar. A biblioteca NeoPixel da Adafruit é fácil de entender e trabalhar. Baixe a biblioteca aqui. Abra o Arduino IDE e instale a biblioteca acessando Gerenciar Bibliotecas. Uma janela se abrirá e você terá que selecionar o arquivo zip Adafruit.

Agora abra um novo esboço em Arquivo> Novo. Vá para a página LED Ampli-Tie e copie e cole o código em seu esboço. No código, altere o número de LEDs para o número real de LEDs que você está usando em seu projeto. Você também precisa definir o pino ao qual sua faixa de LED será conectada no microcontrolador e o pino para o microfone. Agora selecione seu microcontrolador em Ferramentas> Placa. Depois de conectar seu microcontrolador com um cabo USB ao seu laptop, clique na seta no canto superior esquerdo do desenho. Isso fará o upload do programa para o seu microcontrolador. Se um erro laranja aparecer em seu esboço, copie o texto e faça uma pesquisa no Google para encontrar uma solução.

Nota: O pino analógico (A) não tem necessariamente o mesmo número do pino digital (D). Os números dos pinos digitais estão escritos na placa. Você pode encontrar os números dos pinos analógicos no Diagrama de Pinagem da Flora. O pino definido em seu código para o seu microfone precisa ser um pino analógico - a faixa de LED um pino digital.

Etapa 16: Teste sua tira de LED

Primeiro, prepare seu microcontrolador. Você precisará cortar três fios de jumper fêmeas e soldá-los em seu microcontrolador. Solde os fios de dados nos pinos que você definiu em seu código (eu usei D10 e D12, mas você deveria estar usando D6 e D9 - esses pinos já estão definidos no código Ampli-Tie). Os dois fios terra e energia podem ser soldados em um pino cada. Prenda as juntas com um pouco de cola quente.

Em seguida, corte três fios de ligação macho e solde-os no início da faixa de LED. Prenda a junta com um pouco de termorretrátil. Isso o ajudará a conectar e desconectar as luzes da placa. Também é mais seguro porque o plugue sairá antes que um fio se solte da placa ou faixa de LED. Isso pode acontecer facilmente ao usar aparelhos eletrônicos.

Agora você pode conectar sua faixa de LED à placa e testá-la. Eu carreguei o NeoPixel strandest (programa para acender os LEDs sem microfone) primeiro para ver se todas as luzes estão funcionando. Você também precisa conectar a placa a um LiPo ou ao seu computador para obter uma fonte de alimentação. Como você pode ver na foto, usei fotos de crocodilo primeiro.

Etapa 17: prepare seu microfone

Solde um fio em cada pino. Use os outros três fios de jumper fêmea e solde-os nas pontas dos fios. Em seguida, carregue o código LED Ampli-Tie em seu micocontrolador. Lembre-se de alterar o número de LEDs, bem como o pino analógico e digital no código. Conecte suas luzes e microfone com sua placa e teste-o.

Etapa 18: Integrar LEDs na saia

Quando todos os LEDs estiverem funcionando, você pode prosseguir e integrar os LEDs em sua saia. Vire a saia do avesso e coloque um pouco de cola quente ao redor do primeiro orifício. Coloque o primeiro LED (o lado que acende voltado para baixo) no primeiro orifício no topo da cola. Em seguida, coloque um pouco de cola quente em cima do LED, deixe esfriar um pouco e empurre com o dedo até esfriar. Se as juntas de solda não estiverem firmes o suficiente, coloque um pouco mais de cola por cima. Repita até que todos os LEDs estejam colados em um ilhó.

Etapa 19: Preencher os ilhós

Depois que todos os LEDs estiverem colados nos ilhós, vire a saia para a direita novamente e preencha os ilhós com cola quente. Segure com cuidado a pistola de cola quente um pouco acima do orifício e deixe um pouco de cola pingar no orifício. Para obter uma superfície uniforme e lisa, mova lentamente a pistola de ar quente em círculos enquanto preenche o orifício.

Etapa 20: Integrar eletrônicos na saia

Na última etapa, corte três pedaços de velcro com fundo adesivo: um para o microfone, um para o microcontrolador e um para a bateria. Cole a peça áspera de Velcro em seus eletrônicos e o lado mais macio correspondente dentro de sua saia no couro. Ajuda a vestir a saia e a escolher um bom local para a eletrônica antes de colar o velcro no couro.

Etapa 21: vista sua saia

Tudo pronto. Agora você pode conectar a bateria, o microfone e as luzes em seu microcontrolador e acender.

Se você quiser aprender mais sobre LEDs RGB e programar seus próprios padrões, verifique a biblioteca FastLED. Para mapear seus LEDs e adicionar botões de troca ao seu projeto, recomendo trabalhar com a biblioteca RGBShades da macetech.

Caso você tenha alguma dúvida ou algo não esteja claro, fique à vontade para perguntar. Divirta-se usando suas luzes!

Grande Prêmio no Concurso de Tecnologia para Vestir