Espelho Arduino Infinity (Bluetooth e Reativo ao Som): 9 etapas (com imagens)

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

Criei um Infinity Mirror para um projeto escolar com Arduino que você pode controlar com seu telefone ou tablet usando Bluetooth. O espelho também possui um microfone embutido que detecta som / música e reage de acordo com a geração de luzes estroboscópicas atraentes na batida da música! Basta iniciar o aplicativo, conectar-se ao bluetooth e ver a mágica acontecer!

Neste Instructables, vou mostrar como você pode fazer este espelho infinito. Então vamos começar!

Etapa 1: Reúna os materiais

Para fazer este espelho infinito, você precisará dos seguintes materiais:

1) Arduino Uno ($ 30)

Você também pode usar um tipo diferente de Arduino, mas isso depende inteiramente de você.

2) Mini breadboard ou PCB ($ 5)

Eu usei a placa de ensaio para prototipagem e depois soldou tudo a uma placa de perfu / stripboard.

3) Fita LED WS2813 Digital 5050 RGB - 144 LEDs (1 metro) ($ 25)

Você também pode usar uma faixa de LED diferente, mas certifique-se de que todos os LEDs podem ser endereçados individualmente. Certifique-se também de que a faixa de LED fornece uma tensão "extra" de 5 V para cada metro de LED. Isso ocorre porque a tensão cai sobre a faixa e a corrente no início pode aumentar consideravelmente. (e talvez queime o início de sua faixa de LED!) Você pode ler mais sobre isso aqui: Powering Neopixels.

4) Fios de protótipo ($ 3)

As cores não importam em geral, mas é muito útil tê-las como referência para você. Usei branco, preto, vermelho, verde, amarelo, laranja e azul.

5) Cabo USB A para B ($ 4)

Isso será usado para fazer upload de seu código Arduino para a placa Arduino Uno.

6) Fonte de alimentação de comutação do poço médio - 5V 10A ($ 15)

Isso será usado para suportar a faixa de LED com tensão externa de 5 V, porque o próprio Arduino não é potente o suficiente para acender todos os LEDs. Você também pode optar por usar uma fonte de alimentação com adaptador de parede, mas certifique-se de que funciona com 5V.

7) Cabo de alimentação de 230 V com plugue ($ 3)

Isso será usado para conectar a fonte de alimentação comutada ao soquete de alimentação de 230V. Dependendo de onde você mora, a quantidade de voltagem da tomada pode variar. Em qualquer caso, você precisará de um cabo adequado com plugue.

8) Módulo Bluetooth HC-06 Transceptor RF escravo 4-PIN ($ 8)

Este módulo será usado para enviar dados do seu telefone ou tablet para o Arduino. Este módulo bluetooth só pode servir como escravo. O pino / senha padrão do bluetooth é 1234.

9) Módulo de sensor de detecção de som 3-PIN ($ 3)

Este módulo será usado para detecção de som, pois possui um microfone embutido. Defina o potenciômetro para a quantidade desejada de som em que um sinal é gerado. Você também pode usar um sensor de som diferente, mas isso é com você.

10) Resistor 220 Ω ($ 0,25)

Isso será usado para controlar as tensões dos LEDs. Se você não usar isso, os LEDs ficarão muito quentes. Um resistor de 220Ω tem listras vermelhas, vermelhas e marrons nessa ordem. A última faixa representa a tolerância. Ouro significa ± 5%. Mais informações aqui: Resistor de 220 Ohm.

11) Capacitor eletrolítico 1000uF 16V ($ 0,25)

Isso será usado para adicionar e armazenar capacitância (energia) em seu circuito. Mais informações aqui: Capacitores eletrolíticos.

Caixa e espelho:

Estes são os materiais e dimensões que usei para criar minha caixa. Você também pode optar por comprar uma moldura ou caixa pré-fabricada que seja grande o suficiente para caber um espelho reflexivo unidirecional, espelho normal, LEDs e componentes eletrônicos. Eu só recomendo construí-lo sozinho se você tiver as ferramentas e os materiais corretos.

12) Vidro 25 x 25 cm (3 mm de espessura) ($ 5)

O vidro será usado como um espelho reflexivo unidirecional, para o qual você precisará do filme para janela de espelho unidirecional (ver 13). Você também pode optar por comprar um espelho unidirecional / espelho semitransparente, que seja grande o suficiente para caber em sua caixa. Você mesmo pode cortar vidro com um cortador de vidro (ver 22), mas eu recomendo consultar especialistas para fazer isso por você ou, melhor ainda, apenas comprar vidro com as dimensões corretas.

13) Filme colorido para janela de espelho unidirecional 30 x 30 cm (US $ 5)

Para replicar um espelho unidirecional, você precisará de vidro e um rolo de filme de janela de espelho unidirecional colorido, que será aplicado no vidro com água e sabão (ver 29). A razão pela qual é ligeiramente maior do que o vidro é porque vai encolher com o tempo. Se você optar por comprar um espelho unidirecional como mencionado acima, você não precisará dele.

14) Espelho 25 x 25cm (3mm de espessura) ($ 5)

Apenas um espelho normal, como o que você tem no banheiro. Isso será usado, junto com o espelho unidirecional, para criar o efeito "infinito".

15) 2x ripas de madeira espessa 25 x 10 x 2 cm ($ 2)

Duas ripas de madeira para a parte superior e inferior da caixa.

16) 2x ripas de madeira grossa 27 x 10 x 2 cm ($ 2)

Duas ripas de madeira para o lado direito e esquerdo da caixa.

17) 2 ripas de madeira fina 25 x 2,5 x 0,5 cm ($ 1)

Duas ripas de madeira para a parte superior e inferior do interior da caixa (onde vão apoiar os espelhos e onde os leds ficam colados).

18) 2 ripas de madeira fina 24 x 2,5 x 0,5 cm ($ 1)

Duas ripas de madeira para o lado direito e esquerdo do interior da caixa (onde vão apoiar os espelhos e onde os leds estão colados).

19) Lata / spray de tinta preta

Usei isso para pintar minha caixa de preto para torná-la mais mesclada com o tema escuro.

Ferramentas:

Estas são as ferramentas de que você precisará para criar a caixa e também o espelho:

20) Fita métrica ($ 3)

Usado para medir sua caixa, é claro. Mais informações aqui: Como ler uma fita métrica.

21) Quadrado de medição ($ 5)

Também usado para medir sua caixa / materiais. Não é realmente necessário, mas pode ser muito útil.

22) Cortador / descascador de fio ($ 5)

Usado para descascar e cortar seus fios. Como alternativa, você também pode usar uma faca de cozinha ou uma faca Stanley. Mais informações aqui: Como descascar o fio.

23) Cortador de vidro ($ 5)

Usado para cortar vidro e espelhos. Como alternativa, você pode usar um diamante, mas eu não o recomendo. Mais informações aqui: Como cortar vitrais.

24) Chave de fenda / broca ($ 2)

Usado para apertar parafusos e fazer furos. Mais informações aqui: Como dirigir um saca-lenha.

25) Martelo ($ 5)

Usado para cravar pregos. Mais informações aqui: Como usar um martelo com segurança.

26) Cola para madeira ($ 5)

Se os parafusos ou pregos não forem bons o suficiente, você também pode aplicar um pouco de cola de madeira para manter as peças juntas. Mais informações aqui: Como colar madeira.

27) Serra ($ 5)

Utilizado para serrar madeira. Mais informações aqui: Como serrar madeira com um serrote.

28) Pregos ($ 3)

Usado para manter as peças juntas, no nosso caso permanentemente.

29) Parafusos ($ 3)

Também usado para manter as peças juntas, mas usando parafusos em vez de pregos, você pode facilmente desconectar as peças, se necessário.

30) Água e sabão

Usado para aplicar a película colorida de janela de espelho unidirecional no vidro. E também usado para limpar o espelho infinito. Se você quiser saber como instalar o filme para janela, pode seguir este tutorial: Como instalar o filme para janela.

31) Lixa ($ 1)

Usado para refinar as arestas vivas do vidro e da madeira.

Ferramentas de solda (opcional):

32) Ferro de soldar ($ 15)

Opcional se você optar por soldar tudo junto em vez de deixá-lo na placa de ensaio. Se você quiser saber como soldar, siga este tutorial: Como Soldar Eletrônicos.

33) Estanho de solda 0,6 mm - 100g ($ 5,50)

Usado para soldar os fios juntos.

34) Fio dessoldador - 1 mm 1,5 m ($ 1,50)

Usado para dessoldar os fios, caso você tenha cometido um erro acidental.

35) Tubos termorretráteis ($ 2)

Usado para manter fios soldados juntos com segurança.

36) Cabeçalho 1x 3 pinos fêmea (US $ 0,10)

Não é realmente necessário, mas pode ser útil se você não quiser soldar diretamente o sensor de detecção de som aos fios.

37) Cabeçalho 1x 4 pinos fêmea (US $ 0,10)

Não é realmente necessário, mas pode ser útil se você não quiser soldar diretamente o módulo bluetooth aos fios.

Etapa 2: conexões da placa de ensaio

Depois de montar os materiais, é hora de fazer seu primeiro protótipo usando uma placa de ensaio. O breadboard tem quatro colunas no total. As duas primeiras e últimas duas colunas azuis e vermelhas compartilham uma conexão verticalmente, representando as conexões + 5V (vermelho) e terra / GND (azul). As duas colunas no meio são onde seus componentes principais serão colocados. Você pode aprender mais sobre placas de ensaio aqui.

Portanto, o que você deseja fazer é conectar seu Arduino à placa de ensaio usando alguns fios de protótipo. Como mencionei antes, as cores não importam, mas são uma referência útil para você. Por exemplo, usei os fios vermelhos para representar o + 5V e os fios brancos para representar o GND. Também não importa onde você coloca seus pinos, contanto que eles permaneçam no mesmo circuito.

Em seguida, você deseja conectar sua faixa de LED à placa de ensaio. Você notará que ele tem de 3 a 6 fios, dependendo do tipo que você possui. O branco representa a entrada GND / min, o vermelho representa a entrada de + 5V, o verde representa o PIN de entrada de dados e o azul representa o PIN de entrada de dados de backup (não conecte a menos que o LED esteja conectado). Conecte a alimentação externa de 5 V e conecte-a à faixa de LED. Não se esqueça de conectar também o resistor e o capacitor conforme mostrado na imagem acima, ou você poderá queimar seus LEDs!

Por último, você deseja conectar o módulo bluetooth e o sensor de detecção de som à placa de ensaio. Atribua o sensor de detecção de som ao pino A0 (analógico). Quanto ao módulo bluetooth, você notará que ele possui um pino RXD e um pino TXD. Estes são para enviar e receber sinais. NOTA: conecte o pino TXD do módulo ao pino RXD do Arduino, e o pino RXD do módulo ao pino TXD do Arduino. Não para os mesmos pinos!

Etapa 3: codificar o Arduino

Portanto, a próxima etapa é codificar o Arduino. Você precisará do software Arduino IDE para fazer isso, que pode ser baixado aqui. Depois de fazer o download do IDE, abra um novo documento e copie e cole o seguinte código na janela do projeto:

#incluir

// Pinos que estão conectados ao Arduino

const int PIN = 6; // O pino de entrada da faixa de LED int NUMPIXELS = 144; // O número de pixels que acenderão const int SOUNDSENSOR = A0; // O pino de entrada do sensor de som

int ButtonState = 0; // Estado que é atribuído a um botão no aplicativo bluetooth

volume interno = 0; // Estado que verifica se há sinal no microfone ou não

// Variáveis de cor

Boolean PrimBlue = false; Boolean PrimGreen = false; booleano PrimRed = falso; Boolean PrimWhite = false; booleano PrimYellow = false; Boolean PrimOrange = false; Boolean PrimPink = false; boolean PrimPurple = false;

// Variáveis de luz e som

boolean SoundDetect = false; Boolean FullLight = false;

Tira Adafruit_NeoPixel = Adafruit_NeoPixel (NUMPIXELS, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup () {

pinMode (SOUNDSENSOR, INPUT); // Entrada do Sensor de Som pinMode (PIN, OUTPUT); // Entrada da faixa de LED

Serial.begin (9600);

strip.setPixelColor (0, 0, 0, 0); strip.setBrightness (0); strip.begin (); // Isso inicializa a biblioteca NeoPixel strip.show ();

}

void loop () {

// Define a quantidade de brilho de acordo com o byte do controle deslizante brilho = analogRead (A0) / 4; Serial.println (brilho); if (Serial.available ()> 0) {ButtonState = Serial.read (); }

// Ativar ou desativar LED e detecção de som

if (FullLight == 1 && SoundDetect == 0) {strip.setBrightness (ButtonState); strip.show (); } else if (FullLight == 0 && SoundDetect == 0) {strip.setBrightness (0); strip.show (); } else if (FullLight == 0 && SoundDetect == 1) {strip.setBrightness (brilho); strip.show (); } else if (FullLight == 1 && SoundDetect == 1) {strip.setBrightness (0); strip.show (); }

////////////////////////////// LED switch //////////////////////// ////

if (ButtonState == 'a') {primaryColors (); FullLight = 1; SoundDetect = 0; }

if (ButtonState == 'b') {

FullLight = 0; SoundDetect = 0; }

//////////////////////////// Chave de detecção de som /////////////////////// /////

if (ButtonState == 'c') {primaryColors (); SoundDetect = 1; FullLight = 0; }

if (ButtonState == 'd') {

SoundDetect = 0; FullLight = 0; }

//////////////////////////Cores primárias////////////////////// ////

if (ButtonState == '1') {primaryColors (); PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimRed = 1; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; }

if (ButtonState == '2') {

cores primárias(); PrimGreen = 1; PrimBlue = 0; PrimRed = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; }

if (ButtonState == '3') {

cores primárias(); PrimRed = 0; PrimBlue = 1; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '4') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 1; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '5') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 1; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '6') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 1; PrimPink = 0; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '7') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 1; PrimPurple = 0; } if (ButtonState == '8') {primaryColors (); PrimRed = 0; PrimBlue = 0; PrimGreen = 0; PrimWhite = 0; PrimYellow = 0; PrimOrange = 0; PrimPink = 0; PrimPurple = 1; }}

void primaryColors () {

para (int i = 0; i <NUMPIXELS; i ++) {if (PrimBlue == 1) {strip.setPixelColor (i, 0, 0, 255); } else if (PrimGreen == 1) {strip.setPixelColor (i, 0, 255, 0); } else if (PrimRed == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 0, 0); } else if (PrimWhite == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 255); } else if (PrimYellow == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 0); } else if (PrimOrange == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 102, 0); } else if (PrimPink == 1) {strip.setPixelColor (i, 255, 0, 255); } else if (PrimPurple == 1) {strip.setPixelColor (i, 102, 0, 204); } else {strip.setPixelColor (i, 255, 255, 255); }} strip.show (); }

Se for solicitado que você instale a biblioteca Adafruit NeoPixel, faça isso em Sketch> Import Library> Adafruit NeoPixel.

Etapa 4: Crie o aplicativo Bluetooth

Agora vamos entrar na parte interessante, construir seu aplicativo! Decidi usar um software de terceiros chamado MIT App Inventor 2 para fazer isso. Se você deseja baixar os arquivos do projeto (.aia) e fazer alterações no aplicativo, você pode baixá-lo abaixo. Mas você também pode baixar o próprio aplicativo (.apk) imediatamente, sem precisar codificar nada. Você só precisa instalá-lo no seu dispositivo.

Etapa 5: construir a caixa

Nesta etapa, construiremos a caixa / moldura para o espelho infinito.

The Outer Frame

Primeiro, corte a ripa grossa para a moldura externa (veja as fotos acima). Você precisará de duas peças de 27 cm de comprimento (para cima e de baixo) e duas peças de 25 cm de comprimento (para o lado esquerdo e direito). Agora pregue-os juntos cravando pregos nos cantos da caixa (4 para cada lado), mas certifique-se de que as bordas se encaixem perfeitamente. Você também pode optar por colá-los, mas isso é com você.

A Estrutura Interna

Em seguida, corte a ripa fina para a moldura interna (veja as fotos acima novamente). Você precisará de duas peças de 25 cm de comprimento (para cima e de baixo) e duas peças de 24 cm de comprimento (para o lado esquerdo e direito). Agora você deseja pregar cerca de 0,5 cm abaixo do topo da moldura externa usando 2 pregos para cada lado. Também apliquei um pouco de cola de madeira aqui para torná-los mais resistentes. NOTA: certifique-se de que o espelho unidirecional se encaixa perfeitamente dentro da moldura!

Perfurando o Orifício do Microfone

Como o microfone é um objeto sensível, ele deve estar livre de cobertura. É por isso que fiz um orifício na parte superior da moldura, de onde a cabeça do microfone ficará para fora. Não faça o orifício muito grande, porque você não quer que o microfone caia completamente fora do quadro.

Pintando sua moldura

Decidi pintar minha moldura quase de preto fosco para dar algum tipo de efeito escuro e misterioso. Se você também decidir pintá-lo, certifique-se de que não haja manchas grossas de tinta na moldura. Para evitar isso, você deve pintar suavemente a moldura com um pincel pequeno a médio. Além disso, você pode pintá-lo uma segunda vez se não estiver coberto o suficiente. Deixe secar por um ou dois dias.

Etapa 6: Soldar os eletrônicos em um PCB

Nesta etapa, soldaremos os componentes eletrônicos em uma placa de circuito impresso que mais tarde instalaremos na parte de trás de nosso espelho. Soldar não é obrigatório, mas eu recomendo fortemente fazê-lo para manter os componentes eletrônicos seguros no lugar. Soldei tudo passo a passo por "componente" à grade para evitar erros. Então, primeiro soldei o módulo de som na placa, depois o módulo bluetooth e, por último, as tiras de LED. Eu recomendo deixar algum espaço em branco entre os componentes que não podem se tocar diretamente, como os fios de entrada de + 5V e os fios de entrada GND (veja as fotos acima).

Depois de ter seus componentes soldados à placa, comece a fazer conexões em ponte aplicando um pouco de estanho entre os componentes sob a placa. Alternativamente, você pode descascar alguns fios e soldá-los aos componentes para fazer uma conexão em ponte.

Agora você deseja testar o circuito simplesmente conectando os fios ao Arduino. Certifique-se de que você também conectou a fonte de alimentação! Se os LEDs acenderem com sucesso, muito bem! Se eles não ligarem, no entanto, você pode querer verificar novamente o circuito e procurar conexões com defeito.

Etapa 7: Instale os eletrônicos na parte traseira

O próximo passo é instalar a eletrônica em um pedaço de madeira, que usaremos também para a parte de trás do espelho. Fixei a parte eletrônica na placa com alguns parafusos e colei dois blocos do lado direito e esquerdo da parte traseira que são usados para parafusar a parte traseira da caixa na própria caixa.

Etapa 8: montar os espelhos com a caixa

Agora é hora de montar os espelhos, colar os LEDs na moldura e colocar o sensor de detecção de som no lugar.

Espelho unidirecional

O espelho unidirecional será colocado na própria moldura, com o lado colorido voltado para baixo para o espelho e os LEDs. Para fazer este espelho você mesmo, você precisará da placa de vidro e do filme para janela escurecido. Primeiro corte a película da janela no tamanho certo, mas deixe cerca de 2 a 5 cm de espaço extra em cada lado. Em seguida, você deseja limpar completamente a janela e remover todos os restos de poeira. Em seguida, cubra a janela com um pouco de água e sabão e remova cuidadosamente o plástico da película da janela (você pode colocar fita adesiva em cada lado para removê-lo facilmente). Agora você também deseja cobrir o lado adesivo da película da janela com água e sabão para evitar que grude. Tudo o que você precisa fazer agora é colocá-lo em cima do vidro e varrê-lo firmemente no lugar (veja as fotos acima). Deixe secar por cerca de um dia e remova o restante da película da janela.

Cole os LEDs na caixa

O próximo passo é colar os LEDs na caixa, o que pode ser feito removendo o papel adesivo. Também recomendo aplicar um pouco de cola rápida na parte de trás da tira para evitar que se solte.

Coloque os espelhos e termine

A etapa final é colocar o espelho unilateral e o espelho normal no lugar. O espelho normal fica atrás da faixa de LED e o espelho unidirecional na frente. Cole-os no lugar com um pouco de cola rápida e aparafuse a placa traseira com os eletrônicos na parte de trás da caixa. Coloque o sensor de detecção de som no lugar, conecte todos os fios e pronto, pronto!

Etapa 9: Teste seu espelho infinito

Tudo que você precisa fazer agora é testar se tudo funciona. E é isso! Agora você construiu seu próprio espelho infinito com reatividade sonora e controlável por Bluetooth!: D

Não hesite em perguntar na seção de comentários se você tiver alguma dúvida.

Obrigado e divirta-se!