Comment construire une lampe cloud avec un éclair réactif au son

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Il y a quelques mois, un $3000 tonnerres et éclairs la lampe d'ambiance est devenue virale dans la communauté des fabricants. C'était une lumière incroyablement belle, mais l'étiquette de prix la laissait hors de la portée de quiconque avec sa raison intacte. Ce que nous allons faire aujourd'hui n'est pas exactement le même - nous faisons quelque chose de plus pratique, au lieu d'une œuvre d'art, mais ça va être beaucoup plus cool et plus personnalisable.

J'ai choisi d'omettre des enceintes en supposant que vous avez probablement déjà une bonne paire d'enceintes dans votre chambre que vous préférez utiliser, et franchement, mettre une enceinte dans une lampe est un peu bizarre. Au lieu de cela, j'ajouterai un microphone qui permettra à la foudre de réagir automatiquement aux bruits forts - soit d'un véritable orage, soit d'une bande sonore jouée depuis votre PC ou votre chaîne stéréo.

Nous allons également utiliser un brin de LED néopixel RVB complet (WS2812B), afin de pouvoir reproduire des couleurs autres que le blanc et contrôler chaque pixel.

Attention: l’alimentation que j’ai utilisée dans ce projet a des bornes à vis qui se connectent à un fil AC sous tension. Si vous n'êtes pas sûr de pouvoir câbler une prise, assurez-vous d'acheter un bloc d'alimentation entièrement fermé. À tout le moins, vous devrez enfermer le bloc d'alimentation dans une boîte de projet sécurisée.

Étape 0: Introduction

Voici une vidéo de démonstration du projet terminé. Jusqu'à présent, j'ai mis en œuvre plusieurs modes différents, de la foudre standard à un nuage acide trippant et à une lampe d'ambiance décolorée, qui peuvent être choisies à partir de la télécommande.

Le code complet et les bibliothèques nécessaires sont disponibles en téléchargement sur ce référentiel Github.

Étape 1: vous aurez besoin

• Brin WS2812B, généralement au prix d'environ 50 $ pour 5 mètres. Ne vous inquiétez pas si vous avez un autre type de brin Neopixel, il est presque certainement pris en charge par le FastLED mais votre câblage peut être différent (vous pouvez avoir besoin d'une ligne de synchronisation en plus du signal, par exemple).
• 5V, 10A + alimentation - J'ai acheté des unités 15A pour 11 $ chacune. Ils prennent une entrée 120-240V AC et produisent une sortie 5V lourde qui sera plus suffisante pour alimenter tous nos pixels à pleine luminosité, et l'Arduino.
• Câblage électrique, prise et interrupteur en ligne
• Clôture du projet
• Deux Arduinos. Les clones Funduino à 10 $ vont bien. Le second est nécessaire pour la télécommande, tandis que le premier contrôle la logique principale et les LED.
• Deux résistances de 2,2k (ou environ) Ohms - la valeur exacte n'a pas tellement d'importance, environ 1,5k à 47k devrait fonctionner.
• Planche à pain
• Récepteur IR TSOP4838
• Télécommande IR - J'ai acheté en gros pour environ 2 $ chacun, mais toute télécommande devrait fonctionner avec des modifications de code.
• Grand module microphone
• Scrap MDF bois pour couper votre base et une scie sauteuse.
• Matériau d'emballage en polystyrène / inserts de boîte.
• Rembourrage d'oreiller en polypropylène coton. J'ai tiré plus qu'assez de quelques horribles vieux coussins. Si ce n'est pas une option, vous devriez pouvoir en acheter de nouveaux pour environ 10 $, ou utiliser du coton encore moins cher. J'ai essayé avec les deux - le coton avait besoin de plus de travail pour le démêler et n'était pas aussi moelleux, mais à la rigueur, cela fonctionnera.
• Chaîne et crochets pour accrocher le nuage - devraient contenir plus de 5 kg.
• Pistolet à colle avec réglage basse température
• La colle en aérosol - plus facile à coller la farce sur votre nuage avec cela, mais un pistolet à colle pourrait également fonctionner.

Le coût total est d'environ 100 $ sans les outils, mais la plupart de ce que j'ai récupéré dans toute la maison. Tous les composants électroniques sont couramment disponibles; le microphone peut être trouvé dans un kit de capteur ou acheté individuellement.

Étape 2: couper la base

Découpez une base rugueuse dans un morceau de MDF avec une scie sauteuse - la forme exacte dépend évidemment de vous, mais pour une raison quelconque, un nuage est en forme de haricot dans mon esprit. Nous allons y attacher des crochets pour les suspendre, mais sinon, cela fournit simplement une base solide sur laquelle construire. La zone centrale sera réservée à l'électronique, au bloc d'alimentation et à la chaîne, donc assurez-vous d'avoir suffisamment d'espace pour placer au moins l'enceinte de votre projet avec des crochets qui l'entourent.

Étape 3: couche sur polystyrène

C'est l'étape la plus difficile et la plus créative, mais nous créons vraiment quelque chose de solide et un peu-sorta en forme de nuage pour coller la bande LED sur. Collez de gros morceaux de garniture en polystyrène sur la base (et en dessous), en utilisant un réglage à basse température sur votre pistolet à colle. Si vous n’avez pas un réglage bas, éteignez le pistolet thermique et laissez-le refroidir un peu avant d’essayer de coller. Si la température est trop élevée, vous fondrez simplement à travers le matériau d'emballage.

Assurez-vous que chaque pièce est solide avant de coller la suivante, et il est préférable de coller plus que pas assez.

Encore une fois, n'oubliez pas de laisser une cavité suffisamment grande à l'intérieur du nuage pour accueillir l'électronique, la chaîne et les crochets.

Étape 4: sculptez une forme de nuage 3D

Utilisez un couteau à découper pour nettoyer votre nuage en arrondissant les coins et en coupant les matériaux inutiles jusqu'à ce que vous obteniez une forme de nuage 3D approximative. Peu importe à quel point cela est difficile, car nous couvrirons tout dans le rembourrage plus tard - vous pouvez facilement masquer les erreurs.

Étape 5: réparer les crochets, ranger

Enfin, fixez trois ou quatre crochets à la base en MDF, depuis l'intérieur de chaque coin de la cavité du nuage. Vous devrez percer un petit trou pilote car le MDF est difficile à visser directement.

J'ai également tout donné une simple couche de peinture en aérosol blanche pour assurer une base de couleur uniforme, mais je ne suis pas sûr que ce soit réellement nécessaire.

Étape 6: Collez les bandes LED

Avant de commencer à appliquer de la colle sur les LED, commencez par une nouvelle bande ou comptez le nombre de LED que vous avez au total - vous devrez déterminer le nombre que vous avez utilisé plus tard dans l'étape de programmation. Coupez un petit trou sur le côté de votre nuage et percez les fils qui composent le début de votre bande LED dans la cavité du nuage. Faites très attention de ne pas partir du bon côté - les bandes LED sont sensibles à la direction, assurez-vous donc que les flèches de signal pointent loin de la cavité.

En travaillant lentement, collez les pixels LED sur la base en polystyrène dans un motif circulaire, avant de tirer la bande vers le bas pour couvrir le dessous. Encore une fois - vous n'avez pas besoin d'être parfait ici, car une fois que nous avons tout diffusé et étouffé avec du rembourrage, tout semble assez étonnant de toute façon.

J'ai utilisé un total de 85 LED, soit un peu plus de 2,5 m, après avoir encerclé le corps principal deux fois et utilisé une seule chaîne de LED sur la face inférieure.

Étape 7: Schéma de câblage

Le câblage est complexe, mais se décompose facilement en sections.

Tout d'abord, branchez et sécurisez l'alimentation électrique, de préférence dans un boîtier de projet séparé. Je ne vais pas vous faire la leçon sur la sécurité des fils CA sous tension, donc je vais supposer que vous pouvez gérer cette partie, et vous avez une ligne 5V et GND.

IMPORTANT: lors de la programmation et du test de l'Arduino, le 5V de votre alimentation doit rester isolé de l'Arduino (le Les GND sont tous connectés, cependant) - il ne devrait alimenter que la bande LED, tandis que l'Arduino utilise le 5V fourni par USB. Lorsque vous avez terminé la programmation, l'USB doit être déconnecté et ne fournira plus 5 V à l'Arduino - à ce stade, vous devez connecter le 5V de votre alimentation au rail 5V sur le côté gauche du planche à pain.

Commencez par connecter la terre et les broches 5V de chaque Arduino aux rails latéraux gauche de la planche à pain. Ils partageront la même source d'alimentation, que ce soit le bloc d'alimentation externe que nous avons ou USB branché sur l'un d'eux.

Ensuite, complétez la section de câblage I2C - c'est ce qui permet à nos deux Arduinos de communiquer. Prenez les broches A4 des deux Arduinos sur une seule rangée sur la planche à pain, puis connectez une résistance de 2,2k de cette rangée au rail 5V. Répétez l'opération pour A5, en les connectant sur une ligne séparée, avec une autre résistance de 2,2 k à nouveau à 5V.

Connectez ensuite le récepteur IR - vérifiez la configuration des broches si vous avez un autre modèle, mais fondamentalement, la broche de signal devrait aller à D11 sur un Arduino. Téléchargez le thundercloud_ir_receiver.ino esquisse à cet Arduino (tout le code ici), puis débranchez l'USB car nous n'en avons plus besoin.

Sur l'autre Arduino, connectez le Entrée de données broche de signal du début de votre bande LED à D6. Le GND de vos LED devrait être commun à tous les Arduinos, mais à ce stade, le 5V proviendra directement de l'alimentation.

Également sur cet Arduino, branchez le module microphone sur A0. Téléchargez l'autre thundercloud.ino esquisser et garder l'USB branché pour l'instant pendant le débogage. Commencez par changer le NUM_LEDS variable de manière appropriée.

Étape 8: Collez la farce

Comme dernière étape, collez votre farce. Il n'y a pas de technique particulière ici - il suffit de vaporiser le nuage avec une couche de colle et de saisir une poignée de rembourrage. Il est plus facile de travailler avec la farce si vous l’avez déjà taquinée pour augmenter la surface.

Si vous avez utilisé la même télécommande que moi, le bouton STROBE la met en mode cloud réactif; FLASH est le mode de couleur trippy, et FADE est la lampe d'ambiance de couleur à décoloration lente.

Étape 9: Explication du code

Pourquoi deux Arduinos? La programmation du récepteur infrarouge et la bibliothèque de pilotes de pixels WS2818B sont très sensibles à la synchronisation - si la synchronisation est retardée, le signal IR est corrompu. En donnant à chaque circuit son propre microcontrôleur et en leur permettant de parler via le protocole I2C, nous pouvons nous assurer que le timing est parfait sur chacun. Vous pouvez également trouver des modules IR séparés avec leur propre micro-contrôleur intégré, mais mes recherches ont révélé que ceux-ci coûtaient en réalité plus cher qu'un simple clone Arduino et une LED IR. Le thundercloud_ir_receiever ne devrait pas nécessiter d'explication, bien que vous souhaitiez peut-être d'abord lire les bases d'I2C.

Sur le contrôleur principal de Thundercloud, nous définissons différents modes de fonctionnement, tels que ON (les effets de la foudre ne sont pas sonores activé), CLOUD (la foudre est activée uniquement par le son), ACID (le nuage affiche des couleurs trippantes) ou une seule couleur simple modes. Pour définir un nouveau mode, ajoutez au énumérer d'abord, puis ouvrez la console et trouvez un bouton de télécommande pour le mapper - chaque pression à distance devrait imprimer une ligne de débogage. dans le receiveEvent (), nous mappons ces touches sur un mode, alors ajoutez-y une instruction switch supplémentaire. Enfin, dans l’ensemble boucle() méthode, nous acheminons ces sélections de mode vers différentes fonctions d'affichage.

Le code de lissage du microphone est à l'origine depuis Adafruit - Je l'ai simplifié pour nos besoins et j'ai ajouté un déclencheur lorsqu'un bruit plus fort que la moyenne est entendu.

Étape 10: Modes de foudre

Les écrans de foudre combinent trois «types» d'éclairs différents pour obtenir quelque chose de suffisamment réaliste, ou du moins agréable à l'œil. Le premier type est fissure(), où chaque LED est brièvement allumée pendant 10 à 100 ms. Le deuxième type est roulant() - où chaque LED a 10% de chances de s'activer, et la boucle entière est répétée 2 à 10 fois, avec un retard de 5 à 100 ms entre chaque cycle. Le troisième type est coup de tonnerre (), qui sélectionne deux sections différentes de la bande, chacune entre 10-20 LED, clignote brièvement ces sections de 3 à 6 fois. Examinez ces méthodes en détail pour voir comment les LED individuelles sont activées - la roue chromatique HSV est utilisée partout (donc le blanc est H = 0, S = 0, V = 255). Je vous encourage à modifier ou à écrire de nouveaux écrans d'éclair, puis à les partager dans les commentaires si vous en faites un que vous aimez.

Chaque fois que la foudre est déclenchée ou que la boucle est exécutée, le nuage choisit au hasard entre les trois types de foudre. Enfin, un réinitialiser() éteint toutes les lumières, sinon elles "se souviendront" de leur état précédent.

Questions ou problèmes - veuillez nous contacter dans les commentaires et je ferai de mon mieux pour vous aider. Si vous avez un compte Github, n'hésitez pas à publier des bugs ou des problèmes sur le suivi des problèmes au lieu. Si vous avez apporté des modifications ou écrit de nouvelles fonctions d'éclairage, veuillez partager un lien vers votre code sur Essentiel ou Pastebin.