Как сделать цветомузыку на светодиодах своими руками

Как сделать цветомузыку на светодиодах своими руками.

05 Июн 2016г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Практически у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, возникало желание собрать цветомузыкальную приставку или бегущий огонь, чтобы разнообразить прослушивание музыки в вечернее время или в праздничные дни. В этой статье речь пойдет о простой цветомузыкальной приставке, собранной на светодиодах, которую под силу собрать даже начинающему радиолюбителю.

Немного о ленте

Прежде чем перейти к самим работам, необходимо определить, что же собой представляет эта светодиодная RGB лента мощностью именно 12в. А является она простым, но одновременно очень хитроумным изобретением.

Светодиоды известны уже не первое десятилетие, но благодаря инновационным разработкам стали действительно универсальным решением для множества проблем в сфере электроники. Они сейчас применяются повсеместно – как индикаторы в бытовой технике, самостоятельно в виде энергосберегающей лампы, в космической отрасли, а также в сфере спецэффектов. К последней можно отнести и цветомузыку. Когда светодиоды трех типов – красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) объединяются на одной ленте, то получается светодиодная RGB лента. В современных RGB диодах имеется миниатюрный контроллер. Это позволяет им испускать все три цвета.

Особенностью такой является ленты то, что все диоды сгруппированы и соединены в общую цепочку, управляемую общим контроллером (им может оказаться также и компьютер в случае подключения через USB, либо специальный блок питания с пультом управления для автономных модификаций). Все это позволяет создать практически бесконечную ленту с минимумом проводов. Её толщина может достигать буквально нескольких миллиметров (если не учитывать варианты с резиновой или силиконовой защитой от физических повреждений, влаги и температуры). До изобретения такого типа микроконтроллеров самая простая модель имела, по крайней мере, три провода. И чем выше была функциональность таких гирлянд – тем больше было проводов. В западной культуре фраза «распутать гирлянду» давно уже стало нарицательным для всех долгих, нудных и крайне запутанных дел. И вот сейчас это перестало быть проблемой (еще и потому, что светодиодную ленту предусмотрительно накручивают на специальный небольшой барабан).

НАСТРОЙКА ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ. Потенциометр настройки опорного напряжения настраивается “методом тыка” пока не заработает (у меня стоит в середине). Подстройка нужна при смене источника аудио или изменении его потенциальной громкости.

• Если во время работы в режиме VU метра (первые два режима) шкала всё время горит – слишком низкое опорное напряжение, Ардуино получает слишком высокий сигнал
• Если не горит – опорное слишком высокое, системе не удаётся распознать изменение громкости с достаточной для работы точностью

МОЖНО СОБРАТЬ СХЕМУ БЕЗ ПОТЕНЦИОМЕТРА! Для этого параметру POTENT (в скетче в блоке настроек в настройках сигнала) присваиваем 0. Будет задействован внутренний опорный источник опорного напряжения 1.1 Вольт. Но он будет работать не с любой громкостью! Для корректной работы системы нужно будет подобрать громкость входящего аудио сигнала так, чтобы всё было красиво, используя предыдущие два пункта по настройке.

НАСТРОЙКА НИЖНЕГО ПОРОГА ШУМОВ является очень важной, в идеале выполняется 1 раз для любого нового источника звука или смены громкости старого. Есть 3 варианта настройки:

• Ручная: выключаем AUTO_LOW_PASS и EEPROM_LOW_PASS (ставим около них 0), настраиваем значения LOW_PASS и SPEKTR_LOW_PASS вручную, методом тыка
• Автонастройка при каждом запуске: включаем AUTO_LOW_PASS, выключаем EEPROM_LOW_PASS . При подаче питания музыка должна стоять на паузе! Калибровка происходит буквально за 1 секунду.
• По кнопке: при удерживании кнопки 1 секунду настраивается нижний порог шума (музыку на паузу!)
• Из памяти ( ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ): выключаем AUTO_LOW_PASS и включаем EEPROM_LOW_PASS
  • Включаем систему, источник звука подключен проводом
  • Ставим музыку на паузу
  • Удерживаем кнопку 1 секунду (либо кликаем кнопку 0 (ноль) на ИК пульте
  • Загорится светодиод на плате Arduino, погаснет через

  1.5 секунды

• Значения шумов будут записаны в память и будут САМИ загружаться при последующем запуске!

Необходимые компоненты светомузыки

Как и другое электронное устройство, светомузыка тоже состоит из множества компонентов, которые совмещаясь образуют электронную цель, а размыканием и смыканием некоторых элементов, мы и регулируем весь процесс мигания светодиодов.

Для нашего проекта понадобятся следующие электронные компоненты:

1. Питание от 12 вольтового адаптаера, или же батарейка “Крона”.
2. Любой провод, желательно тонкий и медный.
3. Также нужен транзистор, например, КТ817.
4. Клеевой пистолет.
5. Светодиоды, если есть RBG, то лучше их использовать.
6. Твердое заводское стекло.
7. Мелкозерновая наждачка для полирования.
8. Электрический провод.

Начнем с короба. Размечаем его схему на бумаге.

Инструкция создания пластинок:

1. Переводим рисунок на оргстекло и вырезаем.
2. Просверливаем в одной из пластин 2 отверстия (одно из них будет предназначаться для питания, а другое – для кабеля наушников).
3. С помощью мелкой шкурки аккуратно матируем оргстекло.
4. Таким же способом шкурим линзы светодиодов.
5. Фиксируем корпус, используя клеевой пистолет.
6. Собираем, как показано на этой схеме.
7. Наш подготовленный провод продеваем в отверстие, просверленное сзади.
8. Туда же вдеваем разъем питания и фиксируем с помощью клеевого пистолета.

Основа готова. Таких коробов вы сможете сделать сколько угодно. Теперь необходимо присоединить наши подготовленные заранее лампочки. Получилось красиво, а главное – лампочки весело мигают в такт музыке.

Цветовые схемы

Случайная двухцветная схема: выбраны два случайных цвета и только они используются для отображения пиков сигнала. Со временем будут выбраны новые цвета. Используйте param, чтобы настроить скорость изменения цветовой схемы. Если ручка потенциометра «параметры» в верхнем положении, цвета будут меняться часто и каждый пик сигнала будет иметь новый цвет. Рекомендую установить ручку в средину.
Радуга: все пики сигналов отображаются как один и тот же цвет (с небольшим количеством случайных вариаций) и этот цвет меняется как радуга с течением времени. Скорость изменения цвета устанавливается потенциометром param.
Цветные частоты: в этом режиме каждый пик сигнала окрашивается в зависимости от частотной полосы где он находится. Самая низкая полоса красного цвета, и дальше вверх по спектру. Есть 8 полос частот: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, белый. Этот цветовой режим наиболее интересен, когда частотная характеристика настроена на все полосы частот.
Диапазон частот: вы можете управлять тем диапазоном частот, на который откликается цветомузыка. Чтобы установить диапазон нажмите и удерживайте обе кнопки. Используйте ручку param, чтобы выбрать, сколько из восьми частотных диапазонов будет показываться. Если вы хотите выделить бас и ритм музыки, установите частотную характеристику только на самые низкие 2 или 3 полосы. Если вы хотите показать все частоты в музыке (например, вокал и более высокие инструменты), выберите все полосы частот.

Это видеоинструкция по настройке и она же демонстрация визуализатора в работе.
Там, в конце, две музыкальные композиции с разными алгоритмами.

Ещё одна композиция

Эпилог или разбор полётов
1. Как изменить подсветку в паузах?
2. Можно ли изменить динамику?
3. Как подключить ленту с количеством светодиодов отличным от 60/120/180?

Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется – Creative Commons – Attribution – Share Alike license.

Схема соединения светодиодов

Работа модуля цветомузыки устроена таким образом, что на зрительную композицию цветов оказывают влияние несколько источников света, независимых друг от друга. Все без исключения светодиоды или лампы подключены непосредственно к выходу фильтра. Настройки фильтра позволяют ему выделять из звуковых сигналов частоты конкретного диапазона. Следовательно, мелодия влияет не только на яркость светодиодов, но и на смену цветов свечения.

Справедливости ради нужно сказать, что собирать такую схему новичку не рекомендуется. Но не стоит расстраиваться, поскольку вполне достаточно того, если модуль будет просто реагировать уровнем света в светодиодах в такт играющей музыке. А если говорить об автомобиле, то здесь цветомузыка используется больше для декоративности.

Для работы вам потребуются светодиоды разных цветов. Их стоимость невелика, а продолжительность работы при этом практически неограничена. Чтобы выбрать подходящие светодиоды, нужно предварительно изучить каталог данной продукции и затем отправиться в магазин за покупкой выбранных образцов. Число светодиодов может быть разным и диктуется только вашими желаниями и представлениями. В среднем на один канал акустической системы требуется около 6 светодиодов.

Простая инструкция по созданию цветомузыки

Сделать такую цветомузыку по силам каждому. Времени уйдет мало, ничего покупать не нужно, так как основные материалы можно подготовить из подручных средств.

Вот, что следует подготовить:

• 20-сантиметровый металлический отрезок.
• CD или DVD компакт-диск и laser-указка.
• Кусочек гибкой резины.
• Клей Момент.
• Изолента.
• Динамик, воспроизводящий музыку.

• С трубы убираем все заусеницы, делаем ее гладкой.
• Вырезаем из диска кружочек, диаметр которого на 4-5 мм меньше, чем диаметр трубы.
• Из резиновой перчатки вырезаем пальчик, который в дальнейшем можно будет надеть на трубу.

Китайская лазерная указка

Примечание. Резину надо натянуть на конец трубы, и хорошенько затянуть изолентой.

• Теперь вырезанный дисковый кружочек приклеивается Моментом к концу трубки с натянутой резиной. Круг должен сесть посередине трубы, зеркальной стороной к верху.
• Полученная установка ставится поверх динамика, его сетки.

Рекомендуется установку зафиксировать на громкоговорителе чем-нибудь. Проверяем работу установки: пускаем луч китайской указкой на диск. Свет отражается. Остается только зафиксировать laser-указку над компакт-диском так, чтобы луч отсвечивался как требуется, вот и все.

Когда из громкоговорителя польет звук, волны заставят колебаться резину и диск. В свою очередь, колебания приведут к вырисовке различных фигур на поверхностях стен или потолка в ритм мелодии. Эффективно установить над компакт-диском добавочную laser-указку, или даже несколько. А если еще напустить дыму из дымогенератора, то лучи будут проходить сквозь дым, оставляя объемные картинки.

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке. Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Входной сигнал подаётся на вторичную обмотку трансформатора, который выполняет две функции: гальванически развязывает два устройства и усиливает звук с линейного выхода. Далее сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. Каждый из них работает в определённой полосе частот, которая зависит от номиналов резисторов и конденсаторов. Низкочастотный фильтр пропускает звуковые колебания частотой до 300 Гц, о чем свидетельствует мигание красного светодиода. Через фильтр средних частот проходит звук в диапазоне 300-6000 Гц, что проявляется в мерцании синего светодиода. Высокочастотный фильтр пропускает сигнал, частота которого больше 6000 Гц, что соответствует зелёному светодиоду. Каждый фильтр оснащен подстроечным резистором. С их помощью можно задать равномерное свечение всех светодиодов, независимо от музыкального жанра. На выходе схемы все три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем. Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке. В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Цветомузыка своими руками: схема

Для начала необходимо продеть в отверстие аудиошнур. Теперь его следует соединить с транзистором. После этого к плюсу батарейки или же адаптера необходимо последовательно присоединить все светодиоды. После этого все детали должны быть собраны в одном корпусе. Адаптер должен быть присоединен к транзистору через «минус». Это главное правило. Последовательная цепь светодиодов должна быть присоединена к транзистору.

Особое внимание следует уделить аудиопроводу. Его можно взять от старых наушников. Под оплеткой располагается три жилы. Это один общий провод и несколько проводов для правого и левого каналов. Чтобы собрать схему, понадобится всего два. Обычно это общий и один для каналов. Третий провод остается незадействованным. К транзистору обычно подключают обе жилы. А вот адаптер – именно к задействованному канальному проводу. Вот и все, светодиодная цветомузыка, своими руками созданная, готова.