Maker遇上搖滾樂:打造炫目的動態LED爵士鼓

October 1, 2018
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我在一場Less Than Jake的演唱會發現Vinnie Fiorello的鼓內裝有LED燈,當工作人員架設樂器時會定時變色,但在樂團演出時就維持同一個顏色。Less Than Jake的現場表演充滿活力,所以這種靜態的燈光不足以陪襯,我肯定能幫他們做出更好的!

這個裝置必需有互動功能,但尺寸要小到能完全裝入鼓的內部。我也知道沒有一個表演者會想在舞臺上手持筆電調整Arduino程式,因此我必須讓使用者能隨時輕鬆進行變更。

時間:1~3小時

難度:中等

成本:0~50美元

 

材料


  • Huzzah32微控制器板,Adafruit #3405,com
  • LIS3DH加速規擴充板,Adafruit #2809
  • WS2812B RGB LED燈條,每公尺60顆
  • 絞線
  • 焊錫
  • 熱縮套管
  • 熱熔膠
  • 束線帶
  • USB micro線
  • USB電源供應器,2A以上
  • 機殼,自行製作或將我上傳到com/thing:2958176的檔案進3D列印出來。
  • 3D印表機線材(非必要)

 

 

核心

選用Huzzah32不只因為它的體積精巧,是因為我想利用它的Wi-Fi,後續的版本更具備了藍牙介面。我使用WS2812B LED燈條做為燈光,每公尺有60個燈。偵測鼓擊的部分則使用LIS3DH加速規擴充板,支援觸控模式。

我把Huzzah32設置成它本身的存取點和伺服器。這個存取點的名稱(「DrumLights」)和它的WPA 金鑰(「HelloRockview」)可以透過修改程式碼的這一行來變更:WiFi.softAP(“DrumLights”, “HelloRockview”);。連線後,它會自動用預設瀏覽器帶你到一個網頁(我在Android系統進行此步驟時遇到一些問題,但是所有其他試過的作業系統都很順利)。如果無法開啟,就直接讓瀏覽器前往位於192.168.4.1的設定頁面。

在設定頁面中有三個選項可以調整:閃爍、亮度和敏感度。「閃爍(Flash)」會讓所有燈閃爍超亮白光0.1秒然後變換顏色,這是非常動感的效果,但某些人可能會受不了。「亮度(Brightness)」可以控制LED正常點亮時的亮度。「敏感度(Sensitivity)」則決定觸發LED需要多大的擊鼓力道,滑桿越往右移,越難觸發色彩變化。

 

介面

我們要在Arduino環境中設定Huzzah32。首先從GitHub安裝最新的驅動程式套件,根據適用你的作業系統的說明操作。接著就能在Arduino IDE的「Tools」下方從開發板選單中(Board)選取「Adafruit ESP32 Feather」。

另外也需要安裝Adafruit_LIS3DH和Adafruit_Sensor函式庫。這些函式庫和LIS3DH感測器的說明可以在Adafruit取得

為了建立連接LED的介面,我們需要Adafruit NeoPixel函式庫,可以從Arduino IDE的程式庫管理員安裝。安裝完這些套件後,記得要重新啟動Arduino。

 

組裝

WS2812B LED買較長的包裝比較划算,但14英寸的小鼓只需要約44英寸的長度。每顆LED之間有一條線,所以要數68顆LED,然後在第68和69顆之間剪開。

這個專題的焊接工作相當單純,只有一個訣竅。我們有兩個需要接地的裝置,但在Feather平臺上只有一個接地腳位。

我直接把兩條接地線纏繞在一起,穿過孔,然後焊接固定。我們在LIS3DH擴充板上用的是SPI介面,因為在撰寫本文時,I2C在ESP32平臺運作並不順暢。使用SPI會需要多接幾條線,但都在系統能承受的範圍。

請參考接線圖的完整細節。

 

我在電線和LED燈條的較脆弱的連接點加裝一些支撐:拿一片多餘的塑膠(SD卡盒),剪下一小塊,用熱熔膠黏到電線和LED燈條上。用防水套管包覆LED燈條後,我在LED燈條每一端用熱熔膠封住。我在焊接的一端用熱縮套管把所有零件包覆在一起,還能增進美觀。

板子接線完成後,從GitHub下載程式碼,在Arduino IDE開啟,並上傳到板子。完成後,就能輕觸感測器使燈光變色。如果隔30秒沒有輕觸,燈光就會進入展示模式,每5秒換一次顏色。

你肯定很不想讓這些零件在鼓裡面晃來晃去,所以我設計了一個3D列印外殼來容納所有零件。接線完成的加速規會放置在外殼底部,讓它最接近鼓。Huzzah32則用雙面膠固定在外殼蓋子內側。放置LED燈條一側的外殼有支撐柱,可以用束線帶將其綁緊。

最後,因為「閃爍」功能會汲取很多電流,我發現需要能輸出至少1.2A的USB電源供應器。

 

開始搖滾

現在你可以用小鼓燈光秀來震動全世界。我把自己打造的作品送給Vinnie試用!鼓內的零件可以視自己的喜好固定,我覺得高級的魔鬼氈是最好的選擇,但別忘了這是屬於你的樂器,用它盡情演奏吧。

 


(譯:屠建明)

【原文】


 

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