Светомузыкальная установка EQ Pixels

Начнем с небольшого вступления ... В прошлом году я работал над созданием системы подсветки из светодиодной RGB гирлянды и микросхемы фильтра частот MSGEQ7. Светодиоды изменяли цвет в зависимости от сигнала с MSGEQ7. Я написал несколько эффектов и возможность переключения эффектов нажатием кнопки.
Однажды я показал устройство одному своему другу. Посмотрев на устройство, он сказал, что было бы здорово иметь что-то подобное для своего музыкального центра. У меня случайно оказался набор деталей, поэтому я обещал сделать ему такой же комплект. Спустя 6 месяцев мы оба забыли об этом. Я стал думать над применением тех деталей что у меня имелись. Подумав над парой вариантов, я решил докупить 20 мм Digital RGB LED Pixels от Adafruit. Светодиодные пиксели очень яркие и так же их достаточно просто использовать, существует библиотека для управления. В дополнение к кнопке переключения эффектов я также добавил ИК-приемник и занес в память несколько неиспользуемых кнопок на пульте дистанционного управления стандартной FIOS, так что теперь вы можете переключать эффекты, не вставая с дивана!
При работе над проектом я также придумал несколько новых эффектов, некоторые из которых работают в такт музыке, а некоторые сами по себе. Эффекты эквалайзера работают за счет 3-х каналов от MSGEQ7 (низкий, средний, высокий). Каждому из каналов соответствуют красный, зеленый или синий светодиод в пикселе. Визуализация музыки получается достаточно красивой и теоретически та же песня всегда будет производить тот же эффект.
 

Для интересующихся, вот краткое описание всех эффектов:
Световые эффекты (не управляются звуком):

• Плавные переходы - Переходы 96 цветов в течение 45 минут. (Эффект по умолчанию)
• Светлячки - Случайные пиксели подсвечиваются на случайный промежуток времени - как светлячки ночью.
• Строб - обычный стробоскоп - все белым.

Эквалайзер - эффекты:

• Раздельный эквалайзер - Разделение полосы пикселей пополам, эквалайзер из центра к краям.
• Полный эквалайзер - Эквалайзер по всей длине полосы 
• Цветной пиксель - Каждый пиксель обновляется в такт музыке
• Моно – только синие светодиоды.
• Рождество - красный и зеленый свет изменяет яркость от половины до полной в такт музыке.

Создание устройства
Для создания светомузыкальной установки "EQ pixels" вам понадобится:

• Светодиодные пиксели - 20мм на основе микросхемы LPD6803 
• Arduino - любая с чипом ATmega328 (я использовал Boarduino)
• Блок питания - 5В, не менее 2A (2000mA)
• 7-ми полосный фильтр для графического эквалайзера - MSGEQ7
• Аудио разъем 3.5 и макетная плата
• ИК-приемник - TSOP38238, либо аналогичный на 38 кГц
• Подходящий по размерам алюминиевый уголок

Вам также необходимо немного резисторов, конденсаторов, пару кнопок и прочей мелочевки.
Поскольку этот проект достаточно прост, я решил не показывать изготовление шаг за шагом , а показать несколько ключевых фотографий вместе со схемой и скетчем для запуска на Arduino. Вы можете использовать устройство для создания LED подсветки, Ambilight и т.п, переписав код под нужную вам задачу.
Давайте начнем, взгляните на схему:

Левый и правый звуковые каналы соединены вместе и отправляются на вход MSGEQ7, который преобразует аудио и отправляет получившийся сигнал на аналоговый вход Arduino. Arduino считывает информацию из MSGEQ7 и изменяет свечение светодиодных пикселей в соответствии с выбранным в данный момент эффектом. Большой конденсатор на входе сглаживает пульсации на выходе источника питания 5В. Кнопка и ИК-датчик подключены к Arduino для управления. Теперь давайте взглянем на некоторые фотографии моей реализации проекта:
Две ленты по 20 светодиодных пикселей в каждой были соединены вместе, а затем укорочены до 32 пикселей. Затем они были приклеены на горячий клей к 2.4 метровому алюминиевому уголку. Совет: алюминий должен быть слегка шероховатый, чтобы клей хорошо держался.

Разъем RJ11 был закреплен на противоположной стороне алюминиевого профиля для соединения с блоком управления.

Профиль закреплен за домашним кинотеатром на L-образный крепеж. Это позволит снять устройство в случае необходимости.

Макетная плата установлена в корпус без Boarduino. На плате установлены 3 пары 2х пиновых разъемов для подключения разъема питания, выключателя питания и кнопки переключения эффектов.

Плата с установленным Boarduino. Примечание: разъем питания и стабилизатор на плате Boarduino не используются, так как я использовал блок питания на 5В, от которого сразу питаются микросхемы.

Другой вид с обратной стороны:

Верхняя часть корпуса с установленными кнопками и разъемом питания, а так же окошком под ИК-управление

Собранное устройство, вид спереди. Видны кнопки и окошко под ИК-приемник

На задней стороне RJ45 для подключения светодиодов, аудиоразъем и разъем питания

Прошивка
Скетч Arduino был создан мной из нескольких частей кода прошлого проекта "LED Pixels" с эффектами и кодом для обработки ИК и нажатия кнопки. Исполняемый эффект хранится в переменной eqmode, ее значение изменяется либо кнопкой либо с пульта. Программа получилась несложная, основной цикл выполняет следующие операции в цикле:

• Проверка кнопки, если она была нажата обновление eqmode
• Проверка ИК-приемника, если есть сигнал обновление eqmode
• Выполнение текущего эффекта согласно eqmode
• Чтение значений с микросхемы
• Обновление светодиодных пикселей

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод
• Arduino
• AVR
• RGB-светодиод