步驟1：準(zhǔn)備木制框架

您可以按照您希望的任何方式構(gòu)建框架或外殼。我選擇木材是因?yàn)閮H需使用基本工具即可輕松完成工作。

我已使用一些已打撈過(guò)的木板來(lái)搭建框架。我在長(zhǎng)度為30厘米的木板上標(biāo)記了4個(gè)干凈的零件，并確保在接頭處標(biāo)記45度斜角。

我用曲線鋸進(jìn)行了所有切割，一切正常。如果您可以使用斜切鋸或臺(tái)鋸，則可以使用它們并獲得更好的效果。聯(lián)接不是完美的，但是使用我的皮帶砂光機(jī)，我可以使零件很好地適合。

在測(cè)試配合過(guò)程中，我意識(shí)到它們太寬了，并且它們會(huì)在外殼內(nèi)部占用很多空間，因此我決定將它們切成2厘米的寬度。再次，我用曲線鋸確保不要在線內(nèi)切割。

斜接連接本身并沒(méi)有太多的支撐，因此我將三角形的小塊切成小塊，以補(bǔ)充一些支撐。我敢肯定，這里有很多更好的選擇，但這是我目前的最佳想法。

我在接縫的中間用木膠連接了斜接器，在末端使用了CA膠，以便充當(dāng)夾子并在木膠固化時(shí)將其固定到位。僅使用CA膠將小的支撐三角形膠粘到位，以使過(guò)程更快。

步驟2：對(duì)電路進(jìn)行原型制作

內(nèi)部燈光顯示的電子設(shè)備包括一個(gè)帶麥克風(fēng)的Arduino Uno板從壞掉的耳機(jī)聽(tīng)房間里的聲音，然后通過(guò)點(diǎn)亮內(nèi)部5個(gè)led燈條之一來(lái)反映總音量。

該電路由兩個(gè)獨(dú)立的部分組成。第一部分是帶有單晶體管放大器的麥克風(fēng)，第二部分是LED燈帶的驅(qū)動(dòng)器。我們需要它們，因?yàn)锳rduino和麥克風(fēng)放大器的工作電壓為5V，而LED燈帶的工作電壓為12V。

麥克風(fēng)通過(guò)10k電阻并通過(guò)電容器連接到Arduino的5V輸出晶體管的然后，晶體管以2.5V的中間電平放大信號(hào)，因此我們可以在Arduino的模擬輸入A0上拾取它。

為了打開(kāi)LED的12V，晶體管的基極通過(guò)10k電阻器連接到數(shù)字輸出，并且同一電路重復(fù)5次。我在每個(gè)部分只打開(kāi)3個(gè)LED，所以我可以不用晶體管了。如果您想修改項(xiàng)目以使用更長(zhǎng)的帶材，則需要使用一些MOSFET。

盡管它看起來(lái)像是一個(gè)復(fù)雜的電路，但實(shí)際上確實(shí)是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電路。我已經(jīng)在試驗(yàn)板上進(jìn)行了全部測(cè)試，并確保可以正常工作后，我建立了一個(gè)屏蔽板，可以直接安裝在Arduino Uno上。

可從以下網(wǎng)址獲得原理圖：

https ：//easyeda.com/bkolicoski/Arduino_Light_Show-506c62032b0646ae8e1636519d0d17fc

第3步：構(gòu)建Arduino Shield

一旦我對(duì)電路感到滿意，我就在穿孔板上為Arduino搭建了一個(gè)防護(hù)罩。您可以在附件的視頻中看到該項(xiàng)目的完整構(gòu)建過(guò)程。

第4步：編寫(xiě)Arduino

該項(xiàng)目的明星是編程到Arduino上的代碼。這就是繁重的工作，需要分析麥克風(fēng)中的聲音并將其轉(zhuǎn)換為跟隨音樂(lè)的可見(jiàn)光。您可以從我的GitHub頁(yè)面下載整個(gè)代碼，并可以在視頻說(shuō)明中找到指向該鏈接的鏈接以及電子原理圖。

簡(jiǎn)而言之，該代碼包含三個(gè)主要部分：檢索示例進(jìn)行音樂(lè)分析，確定聲級(jí)，然后根據(jù)計(jì)算出的值控制向LED的輸出。我知道這對(duì)某些人來(lái)說(shuō)聽(tīng)起來(lái)像是火箭科學(xué)，但是一旦掌握了一切，這真的很容易。

開(kāi)始時(shí)的草圖定義了我們將使用的所有變量和常量。我確保為他們每個(gè)人提供一個(gè)解釋?zhuān)员隳梢愿p松地理解它。此后，我們具有設(shè)置功能，該功能可以出于調(diào)試目的啟動(dòng)串行通信，清空并初始化用于峰峰值檢測(cè)的陣列，并定義LED的輸出。

在代碼的循環(huán)部分，我們首先開(kāi)始對(duì)音頻進(jìn)行采樣，以便可以檢測(cè)出峰到峰的音量。在常規(guī)聲波中，沒(méi)有任何噪聲是放大器可以產(chǎn)生的最小和最大電壓的中點(diǎn)。在我們的例子中是2.5V。

一旦檢測(cè)到聲音，我們就會(huì)得到一個(gè)向上和向下移動(dòng)的波，以便檢測(cè)高噪聲，我們會(huì)對(duì)該波的組合振幅感興趣。因此，我們以移動(dòng)狀態(tài)將值從0映射到最大值，而不是移動(dòng)波，以輕松區(qū)分高音量和低音量的聲音。

代碼的以下兩個(gè)部分正是這樣做的：我們測(cè)量峰到峰的幅度，并確定該時(shí)間段內(nèi)該峰的最大值。麥克風(fēng)的工作方式越遠(yuǎn)，您可以選擇的音量就越小，因此我們需要計(jì)算一個(gè)系數(shù)，該系數(shù)將放大或減小所測(cè)量的信號(hào)，并且在不同的電平上具有相同的反應(yīng)。

最后一步，我們將麥克風(fēng)的測(cè)量值乘以我們剛剛計(jì)算的因子，然后根據(jù)結(jié)果打開(kāi)特定的LED。

在電路板全部焊接完之后按照示意圖，我確保在繼續(xù)準(zhǔn)備實(shí)際專(zhuān)輯封面之前先對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

GitHub上的代碼：

https://github.com/bkolicoski/arduino-light-show

步驟5：準(zhǔn)備封面

在這件作品的前面，我用了一塊透明的丙烯酸。我將印刷的藝術(shù)品切成一定尺寸，并在表面上涂了一層透明的木膠，而丙烯酸沒(méi)有保護(hù)蓋。如果您可以使用Mod Podge或某些透明的丙烯酸凝膠介質(zhì)，則最好使用它來(lái)代替木膠，但效果幾乎相同。

應(yīng)用圖像時(shí)的技巧是不要像我一樣使用過(guò)多的膠水，以免在紙上產(chǎn)生皺紋。在這種情況下，越少越好，但必須完全覆蓋表面。在膠水仍然濕潤(rùn)的情況下，幾乎看不見(jiàn)藝術(shù)品，但是在完全干燥后，藝術(shù)品會(huì)變成透明的。

我離開(kāi)框架進(jìn)行固化24小時(shí)，然后確定了Arduino在框架內(nèi)的位置。我希望將藝術(shù)品掛在墻上，并且由于需要插入電源，因此我將板子安裝在底側(cè)，以便電源適配器的電線從墻上的插座中拔出。

我用鋼鋸去除了大部分材料，然后用鑿子和銼刀完成了工作。如果您有手動(dòng)銑刨機(jī)，那將比鑿子快很多。我還在框架上鉆了一個(gè)孔，以便麥克風(fēng)可以伸出來(lái)并拾取房間中的聲音。

在完成之前，我先將框架打磨到240粒度的砂紙，然后再涂上一層木器漆。我用一塊布擦拭了污漬，然后過(guò)了一段時(shí)間。

步驟6：組裝燈光秀

框架的厚度不足以將所有電子設(shè)備固定到位因此，我已經(jīng)在框架的兩側(cè)切割并粘合了兩層5mm黑色XPS泡沫絕緣材料。除了為所有電子設(shè)備騰出空間之外，泡沫還使該產(chǎn)品從側(cè)面看起來(lái)更加美觀。

所有的電子組件都使用熱膠從麥克風(fēng)開(kāi)始安裝，然后從Arduino主主板開(kāi)始安裝在框架內(nèi)。

在背面，我已標(biāo)記并切割了一張紙3毫米高密度纖維板的一面為白色，可作為支撐板和反光板。我已經(jīng)用3.5 x 16毫米的小螺絲從背面固定了它。然后，我從LED燈條上的膠水上取下了襯板，然后將其粘貼到纖維板上。

亞克力正面也用相同的16mm螺絲固定，但我用6mm鉆頭埋入了螺絲孔，以便它們與正面齊平。如果您有a刨機(jī)，則可以在框架上開(kāi)槽，然后用這種方法將丙烯酸樹(shù)脂包起來(lái)。

最后，僅需從丙烯酸片材上去除另一個(gè)保護(hù)層，并對(duì)其進(jìn)行全部測(cè)試以確保其仍能正常工作即可。要將其掛在墻上，我在背面的兩個(gè)熨平板之間添加了一根繩子。

第7步：欣賞Arduino Light Show

總的來(lái)說(shuō)，我對(duì)此感到非常高興。如果我擁有適當(dāng)?shù)哪竟すぞ?，則外殼可能會(huì)更好一些，但它仍然是不錯(cuò)的墻壁裝飾。自從我建造它以來(lái)，我們和孩子們?cè)谝黄鹜娴煤荛_(kāi)心，但是現(xiàn)在該找一個(gè)新家了。