Miniorga de lumini cu placuta Arduino Pro Mini, prezentata in articolul Miniorga de lumini cu Arduino o s-o transfer ca proiect independent pentru a nu-mi bloca placa Arduino, breadboard-ul si firele.
Cea mai simpla metoda a fost sa proiectez un cablaj pentru miniorga cu 4 canale, cu minimul de componente, folosindu-ma de programul specializat EAGLE PCB Software:
O varianta de cablaj a fost realizata de Nelu Gulie:
Pe acest cablaj, am montat 2 randuri de riglete mama de cate 12 pini fiecare pentru introducerea placutei Arduino Pro Mini, una tata de 5 pini pentru conectarea unor LED-uri externe sau a unor optocuploare si a o transforma in orga de lumini cu becuri, o rigleta tata cu 3 pini pentru conectarea unui (pre)amplificator audio si o mufa pentru alimentare.
Nu am finalizat montajul, dar am facut teste cu un LED RGB si unul alb, dupa cum se vede in filmuletul Arduino light organ (11)
Urmatorul pas este transferarea proiectului, pentru o orga de lumini cu becuri, folosindu-ma de un ATmega328 cu bootloader de Arduino...
Schema arata cam asa, dar momentan nu-s trecute valorile, dar cam asa ar arata:
Revin cu poze ale montajului nefinalizat, si cu ceva corecturi pe partea cu lipituri:
si poze cu montajul in teste:
13.02.2014
Am primit de la Adrian Roman un cablaj pentru orga de lumini:
17.02.2014 Dupa ce "mi-am batut joc" de partea cu piese, deoarece am avut temperatura prea mica la fierul de calcat, acum placa e gaurita:
si are "plantate" cateva componente:
19.02.2014
Am mai "plantat" si lipit cateva piese:
20.02.2014
Am finalizat montajul de miniorga de lumini cu Arduino Pro Mini:
Am gasit un material foarte bun despre construirea unei miniorgi de lumini cu 3 canale pe LED-uri pe blog-ul Arduino Guay folosind un Arduino si cateva componente. Articolul de baza a fost Arduino light organ (II) Schema de conectare originala este:
Deoarece m-am hotarat sa fac si eu asta, nu am avut la indemana un 741 bun, am incercat si cu un operational dintr-un 324, dupa care am apelat la modulul de (pre)amplificator cu LM386, care poate fi folosit intr-o aplicatia atipica cu amplificare foarte mare 74dB (aproape 5000 de ori), pe care am mai folosit-o ca amplificator de microfon cu electret si ascultare sunete dintr-o camera (pentru fie'mea cand era bebelus), vedeti articolul Intercom / interfon - sistem de comunicare la distanta (schema originala este de la http://www.intio.or.jp/jf10zl/LM386.htm)
Ulterior, am modificat sketch-ul sa am si canalul negativ, LED-ul alb inseriat cu o rezistenta de 220 ohmi fiind conectat la pinul D6:
Sketch-ul meu:
/** Organo de luces psicodelicas * Organo de luces de tres canales , utilizando la FFT * Autor: Jose Daniel Herrera* Fecha: 05/09/2012* http://arduino-guay.blogspot.com.es*/// niq_ro (Nicu FLORICA) adapted this sketch to add a negative channel// http://nicuflorica.blogspot.ro/
#include <fix_fft.h>
#define MUESTRAS 128 // Numero de muestras para el cálculo de la FFT
#define LOGM 7 // Logaritmo en base 2 del número de muestras
#define BAJOS_MEDIOS 7 // Nº de banda para el corte entre Bajos y Medios
#define MEDIOS_AGUDOS 35 // Nº de banda para el corte entre Medios y Agudos
#define BPIN 9 // Pin de salida Bajos
#define MPIN 10 // Pin de salida Medios
#define APIN 11 // Pin de salida Agudos
#define NPIN 6 // Pin for negative channel
#define MAX_PASADAS 10 // Nº de pasadas para el cálculo de los límiteschar data[MUESTRAS]; // Array con los valores muestreados (parte real)char im[MUESTRAS]; // Array con los valores muestreados (parte imaginaria)unsignedchar salida[MUESTRAS/2]; // Valores obtenidos de la FFT (espectro de 64 bandas)unsignedchar bajos,medios,agudos; // Valores calculados para cada canal byte pasada, // nº de pasada para el cáculo de los límites
acumBajos,acumMedios,acumAgudos, // acumuladores de veces que se supera el límite
limBajos,limMedios,limAgudos; // límites calculados para cada canal/** Funcion que aplica una ventana de Hann a los datos muestreados para reducir el * efecto de las discontinuidades en los extremos*/void aplicaVentana (char *vData) {
double muestrasMenosUno = (double(MUESTRAS) - 1.0);
// Como la ventana es simétrica , se calcula para la mitad y se aplica el factor por los dos extremosfor (uint8_t i = 0; i < MUESTRAS/2 ; i++) {
double indiceMenosUno = double(i);
double ratio = (indiceMenosUno / muestrasMenosUno);
double factorPeso = 0.5 * (1.0 - cos(6.28 * ratio));
vData[i] *= factorPeso;
vData[MUESTRAS - (i + 1)] *= factorPeso;
}
}
voidsetup() {
// Serial.begin(9600); // Configuramos el prescaler a 32 -> 16Mhz/32 = 500 KHz// como cada conversion son 13 ciclos 500/13 ~ 38.4KHz// Es decir podemos medir en teoria hasta unos 19KHz, // que para este proyecto sobra.bitWrite(ADCSRA,ADPS2,1);
bitWrite(ADCSRA,ADPS1,0);
bitWrite(ADCSRA,ADPS0,1);
// Como la señal es muy baja,utilizamos la referencia interna // de 1.1 V en vez de la de defecto de 5 V.analogReference(INTERNAL);
// Salidas para los canales de Bajos,Medios y AgudospinMode(BPIN,OUTPUT);
pinMode(MPIN,OUTPUT);
pinMode(APIN,OUTPUT);
pinMode(NPIN,OUTPUT);
// Variables para el cálculo de los límites
pasada = 0;
acumBajos = acumMedios = acumAgudos = 0;
limBajos = limMedios = limAgudos = 50;
}
voidloop() {
// Realizamos el muestreo for( int i=0; i < MUESTRAS; i++) {
data[i] = analogRead(0)/4 -128; //Convertimos de 0..1024 a -128..127
im[i] = 0; // parte imaginaria = 0
}
// Aplicamos la ventana de Hann
aplicaVentana (data);
// Calculamos la FFT
fix_fft(data,im,LOGM,0);
// Sólo nos interesan los valores absolutos, no las fases, asi que // calculamos el módulos de los vectores re*re + im*im.// Dado que los valores son pequeños utilizamos el cuadrado for (int i=0; i < MUESTRAS/2; i++){
salida[i] = data[i] * data[i] + im[i] * im[i];
}
// Ahora repartimos las bandas entre las 3 salidas// En vez de sacar la media, utilizo sólo el valor máximo de// una banda
bajos = 0;
for (int i=2; i < BAJOS_MEDIOS; i++){
bajos += salida[i];
}
bajos = bajos/2;
medios = 0;
for (int i=BAJOS_MEDIOS ; i < MEDIOS_AGUDOS; i++){
medios += salida[i];
}
medios = medios/2;
agudos = 0;
for (int i=MEDIOS_AGUDOS; i < MUESTRAS/2; i++){
agudos += salida[i];
}
agudos = agudos/2;
// Calculamos si el canal correspondiente // supera le límite para encenderlo int siBajos = bajos > limBajos;
int siMedios = medios > limMedios;
int siAgudos = agudos > limAgudos;
int negativ = 255 - (bajos + medios + agudos)*6;
// int negativ = 255-bajos*10;if (negativ <0) negativ=0;
/* Serial.print(bajos); Serial.print("...."); Serial.print(negativ); Serial.println("----");*/digitalWrite(BPIN,siBajos ? HIGH : LOW);
digitalWrite(MPIN,siMedios? HIGH : LOW);
digitalWrite(APIN,siAgudos? HIGH : LOW);
analogWrite(NPIN,negativ);
// Utilizamos las veces que se supera para// recalcular el límite y evitar que con los// cambios de volumen los canales se saturen// o no funcionen.
acumBajos += siBajos;
acumMedios += siMedios;
acumAgudos += siAgudos;
if ( ++pasada > MAX_PASADAS ) {
pasada = 0;
limBajos = 20 + acumBajos*5;
limMedios = 20 + acumMedios*5;
limAgudos = 20 + acumAgudos*5;
acumBajos = 0;
acumMedios = 0;
acumAgudos = 0;
}
}
Am modificat sketch-ul sa am 4 canale, in loc de pauza: unul pentru sunete grave adica foarte joase (subbas/subwoofer) si a rezultat filmuletul Arduino light organ (3)
Sketch-ul folosit este:
/** Organo de luces psicodelicas * Organo de luces de tres canales , utilizando la FFT * Autor: Jose Daniel Herrera* Fecha: 05/09/2012* http://arduino-guay.blogspot.com.es*/// niq_ro (Nicu FLORICA) adapted this sketch to add a subwoofer/subbass channel// http://nicuflorica.blogspot.ro/
#include <fix_fft.h>
#define MUESTRAS 128 // Numero de muestras para el cálculo de la FFT
#define LOGM 7 // Logaritmo en base 2 del número de muestras
#define SUBBAS 2 // for subwoffer
#define BAJOS_MEDIOS 7 // Nº de banda para el corte entre Bajos y Medios
#define MEDIOS_AGUDOS 35 // Nº de banda para el corte entre Medios y Agudos
#define BPIN 9 // Pin de salida Bajos
#define MPIN 10 // Pin de salida Medios
#define APIN 11 // Pin de salida Agudos
#define NPIN 6 // Pin for subwoofer channel
#define MAX_PASADAS 10 // Nº de pasadas para el cálculo de los límiteschar data[MUESTRAS]; // Array con los valores muestreados (parte real)char im[MUESTRAS]; // Array con los valores muestreados (parte imaginaria)unsignedchar salida[MUESTRAS/2]; // Valores obtenidos de la FFT (espectro de 64 bandas)unsignedchar bajos,medios,agudos,subbas; // Valores calculados para cada canal byte pasada, // nº de pasada para el cáculo de los límites
acumBajos,acumMedios,acumAgudos, acumSubbas, // acumuladores de veces que se supera el límite
limBajos,limMedios,limAgudos, limSubbas; // límites calculados para cada canal/** Funcion que aplica una ventana de Hann a los datos muestreados para reducir el * efecto de las discontinuidades en los extremos*/void aplicaVentana (char *vData) {
double muestrasMenosUno = (double(MUESTRAS) - 1.0);
// Como la ventana es simétrica , se calcula para la mitad y se aplica el factor por los dos extremosfor (uint8_t i = 0; i < MUESTRAS/2 ; i++) {
double indiceMenosUno = double(i);
double ratio = (indiceMenosUno / muestrasMenosUno);
double factorPeso = 0.5 * (1.0 - cos(6.28 * ratio));
vData[i] *= factorPeso;
vData[MUESTRAS - (i + 1)] *= factorPeso;
}
}
voidsetup() {
// Serial.begin(9600); // Configuramos el prescaler a 32 -> 16Mhz/32 = 500 KHz// como cada conversion son 13 ciclos 500/13 ~ 38.4KHz// Es decir podemos medir en teoria hasta unos 19KHz, // que para este proyecto sobra.bitWrite(ADCSRA,ADPS2,1);
bitWrite(ADCSRA,ADPS1,0);
bitWrite(ADCSRA,ADPS0,1);
// Como la señal es muy baja,utilizamos la referencia interna // de 1.1 V en vez de la de defecto de 5 V.analogReference(INTERNAL);
// Salidas para los canales de Bajos,Medios y AgudospinMode(BPIN,OUTPUT);
pinMode(MPIN,OUTPUT);
pinMode(APIN,OUTPUT);
pinMode(NPIN,OUTPUT);
// Variables para el cálculo de los límites
pasada = 0;
acumBajos = acumMedios = acumAgudos = 0;
limBajos = limMedios = limAgudos = 50;
}
voidloop() {
// Realizamos el muestreo for( int i=0; i < MUESTRAS; i++) {
data[i] = analogRead(0)/4 -128; //Convertimos de 0..1024 a -128..127
im[i] = 0; // parte imaginaria = 0
}
// Aplicamos la ventana de Hann
aplicaVentana (data);
// Calculamos la FFT
fix_fft(data,im,LOGM,0);
// Sólo nos interesan los valores absolutos, no las fases, asi que // calculamos el módulos de los vectores re*re + im*im.// Dado que los valores son pequeños utilizamos el cuadrado for (int i=0; i < MUESTRAS/2; i++){
salida[i] = data[i] * data[i] + im[i] * im[i];
}
// Ahora repartimos las bandas entre las 3 salidas// En vez de sacar la media, utilizo sólo el valor máximo de// una banda
subbas = 0;
for (int i=0; i < SUBBAS; i++){
subbas += salida[i];
}
subbas = subbas/2;
bajos = 0;
for (int i=SUBBAS; i < BAJOS_MEDIOS; i++){
bajos += salida[i];
}
bajos = bajos/2;
medios = 0;
for (int i=BAJOS_MEDIOS ; i < MEDIOS_AGUDOS; i++){
medios += salida[i];
}
medios = medios/2;
agudos = 0;
for (int i=MEDIOS_AGUDOS; i < MUESTRAS/2; i++){
agudos += salida[i];
}
agudos = agudos/2;
// Calculamos si el canal correspondiente // supera le límite para encenderlo int siBajos = bajos > limBajos;
int siMedios = medios > limMedios;
int siAgudos = agudos > limAgudos;
int siSubbas = subbas > limSubbas;
digitalWrite(BPIN,siBajos ? HIGH : LOW);
digitalWrite(MPIN,siMedios? HIGH : LOW);
digitalWrite(APIN,siAgudos? HIGH : LOW);
digitalWrite(NPIN,siSubbas ? HIGH : LOW);
// Utilizamos las veces que se supera para// recalcular el límite y evitar que con los// cambios de volumen los canales se saturen// o no funcionen.
acumBajos += siBajos;
acumMedios += siMedios;
acumAgudos += siAgudos;
acumSubbas += siSubbas;
if ( ++pasada > MAX_PASADAS ) {
pasada = 0;
limBajos = 20 + acumBajos*5;
limMedios = 20 + acumMedios*5;
limAgudos = 20 + acumAgudos*5;
limSubbas = 20 + acumSubbas*5;
acumBajos = 0;
acumMedios = 0;
acumAgudos = 0;
acumSubbas = 0;
}
}
27.01.2014 Schema de conectare folosita de mine este:
Am inlocuit partea de amplificare a sunetului de la microfonul electret cu un clasic LM741, cum era si in articolul original, doar ca am schimbat unele valori ale componentelor.
Efectul "psihedelic" este similar, doar ca miniorga de lumini e "cam tare de ureche" fata de solutia anterioara cu LM386, dupa cum se vede in filmuletul Arduino light organ (5)
03.02.2014
Am inlocuit placa Arduino Uno cu una mai mica, Arduino Pro Mini, care functioneaza la 5V si frecventa de 16MHz:
Am incarcat sketch-ul folosindu-ma de adaptorul USBT-FTDI cu CP2102, pe care l-am prezentat in articolul Arduino de casa cu interfata USB CP2102, alegand placa corespunzator:
Montajul arata astfel:
iar in timp ce functioneaza:
Filmuletul Arduino light organ (6) prezinta cum functioneaza acest Arduino Pro Mini ca miniorga de lumini:
