Невероятно эффектная цветомузыка на Arduino и светодиодах


Цветомузыка своими руками – что может быть приятней и интересней для радиолюбителя, ведь собрать ее несложно, имея хорошую схему.

В современной радиотехнике существует огромное разнообразие радиоэлементов и светодиодов, преимущество которых трудно подвергнуть сомнению. Большой диапазон цветов, яркий и насыщенный свет, высокая скорость срабатывания различных элементов, низкое потребление энергии. Этот список достоинств можно продолжать бесконечно.

Принцип работы цветомузыки: светодиоды, собранные по схеме, моргают от имеющегося источника звука (это может быть плеер или магнитола и колонки) с определенной частотой.

Преимущества использования светодиодов перед используемыми ранее в ЦМУ:

  • световая насыщенность света и обширный цветовой диапазон;
  • хорошая скорость;
  • малая энергоемкость.

Простейшие схемы

Простая цветомузыка, которую можно собрать, имеет один светодиод, питается от источника постоянного тока напряжением 6–12 В.


Простейшая схема на один светодиод

Можно собрать вышеприведенную схему, используя светодиодную ленту и подобрав необходимый транзистор. Недостатком является то, что существует зависимость частоты мигания светодиодов от уровня звука. Другими словами, полноценный эффект можно наблюдать только при одном уровне звучания. Если снизить громкость, то будет редкое мигание, а при повышении громкости останется постоянное свечение.

Убрать этот недостаток можно при помощи трехканального преобразователя звука. Ниже приведена простейшая схема, собрать ее своими руками на транзисторах несложно.


Схема цветомузыки с трехканальным преобразователем звука

Для данной схемы необходим источник питания на 9 вольт, который позволит светиться светодиодам в каналах. Чтобы собрать три усилительных каскада, понадобятся транзисторы КТ315 (аналог КТ3102). В качестве нагрузки используются разноцветные светодиоды. Для усиления использован понижающий трансформатор. Резисторы выполняют функцию регулировки вспышек светодиодов. В схеме стоят фильтры для пропускания частот.

Можно улучшить схему. Для этого надо добавить яркость лампочками накаливания на 12 В. Понадобятся тиристоры управления. Все устройство необходимо запитать от трансформатора. По такой наипростейшей схеме можно уже работать. Цветомузыка на тиристорах может быть собрана даже начинающим радиотехником.


Схема цветомузыки с тиристорным управлением

Как сделать цветомузыку на светодиодах своими руками? Первое, что необходимо сделать – это подобрать электрическую схему.

Ниже приведена схема светомузыки с RGB-лентой. Для подобной установки необходим источник питания на 12 вольт. Она может работать в двух режимах: как светильник и как цветомузыка. Режим выбирается переключателем, установленным на плате.


Электрическая схема со светодиодной лентой для ЦМУ

Принцип работы конструкции

В устройстве есть несколько основных способов передачи и преобразования музыки. Как правило, есть высокие показатели, нормальные и низкие. За каждым из них закреплён определённый цвет, и при проигрыше мелодии, свет автоматически настраивается под играющие децибелы.

Обычно используют три основных цвета. Чаще всего — это зеленый, синий и красный. Разная продолжительность мерцания, а также комбинации цветов, способны создать поразительные эффекты.

Справка! Частота и сила сигнала распределяется при помощи специальных фильтров. Благодаря им осуществляется основная работа цветомузыки.

Настройка фильтров производится согласно следующим параметрам:

  • До 300 Гц самый низкочастотный фильтр, который отвечает за красный цвет.
  • 250-2500 Гц относится к средним частотам и отвечает за зеленый цвет.
  • Выше 2000 Гц относится к самым высоким частотам и отвечают за синий цвет.

Это то, что касается основных характеристик настройки цвета и музыки в системе.

Этапы изготовления

Необходимо сделать печатную плату. Для этого нужно взять фольгированный стеклотекстолит размерами 50 х 90 мм и толщиной 0,5 мм. Процесс изготовления платы состоит из нескольких этапов:

  • подготовка фольгированного текстолита;
  • сверление отверстий под детали;
  • нанесение дорожек;
  • травление.


Пример макетного образца печатной платы
Плата готова, комплектующие закуплены. Теперь начинается самый ответственный момент – распайка радиоэлементов. От того, как аккуратно они будут установлены и запаяны, будет зависеть окончательный результат.


Перечень необходимых радиоэлементов

Собираем нашу печатную плату с напаянными на ней компонентами вот в такой доступный плафон.


Цветомузыкальная приставка, собранная своими руками

Шаги

    Определитесь с размером вашего гирляндного шоу.

    Можно увешать гирляндами весь дом – как внутри, так и снаружи – или выбрать отдельный участочек на вашем доме и в палисаднике. Запомните следующее, пока планируете свое гирляндное шоу:

  • Полоса – секция гирлянд, которая может индивидуально контролироваться. Например, отдельная ветка в дворике может быть полосой, если вы увесили ее одним набором гирлянд.
  • Все гирлянды в полосе работают как единая секция. К сожалению, вы не можете зажечь отдельную гирляндную лампочку.
  • Полосы от 32 до 64 – отличный размер, с которого стоит начать, если вы никогда не программировали зажигание гирлянд в соответствии с музыкой. Любые полосы, которые больше, нежели эти, приведут к тому, что вы проклянете день, когда решили взяться за проект (или день, когда жена заставила вас за него приняться).
  • Запаситесь.

    Лучше всего покупать гирлянды в день после Рождества. Так, вы найдете гирлянды по цене 20 рублей, хотя они стоили 80 рублей. Сравните цены по разным универмагам, чтоб не прогадать. Сопоставьте цены в Интернете.

    Приобретите регулятор.

    Вам понадобится аппаратура, которая подключается к вашему компьютеру. Данное управление можно купить в собранном состоянии, в комплекте или самодельную систему.

  • Целая собранная система работает прямо из коробки. Она обойдется приблизительно в 700 — 800 рублей за полосу. Этот регулятор можно купить в интернет-магазинах. Остановитесь на этом выборе, если не хотите возиться с какими-либо электромонтажными работами (особенно, с паянием) или не имеете ни малейшего представления, с чего начать.
  • Комплект отчасти требует управления через клавиатуру. Он стоит от 500 рублей за полосу, но сам почти такой же, как и целое управление, только без корпуса. Так как очень просто поместить электронную плату в корпус, данный комплект станет отличным вариантом, если вы хотите сэкономить деньги. Некоторые торговцы продают все, что нужно для сборки регулятора, включая голую монтажную плату и детали. Если вы хотите немного подпаять, проверьте его.

  • Система «сделай сам» стоит от 200 рублей за полосу. Цена зависит от того, сколько всего вам придется сделать самостоятельно. Система состоит из контроллера, который смежен с компьютером, и полупроводникового реле (ППР), которое фактически зажигает гирлянды. ППР можно купить или сделать самому. Если вы купили эту систему, вам придется долго провозиться, чтобы сделать данную аппаратуру, но зато вы экономите. Также у вас будет возможность полностью настроить вашу аппаратуру, и вы сможете легко устранить проблемы.
  • Обратитесь за помощью.

    Этот проект может оказаться очень значительным и затруднительным, потому сначала вы можете быть ошеломлены. Привлеките друзей и членов семьи или зарегистрируйтесь на форумах, указанных ниже, где вам могут помочь.

    • В зависимости от степени сложности, дайте себе от 2 до 6 месяцев для подготовки, прежде чем ваше гирляндное шоу будет полностью завершено. Звучит ужасающе, но именно столько времени вам понадобится.
  • Установите программное обеспечение.

    Если вы специалист низкого технического уровня, купите программное обеспечение, которое поможет вам запрограммировать мигание гирлянд. Существует также бесплатная программа для самодельных систем (смотрите раздел ссылок). Коль вы амбициозны и претендуете на звание техмастера, кодифицируйте данную программу вручную на любом основном языке программирования. Тем не менее, запомните, что вы не сможете использовать данный вариант для предварительно собранных изделий, так как большая часть их протоколов имеет закрытый исходный код.

    • Программное обеспечение, выбранное вами, разобьет песню, с которой вы хотите синхронизировать ваши гирлянды, на очень краткие отрезки (.10 секунды), что позволит вам запрограммировать каждую полосу гирлянд включаться, выключаться, сверкать или мерцать. Существует три коммерческих варианта программного обеспечения. Light-O-Rama – поставщик для большинства жилых гирляндных демонстраций. Однако он весьма сложен, потому для сопоставления минуты песни с 32-48 полосами вам придется провозиться целых четыре часа.
    • Animated Lighting гораздо дороже, но проще в обращении. Некоторые жилые гирляндные демонстрации также выбирают Animated Lighting.

  • D-Lights второй вариант из наименее дорогих, но вам придется ознакомиться с информацией о системах управления и электротехники.
  • Hinkle»s Lighting Sequencer бесплатное программное обеспечение, простое в обращении, но мощное в накаливании лампочек, СИДов и КЗС СИДов.
  • Создайте собственную декорацию.

    Создайте внешние декорации. Нужно включить такие распространенные элементы:

    • Мини-огоньки или голые гирлянды, что простираются по всему садовому участку.
    • Световые сосульки или гирлянды-месяцы, которые свисают с крыши.

  • Мини-деревца – это двух- или трехфутовые деревья, сделанные из помидорной клетки, которую нужно обернуть гирляндами одного или нескольких цветов. Расположенные в линию или по треугольнику, они часто используются в анимационных декорациях.
  • Мегадерево обычно состоит из большого столба, украшенного гирляндами, которые простираются с вершины до большого кольца вокруг основания. Опять-таки, его используют в анимационных декорациях.
  • Каркасы – металлические рамы, украшенные гирляндами. Спрессованные формы – пластмассовые светящиеся скульптуры оленей, Санты и т.д. Зачастую их ставят по всему двору.
  • Гирлянды С9 – луковичные, выпуклые и разноцветные огоньки, которые обычно расставляют по периметру двора.
  • Запрограммируйте ваше шоу.

    А вот здесь вам придется попотеть! Выберите музыку, с которой вы будете синхронизировать мерцание гирлянд. А затем начинайте программирование на временной шкале. Не хватайтесь за все сразу. Скорей всего, на это уйдет пара месяцев, – в зависимости от длины вашего шоу и количества имеющихся полос. Шоу будет зависеть от того, какое программное обеспечение вы выбрали.

  • Пусть они вас услышат.

    Воспользуйтесь эффектом, который создаст великолепный звук, сохраняющий спокойствие всех. Одна и та же музыка, звучащая из динамиков снова и снова, приведет соседей в бешенство, поэтому в большинстве случаев вам понадобится транслировать музыку на ЧМ частоте. Пожалуйста, ознакомьтесь с разделом предупреждений в конце данной статьи.

    • Обязательно проинформируйте соседей о своих намерениях создать анимационную демонстрацию. Важно, чтобы соседи поддержали вас, если вы хотите, чтоб ваша демонстрация длилась достаточно долго, дабы другие люди увидели ее.
    • Прокручивайте одно шоу в начале каждого часа, а также один или два раза в ночь. Если соседи узнают, что шоу длится всего лишь три минуты и будет транслироваться в 8 или 9 вечера, они отнесутся к этому с большим пониманием, нежели если бы вы его запустили с 6 до 9.

  • Цветомузыка из гирлянды

    Цветомузыка из гирлянды добавит хорошего настроения не только дома или в баре, где проводятся вечеринки и дискотеки. Нужна она и автомобилисту, чтобы не заснуть за рулем в многокилометровых пробках, да и просто – мигающая в такт цветомузыка вызывает только восхищение. Из этой статьи вы узнаете, как из гирлянды сделать цветомузыку, не затратив много времени и сил. Если вы автомобилист и решили, что цветомузыка очень нужна в машине, то отбросьте мысль приобрести ее в магазине. Конечно же, найти можно сегодня все, но зачем лишние траты, если из обычных гирлянд можно по схеме собрать совершенно уникальный образец цветомузыки.

    На рисунке ниже показана схема цветомузыкальной установки, работающая с 3-я различными светильниками. При этом мощность прожекторов доходит до 100 Вт каждая.

    Благодаря этой несложной схеме можно будет самостоятельно собрать установку.

    Рассмотрим самые главные положения этой схемы:

    • Основной вход предназначен для проводов, идущих к выходу усилителя. Подключение осуществляется так: снимается один из проводов динамика(см.) и на его место ставится провод от цветомузыки или же параллельно, оставляя все, как есть.

    Примечание. При таком подключении лампочки будут мигать в такт с музыкой. При этом лампа VT1 или VL1 будет мигать на ВЧ, а остальные две соответственно – на СЧ и НЧ.

    • Подключение самих ламп осуществляется тиристорами, которые имеют управляющие электроды, а на те, в свою очередь, подается напряжение через фильтры на резисторах и конденсаторах.

    Примечание. Чтобы лампы или прожекторы, как их еще называют, работали в полный накал и не сгорели тиристоры, напряжение сети выправляется при помощи диодов. Именно они в ответе за преобразование значения напряжения из переменного в пульсирующее.

    • Трансформатор в данной схеме можно использовать от однопрограммной радиоточки. Если найти такой не удалось, то подойдет и выходной трансформатор звука. Идеальный вариант – от старого лампового телевизора;
    • Что касается тиристоров, то они ставятся в металлических корпусах. Анод у них выводится на корпус, а сверху располагается катод, снизу – управляющий электрод. Крепление тиристоров осуществляется с помощью гаек прямо на плату.

    Краткое описание радиоэлементов

    Радиоэлементы для электрической схемы вполне доступны, приобрести их в ближайшем магазине электротоваров не составит труда.

    Для цветомузыкального сопровождения подойдут проволочные резисторы мощностью 0,25–0,125 Вт. Величину сопротивления всегда можно определить по цветным полоскам на корпусе, зная порядок их нанесения. Подстроечные резисторы бывают как отечественные, так и импортные.

    Конденсаторы, выпускаемые промышленностью, делятся на оксидные и электролитические. Подобрать нужные не составит труда, проделав элементарные расчеты. Некоторые оксидные конденсаторы могут иметь полярность, которую необходимо соблюдать при монтаже.

    Диодный мост можно взять уже готовый, но если его нет, то выпрямительный мост несложно собрать, используя диоды серии КД или 1N4007. Светодиоды берутся обычные, с разноцветным свечением. Использование cветодиодных RGB-лент – перспективное направление в радиоэлектронике.


    Светодиодная RGB-лента

    Приобретение готового ЦМУ

    Если нет желания сделать цветомузыку для использования в домашних условиях, можно приобрести ЦМУ, то есть цветомузыкальную установку. Это готовое функциональное решение, в составе которого присутствует контроллер. Он будет обрабатывать звук, преобразуя его в светомузыкальное визуальное представление. В процессе воспроизведения света будет меняться его интенсивность и цветовое решение, создавая тем самым эффект самой настоящей дискотеки. Также в состав устройства ЦМУ входит панель со встроенными диодами.

    В основе данных приспособлений может находиться спектральное разложение по частотам, где каждой из них будет соответствовать определенное цветовое решение или предварительно заданные регулировки с самыми разными эффектами и их чередованием. Осуществлять их настройку можно посредством входящего в комплект пульта дистанционного управления.

    Важно! Современные ЦМУ очень просты в процессе инсталляции и настройки. Это идеальное решение для организации домашней вечеринки или дискотеки.

    Возможность сборки цветомузыкальной приставки для автомобиля

    Если получилось порадовать цветомузыкой из светодиодной ленты, сделанной своими руками, то подобную установку со встроенной магнитолой можно изготовить для автомобиля. Ее легко собрать и быстро настроить. Предлагается разместить приставку в пластиковом корпусе, который можно купить в отделе электрорадиотехники. Установка надежно защищена от влаги и пыли. Ее несложно установить за приборной панелью автомобиля.

    Также подобный корпус можно изготовить самостоятельно, используя оргстекло.

    Подбираются пластины нужных габаритов, в первой из деталей делаются два отверстия (для питания), зашкуриваются все детали. Собираем все с помощью термопистолета.

    Отличный световой эффект достигается, если использовать разноцветную (RGB) ленту.

    Преимущества светодиодной продукции

    Современный рынок электроники представляет большое разнообразие светодиодных лент, которые обладают самыми разными цветовыми эффектами. С их помощью можно создать качественное точечное освещение, есть возможность сделать цветомузыку с мигающими или размытыми эффектами.

    В отличии от обычных лампочек, светодиоды характеризуются большим количеством положительных характеристик. Среди основных преимуществ светодиодных лент можно выделить:

    • широкая и разнообразная цветовая гамма;
    • передача насыщенных цветов;
    • разные варианты исполнения – линейки, модули, дискретные элементы, RGB-ленты;
    • высокая скорость срабатывания;
    • минимальный объем потребляемой энергии.

    Ленты можно использовать в домашних условиях, в клубах и в кафе, можно эффектно подсвечивать витрины. В данной статье более подробно будет описан вариант светодиодной цветомузыки для обычного домашнего применения.

    Создание гирлянды из старой клавиатуры

    Для ускоренного создания гирлянды можно воспользоваться одним из самых бюджетных вариантов, связанных с разборкой старых компьютерных устройств ввода – мыши и клавиатуры.

    В процессе выполнения работы вам понадобятся:

    • несколько старых клавиатур, которые могут быть даже нефункционирующими;
    • паяльник;
    • резисторы;
    • изолента или скотч;
    • термоусадочные кембрики;
    • припой и канифоль.

    Сначала удалите провода из клавиатуры и отсоедините USB-кабель. Для повышения шансов на выполнение качественной работы вам понадобятся около 5 устройств ввода: возможно, таковые имеются у ваших друзей, близких, поспрашивайте на городском форуме.

    Каждая клавиатура оснащена 3-мя светодиодами, указывающими на работу 3 основных функций изделия на кнопках Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock. Если же вам под руку попалась ненужная геймерская клавиатура, то все будет намного проще, ведь она зачастую включает огромное количество светодиодов.

    Выполните разборку изделия и вытащите из него маленькую плату с контроллером. Она будет использоваться для соединения различных лампочек. Создайте изделие из 12 элементов, подключенных к резисторам по параллельной схеме. Превышать это значение не стоит, поскольку стандартный USB-кабель, от которого питается клавиатура, передает напряжение до 5 В при силе тока 500 мА.

    Рабочее напряжение отдельных элементов не превышает 5 В. При прямом подключении без резистора будет происходить перегрев, который рано или поздно приведет к перегоранию компонентов. Именно поэтому напряжение понижается за счет дополнительного сопротивления или методом попарной спайки элементов. Во втором случае каждый отдельный компонент будет понижать напряжение «своего соседа». К сожалению, такой вариант считается менее оптимальным и эффективным: лучше всего следить за установленным лимитом вольтажа и не выходить за их пределы.

    Далее следует взять простой кабель и на одной из его сторон удалить оплетку, а затем выполнить пайку. После создания изделия нужной длины и формы, остается заизолировать оголенные части.

    Создать самодельную новогоднюю гирлянду из светодиодов проще простого: запаситесь необходимыми элементами и инструментами, выполните расчет (с этим могу помочь специалисты) или найдите в сети любую проверенную схему подключения. Затем следуйте нашим инструкциям, и в итоге получите функционирующее, качественное и безопасное изделие.

    Цветомузыка своими руками

    Это простейшая светомузыка имеет всего один элемент. Да, абсолютно один и ничего кроме: ни резисторов, ни транзисторов… Собрать такую светомузыкальную установку вполне реально за 30 минут. Все что вам понадобится это одно твердотельное реле. Твердотельное реле появились на рынке относительно недавно и уже уверенно завоевали рынок радиоэлектроники. Оно и понятно, приведу основные плюсы.

    • — Быстродействие.
    • — Гальваническая развязка по напряжению.
    • — Бесшумное, по сравнению с обычным реле.
    • — Детектор перехода через ноль.

    Плюсов гораздо больше, я привел лишь несколько. Твердотельное реле по сути кроме названия не имеет ничего общего с механическим реле, которое все обычно представляют, слыша первый раз это название. Это обычный симисторный ключ, с цепями управления и развязки. Стоит это чудо совсем недорого и его можно запросто купить на нашем любимом аliexpress.com
    На радио рынке очень много разных исполнений реле: маленькие и большие, мощные и маломощные. Я взял такое: Во-первых, у него есть винтовые клеммы для подключения. Во-вторых, оно может коммутировать нагрузку напряжением 24-380 В и током до 60 А. Конечно брал с перебором для других целей. Чтобы управлять гирляндой достаточно брать от 2 А. В-третьих, управляющее напряжение от 3 до 32 вольт, импульсное. То, что нужно, так как мы будем управлять реле непосредственно звуком, поданным с выхода усилителя низкой частоты.

    Особенности

    Подобные изделия охотно поставляет современная промышленность. Но внешний эффект не всегда удовлетворяет запросы потребителей. В ряде случаев очень хорошие результаты приносит использование ретро гирлянд, которые можно сделать даже своими руками

    Перед подобной работой очень важно подготовиться как следует, отобрать подходящие дизайнерские идеи. Найти подходящие варианты конструкций, фотографии весьма легко

    Надо подумать о нескольких нюансах:

    • получится ли вписать изделие в обстановку;
    • удастся ли воплотить замысел, используя доступные компоненты;
    • сколько это будет стоить.

    Это интересно: Как выбрать гирлянду «светодиодная бахрома»? (видео)

    Рейтинг
    ( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Для любых предложений по сайту: [email protected]