介紹

在本文中，我將向您展開(kāi)介紹我是如何用一個(gè)簡(jiǎn)單的宜家桌子來(lái)制作一個(gè)使用藍(lán)牙、物理控件和LED矩陣的廉價(jià)交互式桌子。同時(shí)桌面能夠顯示音頻頻譜可視化器、一些游戲和動(dòng)畫(huà)。

1.準(zhǔn)備項(xiàng)目——Java仿真

有了項(xiàng)目的想法后，首先要做的就是定義一個(gè)詳盡的待辦事項(xiàng)清單、材料清單，并對(duì)代碼的外觀有一個(gè)深刻的了解。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，我為我的LEDMatrixonJava設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬器。此步驟的目的是設(shè)置使設(shè)備正常工作所需的主要功能和算法。這樣做還能讓我更具體地知道完成我的項(xiàng)目需要哪些硬件（尤其是輸入）。

該程序顯示一個(gè)12x12的顏色網(wǎng)格，并使用類(lèi)似于“FastLED.show（）;”的方法刷新此網(wǎng)格ArduinoFastLED庫(kù)用來(lái)控制矩陣的函數(shù)。該程序顯示菜單并能夠啟動(dòng)幾種模式：顯示圖像/動(dòng)畫(huà)/文本，運(yùn)行康威的生活游戲，俄羅斯方塊，蛇，乒乓球，西蒙游戲等。

在制作中我遇到的第一個(gè)問(wèn)題，是需要在程序中定義一些靜態(tài)圖像。Arduino的規(guī)范不允許我使用.jpg或.png圖像，我必須處理24位像素的二維數(shù)組（以十六進(jìn)制定義為0xRRGGBB）。為了讓制作過(guò)程變得更容易，我編寫(xiě)了另一個(gè)Java程序，它將12x12位圖圖像轉(zhuǎn)換為所需的2D數(shù)組。

只要最終仿真模擬器符合我的期望，就可以開(kāi)始著手購(gòu)買(mǎi)該項(xiàng)目所需的所有組件。

2.如何讀取音頻信號(hào)？

我的桌子的主要功能之一是能在我聽(tīng)音樂(lè)時(shí)在屏幕上實(shí)時(shí)顯示音頻頻譜。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我使用了一個(gè)運(yùn)算放大器（TL072）將電壓集中在2.5V左右并對(duì)其進(jìn)行放大。Arduino現(xiàn)在能夠讀取和分析提供的音頻信號(hào)，該電路焊接在原型板上。

3.布線(xiàn)和3D打印

我購(gòu)買(mǎi)了150個(gè)LED燈條長(zhǎng)5米（或16.4英尺）。這意味著我的12x12屏幕至少是（500/150*12）=40cm寬和長(zhǎng)。為了以后有更充足的靈活性，我訂購(gòu)了一塊405x405mm的白色亞克力玻璃，并用鉆頭和鋸子在桌子上打了一個(gè)410x410mm的孔。

7歐元的IkeaLack桌子非常便宜，并且里面是空的，這對(duì)于我們的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)很有幫助。（順便說(shuō)一句，制作過(guò)程中在你身邊放一個(gè)真空吸塵器可以防止你吸入木屑）

完成主孔后，我在桌子的側(cè)面鉆了4個(gè)40毫米的圓形孔，用于放置4個(gè)控制按鈕，并在桌子底部鉆了一個(gè)小孔，用于放置母電源插頭。之后，我在主控制界面的位置上做了一個(gè)方孔。這個(gè)界面上的按鈕非常小并且彼此靠近，這點(diǎn)需要格外注意。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我在Fusion360上設(shè)計(jì)了我的界面并通過(guò)3D打印的方式制作。接下來(lái)我在上面涂了一層底漆，看到這種飾面，我非常滿(mǎn)意。

再接著是時(shí)候進(jìn)行布線(xiàn)工作了，我已經(jīng)將所有東西焊接并粘合到位，如下圖所示。

4.制作畫(huà)面

我認(rèn)為這是我最不引以為豪的部分。我強(qiáng)烈建議您使用非常柔軟的泡沫板甚至激光切割機(jī)來(lái)制作像樣的網(wǎng)格。我每12個(gè)LED切割一次LED燈帶，制作12個(gè)小燈帶，然后將它們粘在410x410mm泡沫板上（接線(xiàn)完成）。然后我粘上了一個(gè)用美工刀制作的泡沫板網(wǎng)格。最后，我將丙烯酸玻璃粘在網(wǎng)格頂部并為L(zhǎng)ED矩陣供電以進(jìn)行測(cè)試。美工刀的問(wèn)題在于頂部的網(wǎng)格不是很平坦，并且像素沒(méi)有完全對(duì)齊。

一旦在表格中安裝并接線(xiàn)，矩陣就可以執(zhí)行我們通過(guò)USB端口提供給Arduino的代碼。

5.安卓控制器

我使用MITAppInventor軟件制作了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的Android應(yīng)用程序來(lái)通過(guò)藍(lán)牙控制我的桌子。

6.拓展

之后我可能還會(huì)調(diào)試一些功能，改進(jìn)一些功能，并且對(duì)其他一些功能進(jìn)行重編程。

我還想在屏幕和桌子之間的縫隙中切割并安裝一些L型鋁條，使其看起來(lái)更漂亮、更干凈