音樂石紙燈開源

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資料介紹

描述

介紹

石版紙是一種半透明的蝕刻物體，一旦背光就會(huì)顯示圖像。借助現(xiàn)成的 3D 打印機(jī)，可以輕松制作各種形狀和尺寸的石版紙。

這個(gè)項(xiàng)目的目的是創(chuàng)建一個(gè)石紙燈，而不是只是靜止的，我希望燈可以旋轉(zhuǎn)，創(chuàng)建一個(gè) 360 度的石紙“燈罩”，讓所有側(cè)面都可見，而無需觀眾移動(dòng)自己。

在最初的設(shè)計(jì)之后，我決定添加一個(gè)巨大的按鈕會(huì)很有趣，按下該按鈕將為每個(gè)人啟動(dòng)音樂和燈光秀。

該項(xiàng)目由5個(gè)主要部分組成：

圓柱石紙
運(yùn)行燈的電子設(shè)備
齒輪和外殼，因此石紙以足夠慢的速度旋轉(zhuǎn)
容納所有組件的外殼
使一切正常的代碼

石粉

我們將要生成的石蠟紙高 152 毫米，周長為 375 毫米，因此直徑為 119 毫米。此信息對于確保創(chuàng)建立石紙的圖像具有正確的長寬比非常重要。長度變成高度，寬度變成圓周。

上述測量值意味著周長與高度的比率為 2.47。在實(shí)踐中，這可能會(huì)因石版紙的厚度和 3d 打印機(jī)的精度而異。

我在我的 lithophane 上放了三張圖片，但重要的是確保寬度是高度的 2.47 倍。我在圖像之間（和末端）添加了灰色條，以在圖片之間創(chuàng)建一些分隔。

進(jìn)入網(wǎng)站后，您需要將樣式設(shè)置為“外曲線”。然后在“設(shè)置”下，將“最大尺寸”設(shè)置為 375 毫米，將“曲線”設(shè)置為 360。使用圖片選項(xiàng)卡上傳您的圖片，然后等待網(wǎng)站生成石版紙。然后下載按鈕將下載您的 lithophane STL。

石粉代

我使用 Ultimaker Cura 來打印我的石版紙，但您可以使用您最熟悉的任何工具。確保已將填充設(shè)置為 100%。這將創(chuàng)造出最好看的石粉。在此步驟中，您可以確保您的高度和寬度（直徑）測量值是正確的。

準(zhǔn)備打印

請注意，我花了 40 多個(gè)小時(shí)打印出高質(zhì)量的石版紙。我建議以較低的質(zhì)量打印測試，并在打印幾厘米后停止打印，以確保它適合。

完成打印后，您可以立即在里面放一個(gè)光源來預(yù)覽它的外觀。

印刷的石版畫

電子產(chǎn)品

燈的核心是 Adafruit ItsyBitsy M4。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且有用的電路板，非常適合驅(qū)動(dòng)新像素和伺服系統(tǒng)等項(xiàng)目。它有一個(gè)特殊的 5V 輸出引腳，可為這些設(shè)備提供更多電壓。

ItsyBitsy 附在上面：

音頻放大器（將掛鉤連接到揚(yáng)聲器） - 連接到 A0
電源開關(guān) - 連接到 D10 并啟用
模式/旋轉(zhuǎn)按鈕 - 切換到 LED，并打開伺服 - 連接到 D11
街機(jī)按鈕 - 開始音樂表演 - 按鈕連接到 D7，LED 連接到 D12
Neopixels - 連接到 D5
伺服 - 連接到 D9

示意圖

將所有的地面連接在一起很棘手，因?yàn)橛泻芏唷?/font>我將所有的接地都焊接到一根電線上，然后用電工膠帶覆蓋。

地線 - 鋰電池組稍后移除

由于一些組件延伸穿過底座的蓋子，因此使用連接器（如 JST）以允許它們在需要時(shí)斷開連接可能是有益的。如果必須移動(dòng)某些東西，它可以節(jié)省精力或拆焊電線（這是我慘痛的教訓(xùn)！）。

這對于伺服、neopixel 和街機(jī)按鈕線特別有用。

代碼

代碼相當(dāng)簡單；從配置和設(shè)置開始，然后是操作燈的主循環(huán)。運(yùn)行時(shí)的燈會(huì)監(jiān)視要按下的兩個(gè)按鈕之一。較小的模式按鈕將交替打開 LED，使石紙旋轉(zhuǎn)，然后將其關(guān)閉。按下街機(jī)按鈕將觸發(fā)定時(shí)動(dòng)畫表演。

SERVO_SPEED = 0.07 # speed to rotate the servo at
LED_FLASH_TIME = 30 # how long to flash the arcade button for

伺服速度控制燈的旋轉(zhuǎn)速度。閃爍時(shí)間控制街機(jī)按鈕在不使用時(shí)閃爍的時(shí)間。如果它總是閃爍它確實(shí)很煩人！

# Set up the servo
lid_servo_pwm = pulseio.PWMOut(board.D9, frequency=50)
lid_servo = servo.ContinuousServo(lid_servo_pwm, min_pulse = 420, max_pulse = 2500)

伺服設(shè)置也可能需要稍作改動(dòng)。必須設(shè)置 min_pulse 和 max_pulse 以確保伺服在它應(yīng)該靜止時(shí)不會(huì)移動(dòng)。默認(rèn)值通常應(yīng)該有效。

# Set up the audio playback
audio = AudioOut(board.A0)
mp3files = ["dance-mono.mp3"]

mp3files 是按下街機(jī)按鈕時(shí)將播放的 MP3。由于這些設(shè)備上的空間稀少，MP3 必須短且壓縮質(zhì)量。由于揚(yáng)聲器是單聲道的，因此使用立體聲也沒有意義。我能夠擁有 5 分鐘的 MP3 并具有足夠的壓縮率。使用 Audacity 之類的工具來編輯 MP3。

# define animation for the arcade button
rainbow = Rainbow(pixel_wing_vertical, speed=0.1, period=2)

有一個(gè)部分定義了按下 Arcade 按鈕時(shí)將播放的所有動(dòng)畫（以“#define animations”的注釋開頭。這些是將播放的原始動(dòng)畫，而不是將使用的序列和時(shí)間。

除了Volume和TimedAnimatedSequence之外，使用的所有動(dòng)畫都來自 Adafruit CircuitPython LED Animation 庫。我基于 Adafruit 庫編寫了這兩個(gè)。

# modes the program can be index
MODE_OFF = 0    # nothing running
MODE_LIGHT = 1  # neopixels lit only
MODE_SPIN = 2   # neopixels lit and servo moving
MODE_MUSIC = 3  # music show is on
MODE_MAX = 3    # only the arcade button will get to MUSIC

主循環(huán)是一個(gè)永遠(yuǎn)持續(xù)的while循環(huán)。它檢查按鈕并根據(jù)用戶的操作更改當(dāng)前模式。

唯一感興趣的模式是播放動(dòng)畫序列的 MODE_MUSIC。

核心是設(shè)置TimedAnimationSequence ：

animations = TimedAnimationSequence(
                solid, 12,
                loud, 20, # 32
                rainbow, 16.5, # 48.5
                rainbow_comet, 14, # 1:02.5 62.5
                rchase2, 36, # 1:38.5 98.5
                rainbow, 16.5, # 1:55 115
                rainbow_comet, 14, # 2:09 129
                loud, 33, # 2:42 162
                clear_sparkle, 16, # 2:58 178
                rcomet2, 14, # 3:12 192
                rainbow_sparkle, 32, # 3:44 224
                rchase2, 16, # 4:00 240
                loud, 37, # 4:37 277
                clear_sparkle, 5,
                solid, 60,

                auto_clear=True,
                auto_reset=True,
            )

每行定義要播放哪個(gè)先前定義的動(dòng)畫以及播放多長時(shí)間。我使用注釋來跟蹤運(yùn)行時(shí)間，以幫助將動(dòng)畫與音樂同步。

齒輪箱

齒輪箱由幾個(gè)沒有外殼的齒輪組成。您必須打印兩個(gè)ComboGear.stl和一個(gè)GearBox Base.stl 、GearBox Lid.stl 、Spur Gear.stl和Drive Gear.stl 。驅(qū)動(dòng)齒輪稍后將安裝在伺服系統(tǒng)上。