步驟1：準備木制框架

您可以按照您希望的任何方式構(gòu)建框架或外殼。我選擇木材是因為僅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的木板來搭建框架。我在長度為30厘米的木板上標記了4個干凈的零件，并確保在接頭處標記45度斜角。

我用曲線鋸進行了所有切割，一切正常。如果您可以使用斜切鋸或臺鋸，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，我可以使零件很好地適合。

在測試配合過程中，我意識到它們太寬了，并且它們會在外殼內(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。

斜接連接本身并沒有太多的支撐，因此我將三角形的小塊切成小塊，以補充一些支撐。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，以便充當夾子并在木膠固化時將其固定到位。僅使用CA膠將小的支撐三角形膠粘到位，以使過程更快。

步驟2：對電路進行原型制作

內(nèi)部燈光顯示的電子設(shè)備包括一個帶麥克風的Arduino Uno板從壞掉的耳機聽房間里的聲音，然后通過點亮內(nèi)部5個led燈條之一來反映總音量。

該電路由兩個獨立的部分組成。第一部分是帶有單晶體管放大器的麥克風，第二部分是LED燈帶的驅(qū)動器。我們需要它們，因為Arduino和麥克風放大器的工作電壓為5V，而LED燈帶的工作電壓為12V。

麥克風通過10k電阻并通過電容器連接到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，因此我們可以在Arduino的模擬輸入A0上拾取它。

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

盡管它看起來像是一個復雜的電路，但實際上確實是一個非常簡單的電路。我已經(jīng)在試驗板上進行了全部測試，并確保可以正常工作后，我建立了一個屏蔽板，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

一旦我對電路感到滿意，我就在穿孔板上為Arduino搭建了一個防護罩。您可以在附件的視頻中看到該項目的完整構(gòu)建過程。

第4步：編寫Arduino

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

簡而言之，該代碼包含三個主要部分：檢索示例進行音樂分析，確定聲級，然后根據(jù)計算出的值控制向LED的輸出。我知道這對某些人來說聽起來像是火箭科學，但是一旦掌握了一切，這真的很容易。

開始時的草圖定義了我們將使用的所有變量和常量。我確保為他們每個人提供一個解釋，以便您可以更輕松地理解它。此后，我們具有設(shè)置功能，該功能可以出于調(diào)試目的啟動串行通信，清空并初始化用于峰峰值檢測的陣列，并定義LED的輸出。

在代碼的循環(huán)部分，我們首先開始對音頻進行采樣，以便可以檢測出峰到峰的音量。在常規(guī)聲波中，沒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。在我們的例子中是2.5V。

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

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

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

在電路板全部焊接完之后按照示意圖，我確保在繼續(xù)準備實際專輯封面之前先對其進行測試。

GitHub上的代碼：

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

步驟5：準備封面

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，而丙烯酸沒有保護蓋。如果您可以使用Mod Podge或某些透明的丙烯酸凝膠介質(zhì)，則最好使用它來代替木膠，但效果幾乎相同。

應(yīng)用圖像時的技巧是不要像我一樣使用過多的膠水，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。在膠水仍然濕潤的情況下，幾乎看不見藝術(shù)品，但是在完全干燥后，藝術(shù)品會變成透明的。

我離開框架進行固化24小時，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。如果您有手動銑刨機，那將比鑿子快很多。我還在框架上鉆了一個孔，以便麥克風可以伸出來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，然后過了一段時間。

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)面看起來更加美觀。

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

在背面，我已標記并切割了一張紙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，則可以在框架上開槽，然后用這種方法將丙烯酸樹脂包起來。

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

第7步：欣賞Arduino Light Show

總的來說，我對此感到非常高興。如果我擁有適當?shù)哪竟すぞ?，則外殼可能會更好一些，但它仍然是不錯的墻壁裝飾。自從我建造它以來，我們和孩子們在一起玩得很開心，但是現(xiàn)在該找一個新家了。