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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，一旦背光就會顯示圖像。借助現成的 3D 打印機，可以輕松制作各種形狀和尺寸的石版紙。

這個項目的目的是創建一個石紙燈，而不是只是靜止的，我希望燈可以旋轉，創建一個 360 度的石紙“燈罩”，讓所有側面都可見，而無需觀眾移動自己。

在最初的設計之后，我決定添加一個巨大的按鈕會很有趣，按下該按鈕將為每個人啟動音樂和燈光秀。

該項目由5個主要部分組成：

圓柱石紙
運行燈的電子設備
齒輪和外殼，因此石紙以足夠慢的速度旋轉
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。在實踐中，這可能會因石版紙的厚度和 3d 打印機的精度而異。

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，以在圖片之間創建一些分隔。

進入網站后，您需要將樣式設置為“外曲線”。然后在“設置”下，將“最大尺寸”設置為 375 毫米，將“曲線”設置為 360。使用圖片選項卡上傳您的圖片，然后等待網站生成石版紙。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。確保已將填充設置為 100%。這將創造出最好看的石粉。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。

準備打印

請注意，我花了 40 多個小時打印出高質量的石版紙。我建議以較低的質量打印測試，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光源來預覽它的外觀。

印刷的石版畫

電子產品

燈的核心是 Adafruit ItsyBitsy M4。這是一個功能強大且有用的電路板，非常適合驅動新像素和伺服系統等項目。它有一個特殊的 5V 輸出引腳，可為這些設備提供更多電壓。

ItsyBitsy 附在上面：

音頻放大器（將掛鉤連接到揚聲器） - 連接到 A0
電源開關 - 連接到 D10 并啟用
模式/旋轉按鈕 - 切換到 LED，并打開伺服 - 連接到 D11
街機按鈕 - 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，因為有很多。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斷開連接可能是有益的。如果必須移動某些東西，它可以節省精力或拆焊電線（這是我慘痛的教訓?。?/font>

這對于伺服、neopixel 和街機按鈕線特別有用。

代碼

代碼相當簡單；從配置和設置開始，然后是操作燈的主循環。運行時的燈會監視要按下的兩個按鈕之一。較小的模式按鈕將交替打開 LED，使石紙旋轉，然后將其關閉。按下街機按鈕將觸發定時動畫表演。

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速度。閃爍時間控制街機按鈕在不使用時閃爍的時間。如果它總是閃爍它確實很煩人！

# 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)

伺服設置也可能需要稍作改動。必須設置 min_pulse 和 max_pulse 以確保伺服在它應該靜止時不會移動。默認值通常應該有效。

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

mp3files 是按下街機按鈕時將播放的 MP3。由于這些設備上的空間稀少，MP3 必須短且壓縮質量。由于揚聲器是單聲道的，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)

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

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

# 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

主循環是一個永遠持續的while循環。它檢查按鈕并根據用戶的操作更改當前模式。

唯一感興趣的模式是播放動畫序列的 MODE_MUSIC。

核心是設置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,
            )