Máscara com LEDs (com Arduino)

Neste artigo mostrarei como fazer uma Máscara com LEDs. Esta máscara possui um microfone incorporado que fará a sua boca mover enquanto fala.

O que você aprenderá neste artigo:

  1. Selecionar os componentes certos para este projeto
  2. Esboçar uma matriz de LED que se encaixe na máscara
  3. Ler o esquema elétrico e soldar os componentes ao Arduino
  4. Compilar o código para a placa Arduino

Assista ao vídeo porque é mais ilustrativo

Primeiro passo: Reunir todo o material


Aqui está uma lista dos materiais e ferramentas de que precisamos para concluir este projeto:

  • 1 x Arduino Nano
  • 1 x Fita LED (144LED + IP65)
  • 1 x 134N3P (Carregador de bateria USB)
  • 1 x Microfone
  • 1 x Li-Ion Bateria
  • 1 x Interruptor
  • 1 x Conector (Macho – Fêmea)
  • 1 x Máscara

Ferramentas:

  • X-acto
  • Fios conectores
  • Fita-cola isoladora
  • Ferramenta par descarnar fios
  • Cola forte
  • Ferro de soldar
  • Fio para soldar
  • Pasta para soldar

Confira as imagens para se orientar:

Segundo passo: Teste a fita de LED antes de começar

Você deve certificar-se de que a faixa de LED está funcionando perfeitamente antes de iniciar qualquer soldagem. Se um dos LEDs estiver danificado, você poderá atingir o objetivo do projeto que é desenhar sua boca com LEDs.

Comece conectando o fio vermelho ao VCC Arduino, o fio preto ao GND e o fio verde (dados) ao pino 6.

Em seguida, você precisa ir para o aplicativo Arduino IDE -> Sketch -> Incluir Biblioteca -> Gerenciar Bibliotecas (verifique a figura 3).

A janela da imagem número 4 aparecerá. Você precisa escrever “neopixel” e instalar o “Adafruit NeoMatrix” e o “Adafruit NeoPixel”. 

Agora basta executar o script de teste de LED para testá-lo. Me diverti mudando a cor dos leds, como pode ver na foto 2.

Terceiro passo: Fita LED para matriz de LED

O primeiro passo é transformar a faixa de 144 LED numa matriz de LED [18×8]: 18 LEDs por linha x 8 linhas [144 LED / 8 linhas = 18 LED por linha]. 

Lembre-se de que você precisará soldar terra com terra, dados para dados e positivo para positivo, portanto, certifique-se de manter as posições ao cortar a faixa de LED. A Figura 1 ilustra o zigue-zague que precisamos fazer para manter as conexões juntas. 

Corte a tira de LED como mostrado na figura 2. Basicamente, precisamos manter as conexões em zigue-zague como se você nunca tivesse cortado a tira. 

Se você não conhece suas conexões, existe uma conexão conjunta a cada meio metro de faixa (figura 3) que irá mostrar qual é 5V, GND e dados. 

A Figura 4 mostra o resultado, antes da soldagem.

Agora é hora de soldar as conexões. Decidi instalar a matriz em um pedaço de tecido. A faixa de LED tem uma fita dupla-face, então apenas descobri o lado da fita e colei no lenço de papel. 

Agora que consertamos a matriz, podemos ir para o PASSO DOIS, que é soldar! Lembre-se, queremos soldar como se nunca tivesse sido cortado, então 5V precisa ser soldado a 5V, GND a GND e dados a dados. Use cores diferentes para ser mais fácil identificar qual é qual.

Depois que tudo estiver perfeitamente soldado, você precisa testar a faixa de LED novamente apenas para ter certeza de que é seguro continuar. Você pode testá-lo usando o multímetro no modo de continuidade (ativa um som de bip quando há continuidade) que indica que as conexões estão OK se ele bipar, mas se NÃO estiverem OK, não bipará.

A outra opção é executar o código de teste de LED novamente. Você notará o ziguezague pela primeira vez!   

Quarto passo: esquemas do circuito

O primeiro elemento do circuito é a bateria. Ele irá alimentar a placa Arduino e a faixa de LED. Você precisará conectar a bateria à placa de proteção de carregamento da bateria USB, o fio vermelho entra em B + e o fio preto em B-.

Em seguida, conecte um fio vermelho (+) aos 5V e um fio preto (-) ao GND da placa de proteção de carregamento da bateria USB (figura 2). Use um multímetro para verificar se as conexões foram feitas corretamente. O leitor deve medir em torno de 3,7 / 3,8 V. Além disso, tente conectar um cabo USB à entrada USB, um led vermelho deve acender, indicando que a bateria está carregando.

Você deve incluir uma chave para o circuito, para garantir que o circuito não esteja sempre “ligado”. Se estivesse sempre conectado, a bateria superaqueceria muito rápido e você possivelmente teria que trocá-la. O switch vai conectado ao 5V da placa de proteção de carga da bateria e a um fio bidirecional, um conectado ao VCC da faixa de LED e o outro à placa Arduino Nano Vin. Você pode encontrar um exemplo de switch na figura 3.

Agora puxe um fio preto da placa de proteção de carregamento de bateria USB e conecte-o ao GND da faixa de LED e ao Arduino nano. Verifique a figura 4 para ver um exemplo do Arduino nano.

Escolha uma nova cor (diferente de vermelho ou preto) para conectar o pino 6 do Arduino e o terminal digital da faixa de LED (“DATA”). É uma boa ideia executar o programa de teste que você encontra no final deste manual, para ter certeza de que tudo está funcionando como planejado e poder terminar o resto das conexões.

A etapa final do circuito é o microfone. Existem 3 conexões: OUT, GND e VCC (imagem 5). O VCC vai direto para o pino do Arduino 5V. GND vai para o Arduino GND. OUT será conectado ao pino A0 Arduino.

Se você veio até aqui, PARABÉNS!!!! A parte mais difícil do projeto está concluída!

Nota 1: experimente posicionar o microfone próximo à sua boca. Existe um potenciômetro que você pode parafusar ou desparafusar para ajudá-lo a regular a faixa de reconhecimento de som.

Nota 2: Não soldei a bateria diretamente na placa de proteção de carregamento da bateria USB, usei conectores macho / fêmea para facilitar a remoção da bateria se algum problema inesperado acontecer.


Quinto passo: software e código do Arduino

A última etapa deste projeto é enviar as instruções para a placa Arduino.

Se você não tem o software Arduino, faça o download aqui.

Agora, você precisa instalar o Adafruit Neopixel e o Adafruit Neomatrix. Para fazer isso, você deve ir ao sketch, incluir bibliotecas, gerenciar bibliotecas e pesquisar por “neo” (figuras 1 e 2).

Fui inspirado pelo Adriano Moura para iniciar este projeto. Ele teve a gentileza de compartilhar o código para o projeto LED Mask. Você pode encontrá-lo em seu Github.

Depois de instalar o software, basta colar o código, verificá-lo e enviar para a placa Arduino!

Espero que tenham gostado desse projeto tanto quanto eu e fiquem à vontade para pedir ajuda, estarei ativo nos comentários!


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