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音乐石纸灯开源

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资料介绍

描述

介绍

石版纸是一种半透明的蚀刻物体，一旦背光就会显示图像。借助现成的 3D 打印机，可以轻松制作各种形状和尺寸的石版纸。

这个项目的目的是创建一个石纸灯，而不是只是静止的，我希望灯可以旋转，创建一个 360 度的石纸“灯罩”，让所有侧面都可见，而无需观众移动自己。

在最初的设计之后，我决定添加一个巨大的按钮会很有趣，按下该按钮将为每个人启动音乐和灯光秀。

该项目由5个主要部分组成：

圆柱石纸
运行灯的电子设备
齿轮和外壳，因此石纸以足够慢的速度旋转
容纳所有组件的外壳
使一切正常的代码

石粉

我们将要生成的石蜡纸高 152 毫米，周长为 375 毫米，因此直径为 119 毫米。此信息对于确保创建立石纸的图像具有正确的长宽比非常重要。长度变成高度，宽度变成圆周。

上述测量值意味着周长与高度的比率为 2.47。在实践中，这可能会因石版纸的厚度和 3d 打印机的精度而异。

我在我的 lithophane 上放了三张图片，但重要的是确保宽度是高度的 2.47 倍。我在图像之间（和末端）添加了灰色条，以在图片之间创建一些分隔。

进入网站后，您需要将样式设置为“外曲线”。然后在“设置”下，将“最大尺寸”设置为 375 毫米，将“曲线”设置为 360。使用图片选项卡上传您的图片，然后等待网站生成石版纸。然后下载按钮将下载您的 lithophane STL。

石粉代

我使用 Ultimaker Cura 来打印我的石版纸，但您可以使用您最熟悉的任何工具。确保已将填充设置为 100%。这将创造出最好看的石粉。在此步骤中，您可以确保您的高度和宽度（直径）测量值是正确的。

准备打印

请注意，我花了 40 多个小时打印出高质量的石版纸。我建议以较低的质量打印测试，并在打印几厘米后停止打印，以确保它适合。

完成打印后，您可以立即在里面放一个光源来预览它的外观。

印刷的石版画

电子产品

灯的核心是 Adafruit ItsyBitsy M4。这是一个功能强大且有用的电路板，非常适合驱动新像素和伺服系统等项目。它有一个特殊的 5V 输出引脚，可为这些设备提供更多电压。

ItsyBitsy 附在上面：

音频放大器（将挂钩连接到扬声器） - 连接到 A0
电源开关 - 连接到 D10 并启用
模式/旋转按钮 - 切换到 LED，并打开伺服 - 连接到 D11
街机按钮 - 开始音乐表演 - 按钮连接到 D7，LED 连接到 D12
Neopixels - 连接到 D5
伺服 - 连接到 D9

示意图

将所有的地面连接在一起很棘手，因为有很多。我将所有的接地都焊接到一根电线上，然后用电工胶带覆盖。

地线 - 锂电池组稍后移除

由于一些组件延伸穿过底座的盖子，因此使用连接器（如 JST）以允许它们在需要时断开连接可能是有益的。如果必须移动某些东西，它可以节省精力或拆焊电线（这是我惨痛的教训！）。

这对于伺服、neopixel 和街机按钮线特别有用。

代码

代码相当简单；从配置和设置开始，然后是操作灯的主循环。运行时的灯会监视要按下的两个按钮之一。较小的模式按钮将交替打开 LED，使石纸旋转，然后将其关闭。按下街机按钮将触发定时动画表演。

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

伺服速度控制灯的旋转速度。闪烁时间控制街机按钮在不使用时闪烁的时间。如果它总是闪烁它确实很烦人！

# 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)

伺服设置也可能需要稍作改动。必须设置 min_pulse 和 max_pulse 以确保伺服在它应该静止时不会移动。默认值通常应该有效。

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

mp3files 是按下街机按钮时将播放的 MP3。由于这些设备上的空间稀少，MP3 必须短且压缩质量。由于扬声器是单声道的，因此使用立体声也没有意义。我能够拥有 5 分钟的 MP3 并具有足够的压缩率。使用 Audacity 之类的工具来编辑 MP3。

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

有一个部分定义了按下 Arcade 按钮时将播放的所有动画（以“#define animations”的注释开头。这些是将播放的原始动画，而不是将使用的序列和时间。

除了Volume和TimedAnimatedSequence之外，使用的所有动画都来自 Adafruit CircuitPython LED Animation 库。我基于 Adafruit 库编写了这两个。

# 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

主循环是一个永远持续的while循环。它检查按钮并根据用户的操作更改当前模式。

唯一感兴趣的模式是播放动画序列的 MODE_MUSIC。

核心是设置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,
            )