instructables Spektrumanalysator mit Steampunk Nixie-Look

Anweisung

Dies ist meine Version eines Spektrumanalysators, der einer NIXIE-Röhre ähnelt. Ich habe meine eigenen Röhren mit Reagenzgläsern, einem Siebgewebe und PixelLeds wie WS2812b hergestellt. Nachdem ich die Röhren hergestellt hatte, verwendete ich einen Laserschneider, um Holzplatten für ein Gehäuse herzustellen, auf das ich die Röhren setzen konnte. Das Endergebnis ist ein 10-Kanal-Spektrumanalysator mit einem antiken Aussehen, der leicht nach Geschmack modifiziert werden kann.ampunk-Thema. Obwohl die von mir erstellten Röhren wie Nixie-Röhren (IN-9/IN-13) aussehen, sind sie größer und können mehrere Farben anzeigen. Wie cool ist das denn! Die Pixelleds werden von einem ESP32 gesteuert. Ich weiß, dass dieses Board viel zu intelligent ist und über eine Prozessorleistung verfügt, die über das hinausgeht, was für dieses Projekt benötigt wird. Deshalb habe ich auch ein IoT-Modul eingebaut. webServer, um das Ergebnis des Analysators anzuzeigen. Darüber hinaus kann die Programmierung des ESP32 mit der bekannten Arduino IDE erfolgen.

Lieferungen

• ESP32, ich habe DOIT Devkit 1.0 verwendet, aber die meisten ESP32-Boards sind dafür geeignet.
• Pixelstreifen mit 144 LEDs pro Meter. Wir brauchen nur genug, um 10 Röhren zu füllen.
• Alternativ können Sie eine Leiterplatte verwenden und die Pixel-LEDs selbst anlöten. (Bevorzugte Option!)
• Sie können es hier kaufen: https://www.tindie.com/products/markdonners/pcb-tubebar-set/
• 3 lineare Potentiometer mit einem Widerstand zwischen 1K und 20K
• 2 Tastschalter für den Zugriff auf alle verfügbaren Funktionen
• 2 Tulp/Cinch-Anschlüsse für den Audioeingang
• 1 Netzschalter
• 1 Stromeingangsstecker
• Alternativ können Sie alles ohne Schalter und Stromzufuhr versorgen, indem Sie den USB-Eingang am ESP32 verwenden
• Gehäuse (kaufen oder wie ich selbst bauen)
• Einige Drähte
• 10-Din-Buchse mit mindestens 4 Pins, ich habe die 7-Pin-Version verwendet
• 10-Din-Stecker mit mindestens 4 Pins, die in die Buchsen passen, ich habe die 7-Pin-Version verwendet
• Kleines blankes Kabel des Steckers zum Verbinden des LED-Streifens/der LED-Platine mit dem DIN-Stecker
• 2-Komponenten-Kleber zum Befestigen der DIN-Anschlüsse in den Reagenzgläsern
• 10 Reagenzgläser aus Glas (suchen Sie nach Laborglasarbeiten)
• PCB mit Elektronik. Sie können es hier kaufen: PCB KAUFEN

Schritt 1: Vorbereiten der LED-Platinen oder LED-Streifen

Wenn Sie LED-Streifen gekauft haben, müssen Sie diese auf die richtige Länge zuschneiden, damit sie in die Reagenzgläser passen. Wenn Sie eine LED-Platine gekauft haben (KAUFEN SIE SIE HIER, Sie benötigen 5 Sets), müssen Sie zuerst alle WS2812-LEDs anlöten.

Schritt 2: Fertigstellen der Reagenzgläser

• Demontieren Sie den DIN-Audiostecker und entsorgen Sie alles außer dem eigentlichen Stecker (die Stifte in seiner Halterung).
• Drucken Sie den Diffusor auf Standardpapier aus und schneiden Sie ihn auf die passende Größe zu.
• Schneiden Sie das Labyrinth auf die richtige Größe zu. Sowohl das Labyrinth als auch das Papier sollten die gesamte Innenseite der Leiterplatte bedecken (ein kleiner Schlitz auf der Rückseite der Leiterplatte ist zulässig).
• Legen Sie das Labyrinth und das Papier in die Röhre
• Zur besseren Streuung des Lichts legen Sie oben auf jede Leiterplatte einen runden Belag, so dass dieser das Glas nicht berührt.
• Verbinden Sie den DIN-Stecker mit einem starken Kabel oder Stiften von einem abgewinkelten Header mit der LED-Platine.
• Legen Sie die Leiterplatte in das Rohr und kleben Sie sie zusammen
• Wenn Sie möchten, können Sie die Enden jeder Röhre mit Sprühfarbe besprühen.

Schritt 3: Das Gehäuse

1.  Ich habe ein Gehäuse aus 6 mm starkem Sperrholz entworfen und es mit einem Laserschneider komplett ausgeschnitten.
2.  Sie können mein Design verwenden oder Ihr eigenes erstellen. Es liegt ganz bei Ihnen.

Schritt 4: Anschließen der Drähte

Die Verkabelung ist nicht so schwierig. Ich habe abgeschirmtes Kabel verwendet, um das Mikrofon und den Audioeingang anzuschließen, und für alles andere habe ich normales Kabel verwendet. Achten Sie besonders auf die Stromleitungen, die die LED-Streifen versorgen. Sie müssen die Datenleitungen in Reihe schalten, d. h., der Datenausgang eines Streifens wird mit dem Dateneingang des nächsten verbunden. Usw. Sie können das auch mit den Stromleitungen machen. Auf den Fotos sehen Sie eine scheinbar chaotische Verkabelung. Achten Sie darauf, sie mit Tyraps oder Ähnlichem ordentlich festzubinden.
Die Verkabelung ist unkompliziert:

• Leistung
• Audioeingang
• Mikrofon ein
• Ledstrip für Logo
• Ledmatrix/ Ledstrips
• Vorderes Bedienfeld zur Hauptplatine

Schritt 5: Arduino IDE für ESP32 vorbereiten

Ich habe die Arduino IDE verwendet. Sie ist kostenlos online verfügbar und funktioniert. Sie können auch Visual Studio oder eine andere großartige IDE verwenden. Es ist jedoch wichtig, die richtige Bibliothek zu verwenden, und es ist am besten, nichts zu installieren, was Sie nicht benötigen, da dies beim Kompilieren zu Fehlern führen kann. Stellen Sie sicher, dass Ihre Arduino IDE für die Verwendung des ESP32 eingestellt ist. Wenn Sie nicht wissen, wie das geht, googeln Sie oder schauen Sie sich ein YouTube-Video an. Es gibt einige sehr klare Anweisungen und die Einrichtung der IDE ist nicht schwer. Sie können es schaffen! In einem
kurz gesagt, es läuft auf Folgendes hinaus:

• Suchen Sie im Ide-Einstellungsfenster nach der Zeile: Additional Boards Manager und fügen Sie die folgende Zeile hinzu:
• Gehen Sie zu Ihrem Board-Manager, suchen Sie nach ESP32 und installieren Sie den ESP32 von Espressif Systems.
• Wählen Sie vor dem Kompilieren das richtige Board aus, und schon kann es losgehen

Wenn Ihre Arduino IDE (oder was auch immer Sie verwenden) bereit ist, können Sie mit dem Kompilieren der Skizze fortfahren. Wenn das Kompilieren ohne Fehler abgeschlossen ist, können Sie die Skizze auf Ihren ESP32 hochladen. Wenn Sie sie nicht hochladen können, während USB richtig eingestellt ist, versuchen Sie, den ESP32 aus seinem Sockel zu nehmen und es erneut zu versuchen (Sie haben Sockel verwendet, als Sie dies auf die Leiterplatte gelötet haben, oder?). Wenn Sie es nicht gleich kompilieren können, versuchen Sie herauszufinden, ob eine der Bibliotheken fehlt, und installieren Sie sie bei Bedarf. Ich habe die folgenden Bibliotheken verwendet:

• FastLED_NeoMatrix in Version 1.1
• FramebuLer_GFX in Version 1.0
• FastLED in Version 3.4.0
• Adafruit_GFX_Library in Version 1.10.4
• EasyButton in der Version 2.0.1
• WLAN in der Version 1.0
• WebServer in Version 1.0
• WebSockets in Version 2.1.4
• WiFiClientSecure in Version 1.0
• Ticker in der Version 1.1
• WiFiManager in der Version 2.0.5-beta
• Update auf Version 1.0
• DNSServer in Version 1.1.0
• Adafruit_BusIO in Version 1.7.1
• Wire in der Version 1.0.1
• SPI in Version 1.0
• FS bei Version 1.0

Anmerkung: Ich hatte beim Start einige Probleme beim Kompilieren. Es stellte sich heraus, dass die Arduino IDE viele Bibliotheken aktiviert hatte und sich entschied, die falschen auszuwählen, wenn sie zwischen Bibliotheken wählen musste. Ich habe das Problem gelöst, indem ich die Arduino IDE deinstallierte und von Grund auf neu installierte. Da einige Bibliotheken in anderen enthalten sind, hilft das vielleicht. Versuchen Sie zunächst, sich an diese zu halten:

• #enthalten
• #einschließen
• #enthalten
• #enthalten
• #enthalten
• #enthaltenWebServer.h>
• #enthaltenWebSocketsServer.h>
• #enthalten
• #enthalten

Schritt 6: Programmieren des ESP32

denk an Bibliotheken

Schritt 7: Bedienung des VU-Meters

Sie können den Mikrofoneingang verwenden, um ein kleines Kondensatormikrofon anzuschließen, oder Sie können Ihr Audiogerät an die Line-Eingangsanschlüsse anschließen. Obwohl das Signal vom Mikrofon ampWenn der Widerstand R52 auf der Platine liegt, ist er möglicherweise nicht stark genug. Abhängig von Ihrem Mikrofon können Sie den Widerstand RXNUMX anpassen. Wenn Sie den Wert verringern, ampdas Signal weiter verstärken. In meinem Prototyp habe ich ihn durch einen Widerstand von 0 Ohm ersetzt (ich habe ihn kurzgeschlossen). Bei Verwendung eines anderen Mikrofons musste ich ihn jedoch wieder auf 20 K erhöhen. Es hängt also alles von Ihrem Mikrofon ab.

Mode-Taste
Die Modustaste hat 3 Funktionen:

• Kurz drücken: Muster (Modus) ändern, es stehen 12 Muster zur Verfügung, von denen das letzte ein Bildschirmschoner ist.
• Dreimaliges schnelles Drücken: Das in der oberen Reihe angezeigte VU-Meter kann deaktiviert/aktiviert werden
• Gedrückt halten während des Bootvorgangs: Dadurch werden Ihre gespeicherten WLAN-Einstellungen zurückgesetzt. Falls Sie Ihre WLAN-Einstellungen ändern müssen oder Ihr System immer wieder neu startet, beginnen Sie hier!

Schaltfläche „Auswählen“
Die Auswahltaste hat 3 Funktionen:

• Kurz drücken: Zwischen Line-In und Mikrofon-Eingang umschalten.
• Langes Drücken: 3 Sekunden lang drücken, um den Modus „Muster automatisch ändern“ umzuschalten. Wenn aktiviert, ändert sich das angezeigte Muster alle paar Sekunden. Wenn die Taste lange genug gedrückt wird, wird außerdem die niederländische Nationalflagge angezeigt. So wissen Sie, dass Sie lange genug gedrückt haben!
• Doppelt drücken: Die Richtung der fallenden Spitze ändert sich.

Helligkeitspotentiometer
Damit können Sie die Gesamthelligkeit aller LEDs/Displays anpassen. WARNUNG: Stellen Sie sicher, dass Sie ein Netzteil verwenden, dessen Strom der von Ihnen eingestellten Helligkeit entspricht. Der integrierte ESP32-Regler kann natürlich nicht alle LEDs bei voller Helligkeit verarbeiten. Verwenden Sie am besten ein externes Netzteil, das 4 bis 6 A verarbeiten kann. Wenn Sie das an den ESP32 angeschlossene USB-Kabel verwenden, kann es sein, dass die ESP32-Platine ein brennendes Gefühl verspürt.

Spitzenverzögerungspotentiometer
Hiermit können Sie die Zeit anpassen, die ein Peak benötigt, um auf den Stapel abzufallen bzw. von dort aufzusteigen.

Empfindlichkeitspotentiometer
Damit können Sie die Empfindlichkeit des Eingangs anpassen. Das ist so, als würden Sie die Lautstärke für schwächere Signaleingänge erhöhen.

Serieller Monitor
Der serielle Monitor ist Ihr Freund, er zeigt alle Informationen zum Booten an, einschließlich Ihrer web Server IP Adresse.

Bildschirmschoner
Wenn das Eingangssignal unterbrochen wird, wird nach einigen Sekunden ein Bildschirmschoner aktiviert und auf dem Display/den LEDs wird eine Animation angezeigt. Sobald das Eingangssignal wieder da ist, wechselt das Gerät wieder in den Normalbetrieb.

Schritt 8: Die Web Schnittstelle

Diese Firmware verwendet eine webSchnittstelle, die konfiguriert werden muss. Wenn Sie die web Manager auf diesem ESP32 vor und es gibt jetzt Einstellungen aus einem früheren Design in seinem Speicher, nach dem Booten, die webManager übernimmt. Wenn es immer wieder neu startet, besteht eine große Chance, dass Einstellungen gespeichert werden, die nicht funktionieren. Vielleicht von einem früheren Build oder vielleicht haben Sie einen Tippfehler in Ihrem WLAN-Passwort gemacht? Sie können den ESP32 zwingen, in den WLAN-Manager zu booten, indem Sie beim Einschalten die Modustaste gedrückt halten. Sie können das sehen web Adresse, mit der Sie sich im seriellen Manager verbinden müssen. Zunächst müssen Sie sich jedoch mit dem von ihm erstellten Zugriffspunkt verbinden. ESP32 erfordert kein Passwort. Sie können dies mit jedem Gerät mit einem Browser wie Telefon oder Tablet tun. Besuchen Sie danach die web Adresse, die durch die IP-Nummer im seriellen Monitor angegeben wird, und folgen Sie den Anweisungen zum Einrichten Ihres WLAN-Zugangs. Wenn Sie fertig sind, starten Sie Ihren ESP32 manuell neu. Nach dem Booten wird die neue P-Adresse im seriellen Monitor angezeigt. Besuchen Sie diese neue IP-Adresse mit Ihrem Browser, um den Analysator anzuzeigen web Schnittstelle. Wenn der WLAN-Manager nach dem Booten nicht angezeigt wird oder Sie Ihre WLAN-Einstellungen ändern müssen, können Sie die Modustaste gedrückt halten, während Sie die Reset-Taste drücken. Wenn Ihre WLAN-Verbindung eingerichtet ist, können Sie auf Ihre webIP-Adresse des Servers, um den Live-Spektrumanalysator anzuzeigen. Er zeigt Ihnen alle 10 Kanäle in Echtzeit.

Schritt 9: Zeigen Sie Ihren Freunden Ihren erstaunlichen Bau und erzählen Sie ihnen davon

An diesem Punkt haben Sie ein erstaunliches Gerät gebaut: einen voll funktionsfähigen Spektrumanalysator. Es ist ein schönes Display in Ihrem Wohnzimmer, nicht wahr? Vergessen Sie nicht, es Ihren Freunden und Ihrer Familie zu zeigen. Teilen Sie es in den sozialen Medien und zögern Sie nicht, tag Mich!

VIDEO
https://www.youtube.com/watch?v=jqJDQzxXv9Y

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Dokumente / Ressourcen

instructables Spektrumanalysator mit Steampunk Nixie-Look [pdf] Bedienungsanleitung Spektrumanalysator mit Steampunk Nixie Look, Spektrumanalysator, Nixie-Röhre sieht aus wie ein Spektrumanalysator

Verweise

• Bedienungsanleitung