如何利用Arduino UNO制作一個交互式LED桌

介紹

在本文中，我將向您展開介紹我是如何用一個簡單的宜家桌子來制作一個使用藍牙、物理控件和LED矩陣的廉價交互式桌子。同時桌面能夠顯示音頻頻譜可視化器、一些游戲和動畫。

1.準備項目——Java仿真

有了項目的想法后，首先要做的就是定義一個詳盡的待辦事項清單、材料清單，并對代碼的外觀有一個深刻的了解。

為了應對這一挑戰(zhàn)，我為我的LEDMatrixonJava設計了一個模擬器。此步驟的目的是設置使設備正常工作所需的主要功能和算法。這樣做還能讓我更具體地知道完成我的項目需要哪些硬件（尤其是輸入）。

該程序顯示一個12x12的顏色網格，并使用類似于“FastLED.show（）;”的方法刷新此網格ArduinoFastLED庫用來控制矩陣的函數。該程序顯示菜單并能夠啟動幾種模式：顯示圖像/動畫/文本，運行康威的生活游戲，俄羅斯方塊，蛇，乒乓球，西蒙游戲等。

在制作中我遇到的第一個問題，是需要在程序中定義一些靜態(tài)圖像。Arduino的規(guī)范不允許我使用.jpg或.png圖像，我必須處理24位像素的二維數組（以十六進制定義為0xRRGGBB）。為了讓制作過程變得更容易，我編寫了另一個Java程序，它將12x12位圖圖像轉換為所需的2D數組。

只要最終仿真模擬器符合我的期望，就可以開始著手購買該項目所需的所有組件。

2.如何讀取音頻信號？

我的桌子的主要功能之一是能在我聽音樂時在屏幕上實時顯示音頻頻譜。為了實現這一點，我使用了一個運算放大器（TL072）將電壓集中在2.5V左右并對其進行放大。Arduino現在能夠讀取和分析提供的音頻信號，該電路焊接在原型板上。

3.布線和3D打印

我購買了150個LED燈條長5米（或16.4英尺）。這意味著我的12x12屏幕至少是（500/150*12）=40cm寬和長。為了以后有更充足的靈活性，我訂購了一塊405x405mm的白色亞克力玻璃，并用鉆頭和鋸子在桌子上打了一個410x410mm的孔。

7歐元的IkeaLack桌子非常便宜，并且里面是空的，這對于我們的項目來說很有幫助。（順便說一句，制作過程中在你身邊放一個真空吸塵器可以防止你吸入木屑）

完成主孔后，我在桌子的側面鉆了4個40毫米的圓形孔，用于放置4個控制按鈕，并在桌子底部鉆了一個小孔，用于放置母電源插頭。之后，我在主控制界面的位置上做了一個方孔。這個界面上的按鈕非常小并且彼此靠近，這點需要格外注意。

為了解決這個問題，我在Fusion360上設計了我的界面并通過3D打印的方式制作。接下來我在上面涂了一層底漆，看到這種飾面，我非常滿意。

再接著是時候進行布線工作了，我已經將所有東西焊接并粘合到位，如下圖所示。

4.制作畫面

我認為這是我最不引以為豪的部分。我強烈建議您使用非常柔軟的泡沫板甚至激光切割機來制作像樣的網格。我每12個LED切割一次LED燈帶，制作12個小燈帶，然后將它們粘在410x410mm泡沫板上（接線完成）。然后我粘上了一個用美工刀制作的泡沫板網格。最后，我將丙烯酸玻璃粘在網格頂部并為LED矩陣供電以進行測試。美工刀的問題在于頂部的網格不是很平坦，并且像素沒有完全對齊。

一旦在表格中安裝并接線，矩陣就可以執(zhí)行我們通過USB端口提供給Arduino的代碼。

5.安卓控制器

我使用MITAppInventor軟件制作了一個非常簡單的Android應用程序來通過藍牙控制我的桌子。

6.拓展

之后我可能還會調試一些功能，改進一些功能，并且對其他一些功能進行重編程。

我還想在屏幕和桌子之間的縫隙中切割并安裝一些L型鋁條，使其看起來更漂亮、更干凈