Phyllotaxis: світлодіодна інсталяція, що реагує на звук

Художник і програміст Jagi Natarajan опублікував докладний опис збірки Phyllotaxis. Це світлодіодна інсталяція, що реагує на звук: 89 адресних RGB-світлодіодів розміщені в комірках спіралі філотаксису, тієї подвійної спіралі, яку видно в центрі соняшника чи сукулента.

Форма походить із короткого скетча Processing: точки розставляють уздовж радіальної лінії й кожну повертають на зростаючий кратний золотого перетину. Уже на цьому етапі картинка нагадує соняшник, а тріангуляція Вороного скидається на насіннєву коробочку. Ідея була простою: дати кожній комірці власне світло.

Від скетча до 3D-друкованого корпуса

Дані про краї комірок зі Processing перейшли в скрипт на Python із бібліотекою CadQuery: код об'єднує комірки, додає стінки й вирізає в кожній отвір під світлодіод. Деталі допрацювали у FreeCAD: отвори для гвинтів і тонка лицьова пластина, а під нею приклеєний напівпрозорий папір розсіює світло.

89 світлодіодів керує плата STM32 blackpill через драйвер neopixel, написаний поверх SPI. Невеликий каркас дозволяє писати код у стилі Processing: таблиця пошуку зберігає позицію кожного з них на одиничному колі, тож візерунки описують у полярних координатах.

Аналіз звуку просто на платі

Улюблений візерунок автора, синусоїда, що змушує яскравість пульсувати від центру назовні, став основою версії, яка реагує на звук. STM32 підтримує числа з рухомою комою та має DSP-інструкції ARM, тому перетворення Фур'є йде на самій платі. Звук надходить із цифрового I2S-мікрофона INMP441, що позбавляє аналогових шумів, а бібліотека ARM CMSIS виконує обробку з автоматичним підсиленням і поділом на частоти.

Друга версія на друкованих платах

Перший корпус, де мікроконтролер і мікрофон стояли на макетній платі в 3D-друкованій коробці, виявився чутливим до шумів, і світлодіоди блимали. Це змусило автора навчитися проєктувати друковані плати; на новій платі розміщені blackpill, мікрофон, кнопка та перетворювач логічних рівнів.

Показавши роботу на новорічній вечірці на початку 2026 року, він узявся за другу версію. 3D-друковану пластину замінили друковані плати-підкладки, а розкладка набула п'ятикратної симетрії: плати замовляють партіями по п'ять, тож п'ять однакових плат утворюють кільце. Ручне паяння виявилося складнішим, ніж очікувалося, бо контакти neopixel під корпусом.

Проєкт зупинився, доки влітку 2026 року друг із паяльною станцією гарячого повітря не завершив з'єднання на ретриті з програмування в Recurse Center. Цей примірник залишився там як інсталяція: тепер він працює на ESP32, прошивку переписали на Rust, а контролер обслуговує локальний сайт, де відвідувачі завантажують власні скетчі та ігри. Третю версію планують пізніше.