Bucky Touch: Osvetljen instrument za dvanajstnik: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Avtor jbumsteadJon Bumstead Sledite Več avtorja:

O: Projekti na področju svetlobe, glasbe in elektronike. Poiščite jih vse na moji strani: www.jbumstead.com Več o jbumsteadu »

Pred približno dvema letoma sem zgradil veliko geodetsko kupolo z LED zaslonom 120, ki predvaja glasbo z izhodom MIDI. Vendar je bila gradnja težka in senzorji niso bili popolnoma zanesljivi. Odločil sem se, da bom zgradil Bucky Touch, manjšo različico moje geodetske kupole, ki je lažje izdelana in ima nadgrajene kapacitivne senzorje na dotik. Bucky Touch je zasnovan tako z MIDI kot avdio izhodom, zato lahko za predvajanje Bucky Touch uporabite napravo MIDI (npr. Računalnik ali tipkovnico MIDI) ALI lahko Bucky Touch priključite neposredno na ojačevalnik in zvočnik.

Moj prvi prototip v tem projektu je bil podoben, vendar nima obrazov, občutljivih na dotik, in namesto tega ponuja izklopne zatiče, ki omogočajo dostop do digitalnih V/I zatičev, TX (oddajni) pin, RX (sprejemni) pin, pin za ponastavitev in ozemljitveni zatič. To različico sem poimenoval Bucky Glow. Zatiči vam omogočajo, da Bucky Glow povežete s senzorji (npr. Kapacitivni na dotik, infrardeči, ultrazvočni), motorji, MIDI vtičnicami in drugo elektroniko, na katero pomislite.

Ta pouk gre skozi montažo Bucky Touch -a, ki je v primerjavi z Bucky Glowom bolj podoben glasbilu.

1. korak: Seznam zalog

Materiali:

1. Dva lista MDF debeline 16 "x 12" 0,118"

2. En list 12 "x 12" 0,118 "debelega prosojnega belega pleksi stekla

3. LED trak s piksli WS2801 ali WS2811 (11 LED):

4. Arduino Nano:

5. Prototipna plošča

6. PET plastika s prevleko ITO (indijski kositer oksid) - 100 mm x 200 mm

7. 11X 2MOhm upori

8. 11X 1kOhm upori

9. 10k upor za avdio izhod

10. 2X 0,1uF kondenzatorji za avdio izhod

11. MIDI priključek:

12. Preklopite stikalo:

13. Potisni gumb:

14. Stereo avdio priključek:

15. Zatiči glave

16. 2X matice M3

17. 2 x vijaki M3x12

18. Žična ovojna žica

19. Škotski trak

20. Spajkanje

21. Električni trak

22. Kabel MIDI v USB, če želite igrati MIDI z računalnikom

Orodja:

1. Laserski rezalnik

2. 3D tiskalnik

3. Rezalniki žice

4. Spajkalnik

5. Škarje

6. Ključ imbus

7. Pištola za vroče lepilo

8. Orodje za zavijanje žice

2. korak: Pregled sistema

V središču Bucky Touch je Arduino Nano. Podatkovni zatič in zatič urnega LED -traku WS2081 sta priključena na nožici A0 oziroma A1. Vsaka ploskev dodekaedra ima kapacitivni senzor na dotik, povezan z uporom 2.2Mohm na oddajni signal, ki prihaja iz zatiča A2. Sprejemni zatiči so A3, D2-D8 in D10-D12. Tukaj je povezava do kapacitivnih senzorjev na dotik:

Bucky Touch ima MIDI izhod in mono zvočni signal. Oba signala sta obravnavana v 6. koraku. TX pin se uporablja za MIDI, signal PWM iz pin 9 pa za zvok. Za preklop med MIDI in mono izhodom je na pin A3 priključeno stikalo.

Arduino je programiran za branje vseh kapacitivnih senzorjev na dotik, da ugotovi, katero tipko pentagon pritisne uporabnik. Nato oddaja signale za posodobitev LED in proizvaja zvok, bodisi MIDI ali mono zvok, odvisno od smeri, v kateri je stikalo obrnjeno.

3. korak: Oblikovanje in rezanje podvozja

"loading =" leni"

Bucky Glow ima MIDI in mono zvočni izhod. Za pregled MIDI in Arduino si oglejte to povezavo. Všeč mi je MIDI, ker je enostaven za nastavitev z Arduinom in s pritiskom na gumb zagotavlja zvok iz neštetih inštrumentov s čistim zvokom. Slaba stran je, da od naprave za predvajanje MIDI potrebuje dekodiranje signalov in njihovo pretvorbo v zvočni signal. Poleg tega vam razvoj lastnih analognih signalov daje večji nadzor in boljše razumevanje signala, ki se dejansko proizvaja in predvaja v zvočnikih.

Ustvarjanje analognih zvočnih signalov je zahtevno delo, ki zahteva poznavanje nihajnih vezij in bolj zapleteno zasnovo vezja. Za ta projekt sem začel oblikovati oscilatorje in naredil nekaj napredka, ko sem našel čudovit članek Jona Thompsona o ustvarjanju kompleksnih zvočnih signalov z enim samim PWM zatičem na Arduinu. Mislim, da je bila to popolna sredina med MIDI signali in bolj zapleteno zasnovo analognega vezja. Signali se še vedno proizvajajo digitalno, vendar sem prihranil veliko časa v primerjavi z gradnjo lastnih nihajnih vezij. Še nekaj časa bi rad to poskusil, zato bi bili vsi predlogi za dobre vire zelo hvaležni.

Jon pojasnjuje, kako lahko z enim samim pinom ustvarite 2MHz 8-bitni digitalni izhod, ki ga lahko po glajenju skozi nizkoprepustni filter pretvorite v analogni zvočni signal. Njegov članek pojasnjuje tudi nekatere osnove Fourierjeve analize, ki so potrebne za razumevanje bolj zapletenih valovnih oblik. Namesto čistega tona lahko ta pristop uporabite za ustvarjanje bolj zanimivih zvočnih signalov. Zaenkrat mi deluje dovolj dobro, vendar mislim, da je s to tehniko še večji potencial! Za predhodni preizkus preklapljanja med zvočnim in MIDI izhodom si oglejte zgornji video.

Preden preidete na spajkanje komponent na prototipni plošči, preizkusite MIDI in avdio izhod.

Korak 7: Spajkanje plošče in montaža Arduina

Zberite upore, kondenzatorje, zatiče glave in prototipno ploščo. Prototipno ploščo razdelite na 50 mm x 34 mm. Dodajte 10MOhm upor v zgornjem levem pokrovu, čemur sledijo zatiči glave. Ti zatiči glave se povežejo s kapacitivnimi senzorji na dotik. Nadaljujte z dodajanjem komponent po shemi Bucky Touch. Imeti morate zatiče za kapacitivni signal za pošiljanje na dotik, enajst kapacitivnih sprejemnih signalov na dotik, signal MIDI, zvočni signal (iz arduina in v mono stereo vtičnico), 5 V in GND.

Zasnoval sem nosilec po meri za držanje Arduina in prototipne plošče na spodnjem dnu Bucky Touch -a. 3D -del natisnite s pomočjo priložene datoteke STL. Zdaj potisnite Arduino Nano in prototipno ploščo v nosilec. Upoštevajte, da bodo morali biti Arduino Nano obrnjeni navzgor. Dve matici M3 potisnite v nosilec. Ti bodo uporabljeni za povezavo nosilca z dnom Bucky Touch.

Za vzpostavitev povezave med Arduinom in prototipno ploščo uporabite žico, kot je prikazano na shemi. Kapacitivne žice na dotik priključite tudi na zatiče glave na prototipni plošči.

8. korak: Sestavljanje osnove

Potisnite priključek Midi, avdio priključek in stikalo preklopite skozi osnovno ploskev z ustreznimi luknjami. Priključke lahko privijete ali prilepite zadaj. Za stikalo za ponastavitev boste morali izrezati majhen kvadrat, tako da bo poravnan s sprednjo stranjo obraza. Spajajte žico, ovijeno z žico, na stikala, da jih lahko povežete s prototipno ploščo in Arduinom.

Zdaj je čas, da osnovne stene povežemo z osnovnim dnom. Posamezno potisnite eno steno v spodnje in spodnje spojne podnožje (del G). Steno morate z večjimi zarezami potisniti na stran, nato pa steno pritisniti navzdol. Stena se mora zaskočiti. Ko stene povežete z luknjami za Arduino, potisnite sklop plošče Arduino/prototipa na svoje mesto in ga povežite z vijaki M3x12. Morda boste morali matice M3 premikati, dokler niso v pravilnem položaju.

Po priključitvi vseh podstavnih strani žice vtičnice spajkajte na ustrezne zatiče. Na tej točki je dobro preizkusiti zvočne in MIDI signale s kodo, ki sem jo navedel tukaj. Če ne deluje, preverite povezave, preden preidete na naslednji korak.

9. korak: Prevodljivost pleksi stekla

Poskusil sem na več načinov, da je pleksi steklo ključ do instrumenta. V svojem projektu geodetske kupole sem uporabil IR senzorje za zaznavanje, kdaj je bila uporabnikova roka blizu površine. Vendar niso bili zanesljivi zaradi IR sevanja okolja, preslušavanja med IR senzorji in netočnih meritev. Za Bucky Touch sem razmišljal o treh možnih rešitvah: frekvenčno kodirani IR senzorji, tipke in kapacitivni dotik. Gumbi in frekvenčno kodirani IR senzorji niso delovali zaradi težav, o katerih govorim na svoji strani Hackaday.

Izziv za kapacitivni senzor na dotik je, da je večina prevodnega materiala neprozorna, kar ne bi delovalo za Bucky Touch, ker mora svetloba priti skozi pleksi steklo. Potem sem odkril rešitev: plastika, prevlečena z ITO! Ploščo 200 mm x 100 mm lahko kupite pri Adafruit za 10 dolarjev.

Najprej sem narezano plastiko, prevlečeno z ITO, razrezala na trakove in jih v "X" prilepila na pleksi steklo. Prepričajte se, da sta prevodni strani plastike obrnjeni drug proti drugemu. Preverite z merjenjem upora z multimetrom. Sprva sem upognil plastiko in priključil baker na spajkalne žice za kapacitivni dotik. VELIKA NAPAKA: ne upogibajte plastike, prevlečene z ITO! Upogibanje plastike prekine povezavo. Namesto tega sem na plastiko prilepil kakšen centimeter žice za ovitje žice in to je odlično delovalo. Se spomnite tiste žice iz 4. koraka, ki je bila napajana skozi peterokotno LED stranico? Zdaj je čas, da jih uporabite za kapacitivne senzorje na dotik. Izpostavite žico in jo prilepite na prevodno plastiko, pritrjeno na pleksi steklo. To ponovite za vseh 11 obrazov iz pleksi stekla.

Zdaj je pravi čas, da izvedete nekaj testov, da preverite, ali obrazi iz pleksi stekla delujejo kot kapacitivni senzorji na dotik.

10. korak: Montaža pleksi stekla

Dodajte sklepe (del E in F) na dno Bucky Touch -a, ki spodnji del z vso elektroniko poveže z vrhom z LED -diodami. Nato delno potisnite spone mladičev (del H) v stene Bucky Touch, da bo dovolj prostora za drsenje v pleksi steklu. Pleksi steklo se lahko prilega le, če mladičevih sklepov ne potisnete do konca, zato bodite previdni. Ko postavite vseh 11 obrazov iz pleksi stekla, potisnite sklepe mladičev do konca, da se zaskočijo obrazi iz pleksi stekla. Moral bi se tesno prilegati.

Drugi konec kapacitivnih žic na dotik zavijte in spajkajte na ustrezne zatiče na prototipni plošči in znova preizkusite svoje kapacitivne senzorje na dotik. Končno povežite zgornji in spodnji del s pomočjo spojev (del E in F). Pazite, da ne povlečete žic. Čestitamo, Bucky Touch je v celoti sestavljen!

11. korak: Starejši prototipi

Druga nagrada na avdio tekmovanju 2018