Ultrazvočni pametni instrument: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Namen

To je instrument, ki uporablja ultrazvočni senzor za merjenje razdalje predmeta (to je lahko vaša roka). S tem je izbrana nota za igranje, v različnih načinih instrument igra različne stvari. To je lahko ena sama nota (za uporabo instrumenta kot bas) ali več zaporednih not (za uporabo kot sintetizator).

Priporočam, da to storite le, če poznate elektroniko in spajkanje.

Orodja:

- 3D tiskalnik z najmanjšo površino tiskanja 12x8 cm- Laserski rezalnik ali CNC stroj z minimalno delovno površino 300x200 mm- Oprema za brušenje- Pištola za vroče lepilo- Spajkalnik- Odstranjevalec žice

Materiali:

- Les (MDF) debeline 3 mm Skupna potrebna velikost je 600x400 mm, vendar lahko vsak del izrežete iz manjših desk, najmanjša potrebna stran je 300x200 mm (to je zunanja dimenzija potrebnega dela, zato upoštevajte, da zunanja stran ne če uporabljate to metodo, jo morate odrezati)

- Zvočnik (5W 8Ohms 93 mm zunanji premer) boste najverjetneje morali urediti dimenzije odprtine za zvočnike, saj niso vsi zvočniki enaki - Arduino (UNO) - kabli Dupont 20 in 10 cm22x 10 cm moški - moški 10x 20 cm moški - ženski 4 x 20 cm ženski - ženski (kabli 10 cm) (kabli 20 cm)

- Žica pribl. 2x60 cm (debelina 2 mm, vendar to ni tako pomembno)

- 2 feritna obroča (za zmanjšanje hrupa, ne nujno za delovanje, vendar priporočljivo)- 4 gumba (16 mm) (gumbi 16 mm)

- 1 klavirska pedala- 20x4 LCD z I2C adapterjem (20x4 LCD z vmesnikom I2C)

- modul za avdio ojačevalnik TDA2030A (modul za zvočni ojačevalnik TDA 2030)

- vir napajanja Arduino 5V ali odrezan USB kabel za uporabo z napajalnikom- 3,5 mm vrata za avdio priključek (3,5 mm vrata za avdio priključek (niso popolnoma enaka kot jaz)) (2. možnost)

- Termoskrčljive cevi (2 mm) (Komplet toplotnih skrčljivih cevi)- Majhna plošča (neobvezno lahko tudi spajkate žice skupaj, kjer to uporabljam) (Mini plošča)

Zasnova in zgodovina

Ta instrument sem naredil za šolski projekt, oblikovati in zgraditi pameten objekt sem moral. Po kratkem razmišljanju sem prišel na idejo, da bi zgradil inštrument, ki bi igral več not, ko je uporabnik instrumentu dal 1.

Ko sem prvič oblikoval ta instrument, je bil videti nekoliko drugače in je imel nekaj drugih funkcij kot končni izdelek. Moje prvo merilo za ta instrument je, da mora imeti možnost predvajanja različnih zvokov (na primer klavirja ali kitare) in igranja akordov. Vendar po nekaj popravkih nisem mogel ugotoviti, kako predvajati zvočne datoteke s sd kartice, se je zvok vedno bolj motil. Tako sem se v poznejši ponovitvi odločil, da mora instrument samo predvajati PWM signale, ki prav tako lepo zvenijo. To je točka, ko se je to iz klavirja z ultrazvočnim senzorjem spremenilo v pametno različico Theramina.

Pri programiranju nekaterih drugih funkcij sem spoznal, da ne bom mogel predvajati več tonov hkrati z enim zvočnikom v časovnem okviru tega projekta. Zato sem se odločil, da bom naredil sintetizator, ki bo namesto igranja več tonov hkrati igral nekaj not v zaporedju.

Ta projekt sem prvič uporabil z laserskim rezalnikom in uporabil Adobe Illustrator, zato upam, da bom svoje delo dovolj dobro razložil.

1. korak: Sestavljanje komponent (faza testiranja)

Preden sestavimo celoto, moramo preizkusiti vse naše komponente, da bo vse delovalo.

Začnite s spajkanjem žic, ki potrebujejo spajkanje, to so:- priključek za avdio priključek, to sta 2 žici. Ena žica je ozemljena, druga pa signalna žica. Verjetno je na voljo več povezav, ker ima stereo vtičnica signal R in L, uporabljamo samo eno. Edini način, da preverite, katerega potrebujete, je, da preizkusite povezavo žice na eno naenkrat in preverite, ali je vezje zaprto (to lahko preizkusite z multimetrom).

- 2 žici na zvočniku, pozitivna in negativna. - Pozitivna in negativna žica na štirih gumbih. Moški konec žice lahko vstavite v kontaktne zatiče na gumbih. Ko končate spajkanje, z izolacijo žic uporabite toplotno skrčljivo cev

Zdaj je čas, da povežete žice. Sledite diagramu in fotografijam, da priključite prave žice na prava mesta.

Feritni obroči Ker arduino ni namenjen zvoku, lahko zazna elektromagnetne motnje. Kablu za zvočni signal in žici zvočnika lahko dodate feritni obroč. To naredite tako, da žico dva ali trikrat ovijete okoli feritnega obroča, kar bo pomagalo zmanjšati ali popolnoma odstraniti sikajoče zvoke iz instrumenta.

(možnost napajanja 1) zunanji vir napajanja ne skozi Arduino Izbirno je, da napajanje dodate neposredno v vezje, namesto skozi napajalna vrata arduino. Če tega želite, povežite pozitivne in negativne žice iz zunanjega vira napajanja s pozitivnimi in negativnimi linijami na plošči. Na arduinu mora biti žica s pozitivne strani na ohišju do vtiča Vin (ki se nahaja poleg zatičev GND) in žica z negativne strani do zatiča GND na arduinu. (Možnost napajanja 2) Zunanje napajanje je priključeno na napajalna vtičnica arduino Če želite uporabiti adapter, priključen na vtičnico arduino, priključite žico iz arduino 5V vtiča na pozitivno stran plošče in žico iz vtiča GND na negativno stran

Nalaganje datotek Zdaj priključite arduino v računalnik in naložite program. Upoštevajte, da morate code.ino in pitches.h vstaviti v mapo, imenovano code. V arduino IDE (program) morate prenesti naslednje knjižnice, če jih nimate: LiquidCrystal_I2C iz Frank de BrabanderWire iz adafruit (to eden bi moral biti že vgrajen)

2. korak: Utemeljitev

Če vse deluje, lahko naredite primer. Lasersko rezanje / CNC (glejte video) Preden začnete z rezanjem, boste morda morali urediti luknje za zvočnik, da se prilegajo zvočniku, ki ga imate. Imam zvočnik z majhnim žarom, ki uporablja 4 luknje okoli luknje za zvočnik. Zato to najprej uredite, če želite.

Začnite z rezanjem lesa z laserskim rezalnikom ali CNC strojem. Datoteka za uporabo je Case_laser_cut.aiKo imate dele, ki jih lahko preizkusite, če so veliki, jih le malo pobrusite, dokler se ne prilegajo. Zdaj lahko lesene kose zlepite skupaj z lepilom za les. Zgornjega dela (deske z luknjami) ne smete lepiti, saj moramo vstaviti vse dele in ohišje moramo odpreti, če pride do težave. ne pozabite, da vse skupaj zategnete, medtem ko se posuši (pustite približno 24 ur, da se popolnoma strdi).

3D tiskanje Zdaj lahko natisnete ohišje LCD-ja in črke za gumbe (ohišje LCD.stl in črke.stl) Priporočam te nastavitve:- Višina plasti 0,1 mm- Hitrost 30 mm/s za črke in 60 mm/s za LCD ohišje- Uporabite plast hladilnega ventilatorja za ohišje LCD-ja, ker ima veliko previsov- Podpora ni potrebna Ko so natisi končani, pobrusite robove, da bodo nekoliko gladki, in če LCD-zaslon ne ustreza, ga poskusite še dodatno brusiti Ko je ohišje končano in so deli natisnjeni, lahko začnete sestavljati vse. Lcd vstavite v ohišje lcd -ja in priključek za avdio vtičnico za pedal vstavite v luknjo na zadnji strani.. Zdaj prilepite ohišje LCD -ja na les, lepilo lahko položite na ustnico na dno ohišja LCD -ja. Zdaj prilepite črke gumbov na vrh gumbov. Odvisno od tega, kateri zvočnik imate, ga lahko prilepite na mesto, jaz imeti zvočnik z majhnim žarom, ki uporablja 4 luknje okoli luknje za zvočnik. Odvisno od tega, kako ste uredili odprtino za zvočnik za vaš zvočnik, bi bil ta korak za vas drugačen. Prilepite ultrazvočni senzor na mesto z dvema luknjama na dnu. Prav tako lahko prilepite plošče (-e), Arduino in modul za zvočni ojačevalnik. ampak to ni nujno. Ponovno povežite vse in končali ste, vklopite napajanje in uživajte!

3. korak: Znane težave in omejitve

Ta instrument ni popoln Najprej igračka ni izdelek! Arduino ni namenjen uporabi kot instrument, zato ne mislite, da bo čas 100% pravilen. Zaradi zaostanka pri delovanju kode je nemogoče izdelati ta instrument z natančnim časovnim razporedom. - Včasih ima ultrazvočni senzor napako, ki lahko povzroči predvajanje naključne note ali predvajanje netočnih not.

- Pri uporabi instrumenta priporočam uporabo ravnega predmeta, kot je kos kartona ali lesa, za držanje nad senzorjem. Ukrivljene površine odsevajo signale senzorja, zato se pri tem predvajajo netočne note. Lahko uporabite roko, vendar jo držite čim bolj ravno in mirno nad senzorjem.- Ne preklapljajte iz samodejnega izklopa v vklop. To je posledica napake v kodi, ki je še nisem našel. To lahko rešite s pritiskom na gumb za samodejno predvajanje in hkrati pritisnite na pedal. Ali pa ga lahko izklopite in znova vklopite.

- Zamik pri igranju note, to je zato, ker koda v arduinu traja nekaj milisekund, kar je nemogoče odstraniti, ker arduino ni narejen za izdelavo instrumentov.- nekaj kode je v nizozemščini, to je zato, ker sem nizozemščina in nekaj angleščine besede se ne prilegajo na LCD. Poskušal sem narediti čim več v angleščini.

4. korak: Izboljšave z lastnimi rokami

Ko to zgradite, niste končali! Lahko poskusite izboljšati svoje sposobnosti in temu dodati funkcije, ki jih nisem mogel vključiti v časovni okvir, ki sem ga imel.

- dodajanje več zvokov- predvajanje več tonov hkrati- dodajanje več zvočnikov- dodajanje več stilov!- dodajanje LED diod, ki plešejo z vašo glasbo