Bucky Touch: iedegts dodekaedra instruments: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Džons BumsteadSekot vairāk autora:

Par: Gaismas, mūzikas un elektronikas projekti. Atrodiet tos visus manā vietnē: www.jbumstead.com Vairāk par jbumstead »

Apmēram pirms diviem gadiem es uzbūvēju lielu 120 sejas LED ģeodēzisko kupolu, kas atskaņo mūziku ar MIDI izeju. Tomēr tā bija sarežģīta konstrukcija, un sensori nebija pilnīgi uzticami. Es nolēmu izveidot Bucky Touch, mazāku mana ģeodēziskā kupola versiju, kuru ir vieglāk uzbūvēt un kurā ir uzlaboti kapacitatīvie pieskāriena sensori. Bucky Touch ir izstrādāts gan ar MIDI, gan audio izvadi, tāpēc jūs varat izmantot MIDI ierīci (piemēram, datoru vai MIDI tastatūru), lai atskaņotu Bucky Touch VAI jūs varat tieši savienot Bucky Touch ar pastiprinātāju un skaļruni.

Mans pirmais prototips šajā projektā bija līdzīgs, taču tam nav skārienjutīgu seju un tā vietā tiek piedāvātas izlaušanas tapas, kas nodrošina piekļuvi digitālajām I/O tapām, TX (pārraides) tapu, RX (saņemšanas) tapu, atiestatīšanas tapu un zemes tapa. Šo versiju es nosaucu par Bucky Glow. Ar tapām varat savienot Bucky Glow ar sensoriem (piemēram, kapacitatīvu pieskārienu, infrasarkano staru, ultraskaņu), motoriem, MIDI ligzdām un jebkuru citu elektroniku, par kuru varat iedomāties.

Šī pamācība iet caur Bucky Touch montāžu, kas ir vairāk kā mūzikas instruments, salīdzinot ar Bucky Glow.

1. darbība: piegādes saraksts

Materiāli:

1. Divas loksnes ar 16 "x 12" 0,118 "biezu MDF

2. Viena lapa ar 12 "x 12" 0,118 "biezu caurspīdīgu baltu plexiglass

3. WS2801 vai WS2811 pikseļu LED sloksne (11 gaismas diodes):

4. Arduino Nano:

5. Prototipa dēlis

6. ITO (indija alvas oksīda) pārklājuma PET plastmasa - 100 mm x 200 mm

7. 11X 2MOhm rezistori

8. 11X 1kOhm rezistori

9. 10k rezistors audio izejai

10. 2X 0,1uF kondensatori audio izejai

11. MIDI ligzda:

12. Pārslēgšanas slēdzis:

13. Spied pogu:

14. Stereo audio ligzda:

15. Galvenes tapas

16. 2X M3 uzgriežņi

17. 2X M3x12 skrūves

18. Stiepļu ietīšanas stieple

19. Skotu lente

20. Lodēt

21. Elektriskā lente

22. MIDI uz USB kabeli, ja vēlaties atskaņot MIDI ar datoru

Rīki:

1. Lāzera griezējs

2. 3D printeris

3. Stiepļu griezēji

4. Lodāmurs

5. Šķēres

6. Sešstūra uzgriežņu atslēga

7. Karstās līmes pistole

8. Stiepļu ietīšanas rīks

2. darbība: sistēmas pārskats

Bucky Touch centrā ir Arduino Nano. WS2081 adresējamās LED sloksnes datu tapa un pulksteņa tapa ir pievienota attiecīgi tapām A0 un A1. Katrai dodekaedra sejai ir kapacitatīvs pieskāriena sensors, kas savienots ar 2,2Mohm rezistoru sūtīšanas signālam, kas nāk no tapas A2. Saņemšanas tapas ir A3, D2-D8 un D10-D12. Šeit ir saite uz kapacitatīviem pieskāriena sensoriem:

Bucky Touch ir gan MIDI izeja, gan mono audio signāls. Abi šie signāli ir apskatīti 6. solī. TX tapa tiek izmantota MIDI, un PWM signāls no 9. tapas tiek izmantots audio. Lai pārslēgtos starp MIDI un mono izeju, ir pārslēgšanas slēdzis, kas pievienots tapai A3.

Arduino ir ieprogrammēts nolasīt visus kapacitatīvos pieskāriena sensorus, lai noteiktu, kuru piecstūra taustiņu lietotājs nospiež. Pēc tam tas izvada signālus, lai atjauninātu gaismas diodes un radītu skaņu, vai nu MIDI, vai mono audio atkarībā no pārslēgšanas slēdža pagriešanas virziena.

3. darbība: šasijas projektēšana un griešana

"iekraušana =" slinks"

Bucky Glow ir gan MIDI, gan mono audio izeja. Lai apskatītu MIDI un Arduino, skatiet šo saiti. Man patīk MIDI, jo to ir viegli iestatīt ar Arduino un ar vienu klikšķi nodrošina skaņu no neskaitāmiem tīri skanošiem instrumentiem. Negatīvie ir tas, ka signālu atšifrēšanai un pārvēršanai audio signālā ir nepieciešama MIDI atskaņošanas ierīce. Turklāt, izstrādājot savus analogos signālus, jūs varat labāk kontrolēt un labāk izprast signālu, kas faktiski tiek radīts un atskaņots skaļruņos.

Analoga audio signālu izveide ir izaicinošs darbs, kas prasa zināšanas par svārstīgām shēmām un sarežģītāku shēmas dizainu. Es sāku projektēt oscilatorus šim projektam un guvu zināmus panākumus, kad atradu drausmīgu Jona Tompsona rakstu par sarežģītu audio signālu izveidi, izmantojot vienu PWM tapu Arduino. Es domāju, ka tas bija ideāls vidusceļš starp MIDI signāliem un sarežģītāku analogās shēmas dizainu. Signāli joprojām tiek ražoti digitāli, bet es ietaupīju daudz laika, salīdzinot ar savu svārstīgo ķēžu izveidi. Es vēlos kādu laiku to izmēģināt, tāpēc visi ieteikumi par labiem resursiem būtu ļoti pateicīgi.

Džons paskaidro, kā jūs varat izveidot 2MHz 8 bitu digitālo izeju ar vienu tapu, kuru pēc izlīdzināšanas caur zemas caurlaidības filtru var pārveidot par analogo audio signālu. Viņa rakstā ir arī izskaidroti daži Furjē analīzes pamati, kas nepieciešami, lai izprastu sarežģītākas viļņu formas. Tīra signāla vietā varat izmantot šo pieeju interesantāku audio signālu ģenerēšanai. Tas man līdz šim darbojas pietiekami labi, taču, manuprāt, ar šo tehniku ir vēl vairāk potenciāla! Skatiet iepriekš redzamo videoklipu, lai iepriekš pārbaudītu pārslēgšanos starp audio un MIDI izvadi.

Pārbaudiet MIDI un audio izvadi uz maizes dēļa, pirms pāriet pie lodēšanas sastāvdaļām uz prototipa plates.

7. solis: dēļa lodēšana un Arduino montāža

Savāc rezistorus, kondensatorus, galvenes tapas un prototipa plāksni. Sadaliet prototipa dēli līdz 50 mm x 34 mm. Augšējā kreisajā vāciņā pievienojiet 10MOhm rezistorus, kam seko galvenes tapas. Šīs galvenes tapas tiks savienotas ar kapacitatīvajiem pieskāriena sensoriem. Turpiniet komponentu pievienošanu, ievērojot Bucky Touch shēmu. Jums vajadzētu būt tapām kapacitatīvā pieskāriena sūtīšanas signālam, vienpadsmit kapacitatīvā pieskāriena uztveršanas signāliem, MIDI signālam, audio signālam (no arduino un mono stereo ligzdā), 5 V un GND.

Es izstrādāju pielāgotu stiprinājumu Arduino un tā prototipa turēšanai Bucky Touch apakšējā pamatnē. 3D izdrukājiet šo daļu, izmantojot pievienoto STL failu. Tagad iebīdiet Arduino Nano un prototipa dēli stiprinājumā. Ņemiet vērā, ka Arduino Nano tapām jābūt vērstām uz augšu. Iebīdiet divus M3 uzgriežņus stiprinājumā. Tie tiks izmantoti, lai savienotu stiprinājumu ar Bucky Touch pamatni.

Izmantojiet stiepļu ietīšanas vadu, lai izveidotu savienojumus starp Arduino un prototipa plāksni, kā parādīts shematiski. Pievienojiet arī kapacitatīvos skārienvadus prototipa paneļa galvenes tapām.

8. solis: pamatnes salikšana

Nospiediet Midi ligzdu, audio ligzdu un pārslēgšanas slēdzi caur pamatnes virsmu ar atbilstošiem caurumiem. Jūs varat ieskrūvēt domkrati vai pielīmēt tos aizmugurē. Atiestatīšanas slēdzim jums būs jāizgriež neliels kvadrāts, lai tas būtu vienā līmenī ar sejas priekšpusi. Lodējiet vadu ietīšanas vadu uz slēdžiem, lai tos varētu savienot ar prototipa plāksni un Arduino.

Tagad ir pienācis laiks savienot pamatnes sienas ar pamatnes dibenu. Bīdiet vienu sienu vienlaikus pamatnes apakšā un pamatnes savienotāja savienojumos (G daļa). Jums ir jābīda siena sānos ar lielākiem iecirtumiem un pēc tam jānospiež siena uz leju. Sienai vajadzētu nofiksēties vietā. Pēc sienu savienošanas ar Arduino caurumiem, iebīdiet Arduino/prototipa plates komplektu vietā un pievienojiet to, izmantojot M3x12 skrūves. Jums, iespējams, nāksies griezt M3 uzgriežņus, līdz tie atrodas pareizajā stāvoklī.

Pēc visu pamatnes malu pievienošanas pielodējiet domkrata vadus ar atbilstošajām tapām. Šajā brīdī ir ieteicams pārbaudīt audio un MIDI signālus, izmantojot šeit norādīto kodu. Ja tas nedarbojas, pārbaudiet savienojumus, pirms pāriet uz nākamo darbību.

9. solis: padariet plexiglass vadošu

Es izmēģināju vairākus veidus, kā padarīt plexiglass par instrumenta atslēgu. Savā ģeodēziskā kupola projektā es izmantoju IR sensorus, lai noteiktu, kad lietotāja roka bija tuvu virsmai. Tomēr tie nebija uzticami vides IR starojuma, starpsienu starp IR sensoriem un neprecīzu mērījumu dēļ. Bucky Touch es domāju par trim iespējamiem risinājumiem: frekvences kodēti IR sensori, spiedpogas un kapacitatīvs pieskāriens. Spiedpogas un frekvences kodētie IR sensori nedarbojās problēmu dēļ, par kurām es runāju savā Hackaday lapā.

Kapacitatīvā pieskāriena sensora izaicinājums ir tāds, ka lielākā daļa vadošo materiālu ir necaurspīdīgi, un tas nedarbosies Bucky Touch, jo gaismai ir jāiziet caur plexiglass. Tad es atklāju risinājumu: ar ITO pārklāta plastmasa! Jūs varat iegādāties 200 x 100 mm loksni no Adafruit par 10 dolāriem.

Vispirms es sagriezu ar ITO pārklātu plastmasu sloksnēs un ar lenti “X” piestiprināju pie plexiglass. Pārliecinieties, vai plastmasas vadošās malas ir vērstas viena pret otru. Pārbaudiet, mērot pretestību, izmantojot multimetru. Sākotnēji es saliecu plastmasu un savienoju varu ar lodēšanas vadiem, lai iegūtu kapacitatīvu pieskārienu. LIELA KĻŪDA: nelokiet ar ITO pārklātu plastmasu! Plastmasas saliekšana pārtrauc savienojumu. Tā vietā es pielīmēju apmēram collu stiepļu ietīšanas stieples pie plastmasas, un tas strādāja lieliski. Atcerieties to stiepļu ietīšanas vadu no 4. darbības, kas tika padots caur piecstūrainu LED seju? Tagad ir pienācis laiks tos izmantot kapacitatīvajiem pieskāriena sensoriem. Atklājiet vadu un pielīmējiet to pie vadošās plastmasas, kas piestiprināta pie organiskā stikla. Atkārtojiet to visām 11 plexiglass sejām.

Tagad ir īstais laiks veikt dažus testus, lai pārliecinātos, ka jūsu plexiglass sejas darbojas kā kapacitatīvi pieskāriena sensori.

10. solis: Plexiglass uzstādīšana

Pievienojiet savienojumus (E un F daļa) Bucky Touch apakšai, kas savieno dibenu ar visu elektroniku uz augšu ar gaismas diodēm. Pēc tam daļēji iespiediet kucēnu savienojumus (H daļa) Bucky Touch sienās, lai būtu pietiekami daudz vietas, lai iebīdītu organisko stiklu. Plexiglass var derēt tikai tad, ja jūs līdz galam nespiedāt kucēnu locītavas, tāpēc esiet uzmanīgi. Kad esat ievietojis visas 11 organiskā stikla virsmas, pilnībā iespiediet mazuļu locītavas, lai tās nofiksētos. Tam vajadzētu būt cieši pieguļošam.

Aptiniet un pielodējiet kapacitatīvo pieskārienu vadu otru galu pie atbilstošajām tapām uz prototipa plates un vēlreiz pārbaudiet savus kapacitatīvos pieskāriena sensorus. Visbeidzot, savienojiet augšējo un apakšējo daļu kopā, izmantojot savienojumus (E un F daļa). Pārliecinieties, ka nevelciet vadus. Apsveicam, Bucky Touch ir pilnībā samontēts!

11. darbība. Vecāki prototipi

Otrā balva audio konkursā 2018