Bucky Touch: İşıqlı Dodecahedron Aləti: 12 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Müəllif tərəfindən daha çox: JbumsteadJon BumsteadFollow

Haqqında: İşıq, musiqi və elektronikada layihələr. Hamısını saytımda tapın: www.jbumstead.com jbumstead haqqında daha çox »

Təxminən iki il əvvəl, MIDI çıxışı ilə musiqi ifa edən 120 ədəd böyük LED geodezik günbəz qurdum. Ancaq çətin bir quruluş idi və sensorlar tamamilə etibarlı deyildi. Geodezik qübbəmin qurulması daha asan olan və təkmilləşdirilmiş tutumlu sensor sensorları olan Bucky Touch qurmaq qərarına gəldim. Bucky Touch həm MIDI, həm də səs çıxışı ilə hazırlanmışdır, buna görə də Bucky Touch oynamaq üçün bir MIDI cihazı (məsələn, kompüter və ya MIDI klaviatura) istifadə edə bilərsiniz və ya birbaşa Bucky Touch -ı gücləndiriciyə və dinamikə bağlaya bilərsiniz.

Bu layihədəki ilk prototipim bənzər idi, ancaq toxunma həssas üzləri yoxdur və bunun əvəzinə rəqəmsal G/Ç pinlərinə, TX (ötürmə) pininə, RX (qəbul) pininə, sıfırlama pininə çıxış təmin edən sancaqlar verir. və torpaq pimi. Bucky Glow adlandırdığım bu versiya. Sancaqlar, Bucky Glow -u sensorlara (məsələn, tutumlu toxunma, infraqırmızı, ultrasəs), mühərriklərə, MIDI jaklara və düşünə biləcəyiniz digər elektronikaya bağlamağa imkan verir.

Bu təlimat, Bucky Glow ilə müqayisədə daha çox musiqi alətinə bənzəyən Bucky Touch montajından keçir.

Addım 1: Təchizat siyahısı

Materiallar:

1. 16 "x 12" 0.118 "qalınlığında MDF -dən iki təbəqə

2. 12 "x 12" 0.118 "qalınlığında yarı şəffaf ağ pleksiglasdan bir təbəqə

3. WS2801 və ya WS2811 piksel LED şeridi (11 LED):

4. Arduino Nano:

5. Prototip lövhəsi

6. ITO (Indium Kalay Oksidi) Kaplı PET Plastik - 100mm x 200mm

7. 11X 2MOhm rezistorlar

8. 11X 1kOhm rezistorlar

9. Səs çıxışı üçün 10k rezistor

10. Səs çıxışı üçün 2X 0.1uF kondansatörlər

11. MIDI yuvası:

12. Keçid edin:

13. Düyməni basın:

14. Stereo audio jak:

15. Başlıq sancaqları

16. 2X M3 qoz -fındıq

17. 2X M3x12 boltlar

18. Tel sarma teli

19. Skotç lent

20. Lehim

21. Elektrik lenti

22. MIDI -ni kompüterlə oynamaq istəyirsinizsə, USB kabelinə MIDI

Alətlər:

1. Lazer kəsici

2. 3D printer

3. Tel kəsicilər

4. Lehimləmə dəmiri

5. Qayçı

6. Allen açarı

7. İsti yapışqan silahı

8. Tel sarma vasitəsi

Addım 2: Sistemə Baxış

Bucky Touch -ın mərkəzində bir Arduino Nano var. Bir WS2081 ünvanlı LED şeridinin məlumat pin və saat pimi, müvafiq olaraq A0 və A1 pininə bağlıdır. Dodecahedronun hər bir üzü, A2 pinindən gələn göndərmə siqnalına 2.2Mohm müqavimətçi ilə əlaqəli bir kapasitiv toxunma sensoruna malikdir. Qəbul pinləri A3, D2-D8 və D10-D12-dir. Budur, tutumlu sensor sensorlara bağlantı:

Bucky Touch həm MIDI çıxışı, həm də mono səs siqnalına malikdir. Bu siqnalların hər ikisi 6 -cı addımda müzakirə olunur. TX pin MIDI üçün istifadə olunur və səs üçün pin 9 -dan PWM siqnalı istifadə olunur. MIDI və mono çıxış arasında keçid etmək üçün A3 pininə bağlı bir keçid açarı var.

Arduino, istifadəçi tərəfindən hansı beşbucaqlı düyməyə basıldığını müəyyən etmək üçün bütün tutumlu sensorları oxumaq üçün proqramlaşdırılmışdır. Daha sonra LED -ləri yeniləmək və keçid düyməsinin çevrildiyi istiqamətdən asılı olaraq MIDI və ya mono səs çıxarmaq üçün siqnallar verir.

Addım 3: Şassinin dizaynı və kəsilməsi

"loading =" tənbəl"

Bucky Glow həm MIDI, həm də mono səs çıxışına malikdir. MIDI və Arduinonun nəzərdən keçirilməsi üçün bu linkə baxın. MIDI-ni bəyənirəm, çünki Arduino ilə qurmaq asandır və bir düyməni basmaqla saysız-hesabsız səslənən alətlərdən səs təmin edir. İşin mənfi tərəfi odur ki, siqnalları deşifr etmək və onları səs siqnalına çevirmək üçün MIDI çalma qurğusu tələb olunur. Ayrıca, öz analoq siqnallarınızı inkişaf etdirmək sizə daha çox nəzarət və əslində dinamiklərdə istehsal edilən və səsləndirilən siqnalı daha yaxşı başa düşməyə imkan verir.

Analoq səs siqnallarının yaradılması, salınan dövrələr və daha mürəkkəb sxem dizaynı haqqında bilik tələb edən çətin bir işdir. Bu layihə üçün osilatorların dizaynına başladım və Arduino'da tək bir PWM pinindən istifadə edərək mürəkkəb səs siqnalları yaratmağa dair Jon Thompson tərəfindən dəhşətli bir məqalə tapdığımda bir qədər irəlilədim. Düşünürəm ki, bu MIDI siqnalları ilə daha mürəkkəb analoq dövrə dizaynı arasında mükəmməl bir orta zəmin idi. Siqnallar hələ də rəqəmsal olaraq istehsal olunur, ancaq öz salınan dövrə qurmaqla müqayisədə çox vaxt qənaət etdim. Hələ də bunu bir müddət sınamaq istəyirəm, buna görə yaxşı mənbələr üçün hər hansı bir təklif çox təqdir ediləcəkdir.

Jon, aşağı keçidli bir filtrdən keçdikdən sonra analog səs siqnalına çevrilə bilən bir pinlə 2MHz 8 bitlik bir rəqəmsal çıxışı necə yarada biləcəyinizi izah edir. Onun məqaləsi daha mürəkkəb dalğa formalarını anlamaq üçün lazım olan Fourier analizinin bəzi əsaslarını da izah edir. Təmiz bir ton əvəzinə daha maraqlı səs siqnalları yaratmaq üçün bu yanaşmadan istifadə edə bilərsiniz. Bu günə qədər mənim üçün kifayət qədər yaxşı işləyir, amma düşünürəm ki, bu texnikanın daha da böyük potensialı var! Audio və MIDI çıxışı arasında keçid üçün ilkin sınaq üçün yuxarıdakı videoya baxın.

Prototip lövhəsində lehimləmə komponentlərinə keçməzdən əvvəl çörək taxtasında MIDI və audio çıxışını sınayın.

Addım 7: Lövhənin lehimlənməsi və Arduinonun quraşdırılması

Rezistorları, kondansatörləri, başlıq pinlərini və prototip lövhəsini toplayın. Prototip lövhəsini 50 mm x 34 mm ölçüsündə parçalayın. Sol üst qapağa 10MOhm rezistorları, sonra başlıq pinlərini əlavə edin. Bu başlıq pinləri kapasitiv toxunma sensorlarına qoşulacaq. Bucky Touch sxemini izləyərək komponentləri əlavə etməyə davam edin. Kapasitiv toxunma göndərmə siqnalı, on bir tutumlu toxunma qəbul siqnalı, MIDI siqnalı, səs siqnalı (arduino xaricində və mono stereo yuvaya), 5V və GND üçün pinləriniz olmalıdır.

Arduino və prototip lövhəsini Bucky Touch -ın alt hissəsində saxlamaq üçün xüsusi bir montaj qurdum. Verilən STL faylını istifadə edərək bu hissəni 3D çap edin. İndi Arduino Nano və prototip lövhəsini dağa sürüşdürün. Qeyd edək ki, Arduino Nano sancaqlarını yuxarıya doğru çevirməlidir. İki M3 qozunu montajın içinə sürüşdürün. Bunlar montajı Bucky Touch bazasına bağlamaq üçün istifadə olunacaq.

Şemada göstərildiyi kimi Arduino ilə prototip lövhəsi arasında əlaqə qurmaq üçün tel sarma teli istifadə edin. Ayrıca, tutumlu toxunma tellərini prototip lövhəsindəki başlıq pinlərinə bağlayın.

Addım 8: Baza yığılması

Midi jakını, audio jakını və keçid açarını uyğun deliklər ilə əsas üzdən keçirin. Krikotları vidalaya və ya arxadan yapışdıra bilərsiniz. Sıfırlama açarı üçün, üzün önü ilə eyni hündürlükdə yerləşməsi üçün kiçik bir kvadrat düzəltməlisiniz. Lehim telini açarlara bağlayın, beləliklə prototip lövhəsinə və Arduinoya qoşula bilərsiniz.

İndi təməl divarları bazanın altına bağlamaq vaxtıdır. Birdən bir divarı alt dibə və baza bağlayıcı birləşmələrinə sürüşdürün (hissə G). Divarı daha böyük çentiklərlə yan tərəfə sürüşdürməlisiniz və sonra divarı aşağıya bastırın. Divar yerində oturmalıdır. Divarları Arduino çuxurları ilə bağladıqdan sonra Arduino/prototip lövhəsini yerinə itələyin və M3x12 boltlardan istifadə edərək bağlayın. M3 qoz -fındıqları düzgün vəziyyətdə olana qədər yelləmək lazım ola bilər.

Bütün baza tərəflərini bağladıqdan sonra, jak tellərini uyğun sancaqlara lehimləyin. Bu nöqtədə, burada verdiyim kodu istifadə edərək audio və MIDI siqnallarını sınamaq yaxşı bir fikirdir. İşləmirsə, növbəti addıma keçməzdən əvvəl əlaqələrinizi yoxlayın.

Addım 9: Pleksiglas keçiricidir

Pleksiglası alət üçün açar etmək üçün bir neçə yol sınadım. Geodezik günbəz layihəmdə istifadəçinin əlinin səthə nə vaxt yaxın olduğunu təyin etmək üçün İR sensorlar istifadə etdim. Bununla birlikdə, ətraf mühitin İR şüalanması, İQ sensorlar arasındakı kəsişmə və qeyri -dəqiq ölçülər səbəbindən etibarlı deyildilər. Bucky Touch üçün üç potensial həll yolu düşündüm: tezlik kodlu İR sensorlar, düymələr və tutumlu toxunma. Hackaday səhifəmdə danışdığım problemlər səbəbindən düymələr və tezlik kodlu İR sensorlar işləmədi.

Kapasitiv toxunma sensorunun çətinliyi, keçirici materialların çoxunun qeyri -şəffaf olmasıdır ki, Bucky Touch üçün işləməyəcək, çünki işıq pleksiglasdan keçməlidir. Sonra həllini kəşf etdim: İTO örtüklü plastik! Adafruit -dən 10bucks üçün 200mm x 100mm təbəqə ala bilərsiniz.

Əvvəlcə ITO ilə örtülmüş plastiki zolaqlara kəsdim və pleksiglasa "X" ilə yapışdırdım. Plastikin keçirici tərəflərinin bir -birinə baxdığından əmin olun. Bir multimetrdən istifadə edərək müqaviməti ölçün. Başlanğıcda, tutumlu toxunma üçün plastikdən və misdən lehim tellərinə əydim. BÜYÜK HATA: İTO örtüklü plastikdən əyilməyin! Plastikin əyilməsi əlaqəni pozur. Bunun əvəzinə təxminən bir santimetr tel sarma teli plastikə yapışdırdım və bu çox yaxşı işlədi. Beşbucaqlı LED üzü ilə qidalanan 4-cü addımdakı tel sarma telini xatırlayırsınızmı? Onları kapasitiv toxunma sensorları üçün istifadə etməyin vaxtıdır. Teli açın və pleksiglasa yapışdırılmış keçirici plastikə yapışdırın. Bunu bütün 11 pleksiglas üzləri üçün təkrarlayın.

Pleksiglas üzlərinizin kapasitiv toxunma sensoru kimi işlədiyinə əmin olmaq üçün bəzi testlər aparmaq üçün yaxşı vaxtdır.

Addım 10: Pleksiglasın quraşdırılması

Bütün elektronikanın altını LED -lərlə üstə birləşdirən Bucky Touch -ın dibinə oynaqları (E və F hissələri) əlavə edin. Sonra pleksiglasda sürüşmək üçün kifayət qədər yer olması üçün bala oynaqlarını (H hissəsi) Bucky Touch divarlarına itələyin. Pleksiglas yalnız bala oynaqlarını itələməsəniz uyğun ola bilər, buna görə diqqətli olun. Bütün 11 pleksiglas üzlərini yerləşdirdikdən sonra, pleksiglas üzlərini kilidləmək üçün bala oynaqlarını tamamilə itələyin. Sıx bir uyğunluq olmalıdır.

Kapasitif toxunma tellərinin digər ucunu prototip lövhəsindəki uyğun sancaqlara sarın və lehimləyin və kapasitiv toxunma sensorlarınızı yenidən sınayın. Nəhayət, üst və alt hissələri birləşmələrdən istifadə edərək birləşdirin (E və F hissələri). Heç bir tel çəkməməyinizə əmin olun. Təbrik edirik, Bucky Touch tam yığılmışdır!

Addım 11: Köhnə Prototiplər

Səs Yarışmasında 2018 -ci ilin ikinci mükafatı