Bucky Touch: Osvijetljeni dodekaedrov instrument: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Autor jbumsteadJon BumsteadFollow Više od autora:

O: Projekti u svjetlu, muzici i elektronici. Pronađite ih sve na mojoj web stranici: www.jbumstead.com Više o jbumsteadu »

Prije otprilike dvije godine sagradio sam veliku LED geodetsku kupolu sa 120 lica koja reproducira muziku sa MIDI izlazom. Međutim, bila je to teška izgradnja i senzori nisu bili potpuno pouzdani. Odlučio sam izgraditi Bucky Touch, manju verziju moje geodetske kupole koju je lakše konstruirati i koja ima nadograđene kapacitivne senzore dodira. Bucky Touch je dizajniran sa MIDI i audio izlazom, tako da možete koristiti MIDI uređaj (npr. Računar ili MIDI tastaturu) za reprodukciju Bucky Touch ILI možete direktno spojiti Bucky Touch na pojačalo i zvučnik.

Moj prvi prototip u ovom projektu bio je sličan, ali nema lica osjetljiva na dodir, već umjesto toga pruža izbojne pinove koji omogućavaju pristup digitalnim I/O pinovima, TX (predajni) pin, RX (prijemni) pin, pin za resetovanje, i uzemljenje. Ovu verziju nazvao sam Bucky Glow. Igle vam omogućuju povezivanje Bucky Glow -a sa senzorima (npr. Kapacitivni dodir, infracrveni, ultrazvučni), motorima, MIDI priključcima i bilo kojom drugom elektronikom koje se sjetite.

Ovo uputstvo prolazi kroz sastavljanje Bucky Touch -a, koji je više poput muzičkog instrumenta u odnosu na Bucky Glow.

Korak 1: Lista zaliha

Materijali:

1. Dva lista MDF -a debljine 16 "x 12" 0,118"

2. Jedan list prozirnog bijelog pleksiglasa debljine 12 "x 12" 0,118"

3. LED traka piksela WS2801 ili WS2811 (11 LED):

4. Arduino Nano:

5. Prototipna ploča

6. ITO (indijski kalaj oksid) obložena PET plastika - 100 mm x 200 mm

7. 11X 2MOhm otpornici

8. 11X 1kOhm otpornici

9. 10k otpornik za audio izlaz

10. 2X 0,1uF kondenzatora za audio izlaz

11. MIDI priključak:

12. Prebacite prekidač:

13. Pritisnite dugme:

14. Stereo audio priključak:

15. Igle zaglavlja

16. 2 x M3 matice

17. 2 x vijka M3x12

18. Žičana folija

19. Selotejp

20. Lemljenje

21. Električna traka

22. MIDI na USB kabel ako želite igrati MIDI na računaru

Alati:

1. Laserski rezač

2. 3D štampač

3. Rezači žice

4. Lemilica

5. Škare

6. imbus ključ

7. Pištolj za vruće ljepilo

8. Alat za umotavanje žice

Korak 2: Pregled sistema

U srcu Bucky Touch -a je Arduino Nano. Pin za podatke i pin sata WS2081 adresabilne LED trake spojeni su na pin A0 odnosno A1. Svaka strana dodekaedra ima kapacitivni senzor dodira povezan sa 2.2Mohm otpornikom na signal za slanje koji dolazi sa pina A2. Prijemni pinovi su A3, D2-D8 i D10-D12. Evo veze do kapacitivnih senzora dodira:

Bucky Touch ima i MIDI izlaz i mono audio signal. Oba ova signala razmatraju se u koraku 6. TX pin se koristi za MIDI, a PWM signal sa pina 9 za audio. Za prebacivanje između MIDI i mono izlaza postoji prekidač spojen na pin A3.

Arduino je programiran za čitanje svih kapacitivnih senzora dodira kako bi utvrdio koji pentagon tipku korisnik pritisne. Zatim emitira signale za ažuriranje LED dioda i proizvodi zvuk, bilo MIDI ili mono zvuk, ovisno o smjeru okretanja prekidača.

Korak 3: Dizajniranje i rezanje šasije

"loading =" lijen"

Bucky Glow ima i MIDI i mono audio izlaz. Za pregled MIDI -ja i Arduina pogledajte ovu vezu. Sviđa mi se MIDI jer je jednostavan za postavljanje s Arduinom i pruža zvuk s bezbroj čistih instrumenata pritiskom na gumb. Nedostatak je to što mu je potreban MIDI uređaj za reprodukciju da dekodira signale i pretvori ih u audio signal. Također, razvoj vlastitih analognih signala daje vam veću kontrolu i bolje razumijevanje signala koji se zapravo proizvodi i reproducira u zvučnicima.

Stvaranje analognih audio signala je izazovan posao koji zahtijeva poznavanje oscilirajućih krugova i složenijeg dizajna kola. Počeo sam dizajnirati oscilatore za ovaj projekt i postigao napredak, kada sam pronašao sjajan članak Jona Thompsona o stvaranju složenih audio signala pomoću jednog PWM pina na Arduinu. Mislim da je ovo bila savršena sredina između MIDI signala i složenijeg dizajna analognih kola. Signali se i dalje proizvode digitalno, ali uštedio sam dosta vremena u usporedbi s izgradnjom vlastitih oscilirajućih krugova. Još uvijek želim ovo isprobati, pa bi svaki prijedlog za dobre resurse bio jako zahvalan.

Jon objašnjava kako možete generirati 2MHz 8-bitni digitalni izlaz s jednim pinom, koji se nakon pretvaranja u niskopropusni filter može pretvoriti u analogni audio signal. Njegov članak također objašnjava neke osnove Fourierove analize, koje su potrebne za razumijevanje složenijih valnih oblika. Umjesto čistog tona, ovaj pristup možete koristiti za generiranje zanimljivijih audio signala. Za sada mi radi dovoljno dobro, ali mislim da postoji još veći potencijal s ovom tehnikom! Pogledajte gornji video za preliminarni test prebacivanja između audio i MIDI izlaza.

Testirajte MIDI i audio izlaz na ploči prije nego prijeđete na komponente za lemljenje na prototipnoj ploči.

Korak 7: Lemljenje ploče i postavljanje Arduina

Prikupite otpornike, kondenzatore, pinove zaglavlja i prototipnu ploču. Razbijte prototipnu ploču na 50 mm x 34 mm. Dodajte otpornike od 10 MOhm u gornji lijevi poklopac, a zatim igle zaglavlja. Ovi pinovi zaglavlja će se povezati s kapacitivnim senzorima dodira. Nastavite dodavati komponente slijedeći shemu Bucky Touch -a. Trebali biste imati pinove za kapacitivni signal za slanje dodirom, jedanaest kapacitivnih signala za prijem dodirom, MIDI signal, audio signal (izvan arduina i u mono stereo priključnicu), 5 V i GND.

Dizajnirao sam prilagođeno postolje za držanje Arduina i prototipne ploče u donjoj bazi Bucky Touch -a. 3D ispis ovog dijela pomoću priložene STL datoteke. Sada gurnite Arduino Nano i prototipnu ploču u nosač. Imajte na umu da će Arduino Nano morati imati svoje igle okrenute prema gore. Umetnite dvije matice M3 u držač. Oni će se koristiti za spajanje nosača na podnožje Bucky Touch -a.

Koristite žičanu žicu za povezivanje između Arduina i prototipne ploče kako je prikazano na shemi. Također povežite kapacitivne žice na dodir s pinovima zaglavlja na prototipnoj ploči.

Korak 8: Sklapanje baze

Gurnite Midi utičnicu, audio priključnicu i prekidač kroz osnovnu ploču s odgovarajućim rupama. Možete ili uvrnuti utičnice ili ih zalijepiti straga. Za prekidač za resetiranje morat ćete izrezati mali kvadrat tako da leži u ravnini s prednjom stranom lica. Lemiti žicu omotanu žicom na prekidače tako da se mogu spojiti na prototipnu ploču i Arduino.

Sada je vrijeme za povezivanje osnovnih zidova s podnožjem baze. Gurnite jedan po jedan zid u donje i donje spojeve baze (dio G). Morate gurnuti zid u stranu s većim zarezima, a zatim pritisnuti zid prema dolje. Zid bi trebao škljocnuti na mjesto. Nakon povezivanja zidova s rupama za Arduino, gurnite sklop Arduino/prototipske ploče na mjesto i spojite ga pomoću vijaka M3x12. Možda ćete morati mlatiti matice M3 dok ne budu u ispravnom položaju.

Nakon spajanja svih stranica baze, lemite žice utičnice na odgovarajuće pinove. U ovom je trenutku dobra ideja testirati audio i MIDI signale pomoću koda koji sam ovdje naveo. Ako ne radi, provjerite veze prije nego prijeđete na sljedeći korak.

Korak 9: Omogućavanje provodljivosti pleksiglasa

Pokušao sam na nekoliko načina da pleksiglas postane ključ za instrument. U svom projektu geodetske kupole koristio sam IC senzore za otkrivanje kada je ruka korisnika blizu površine. Međutim, nisu bili pouzdani zbog IC zračenja okoline, preslušavanja između IR senzora i netočnih mjerenja. Za Bucky Touch razmišljao sam o tri potencijalna rješenja: frekvencijski kodirani IC senzori, tipke i kapacitivni dodir. Tipke i IR senzori kodirani frekvencijom nisu radili zbog problema o kojima govorim na svojoj stranici Hackaday.

Izazov za kapacitivni senzor dodira je to što je većina provodljivog materijala neprozirna, što ne bi uspjelo za Bucky Touch jer svjetlost mora proći kroz pleksiglas. Tada sam otkrio rješenje: Plastika presvučena ITO -om! List od 200 mm x 100 mm možete kupiti od Adafruit -a za 10 dolara.

Prvo sam izrezao plastiku obloženu ITO -om na trake i zalijepio ih na pleksiglas u “X”. Vodite računa da provodne strane plastike budu okrenute jedna prema drugoj. Provjerite mjerenjem otpora pomoću multimetra. U početku sam savijao plastiku i spajao bakar na žice za lemljenje radi kapacitivnog dodira. VELIKA GREŠKA: nemojte savijati plastiku obloženu ITO -om! Savijanje plastike prekida vezu. Umjesto toga, zalijepio sam oko centimetar žičane žice na plastiku i to je odlično funkcioniralo. Sjećate se one žice od 4. koraka koja je provedena kroz peterokutnu LED površinu? Vrijeme je da ih upotrijebite za kapacitivne senzore na dodir. Izložite žicu i zalijepite je na provodljivu plastiku zalijepljenu na pleksiglas. Ponovite ovo za svih 11 lica od pleksiglasa.

Sada je pravo vrijeme za pokretanje nekih testova kako biste bili sigurni da vaša lica od pleksiglasa funkcioniraju kao kapacitivni senzori dodira.

Korak 10: Montiranje pleksiglasa

Dodajte zglobove (dio E i F) na dno Bucky Touch -a koji spajaju dno sa svom elektronikom na vrh pomoću LED dioda. Zatim djelomično gurnite zglobne zglobove (dio H) u zidove Bucky Touch-a tako da ima dovoljno prostora za klizanje u pleksiglasu. Pleksiglas može stati samo ako ne pritisnete zglobove do kraja, stoga budite oprezni. Nakon što postavite svih 11 lica od pleksiglasa, gurnite zglobove štenaca do kraja kako biste zaključali lica od pleksiglasa. Trebao bi dobro pristajati.

Zamotajte i lemite drugi kraj kapacitivnih žica na dodir na odgovarajuće pinove na prototipnoj ploči i ponovo testirajte svoje kapacitivne senzore dodira. Na kraju spojite gornji i donji dio pomoću zglobova (dio E i F). Pazite da ne povučete žice. Čestitamo, Bucky Touch je potpuno sastavljen!

Korak 11: Stariji prototipovi

Druga nagrada na audio takmičenju 2018