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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Napisao jbumsteadJon BumsteadFollow Više od autora:

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

Prije otprilike dvije godine izgradio sam veliku LED geodetsku kupolu sa 120 lica koja reproducira glazbu s MIDI izlazom. Međutim, izgradnja je bila teška, a 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 s MIDI i audio izlazom, tako da možete koristiti MIDI uređaj (npr. Računalo ili MIDI tipkovnicu) za reprodukciju Bucky Touch ILI možete izravno 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 omogućuju pristup digitalnim U/I pinovima, TX (prijenosni) pin, RX (prijemni) pin, pin za resetiranje, i uzemljenje. Ovu verziju nazvao sam Bucky Glow. Igle vam omogućuju povezivanje Bucky Glowa sa senzorima (npr. Kapacitivni dodir, infracrveni, ultrazvučni), motorima, MIDI priključcima i bilo kojom drugom elektronikom koje se sjetite.

Ova instrukcija prolazi kroz sastavljanje Bucky Touch -a, koji je više poput glazbenog instrumenta u odnosu na Bucky Glow.

Korak 1: Popis 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. Ploča prototipa

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 gumb:

14. Stereo audio priključak:

15. Igle zaglavlja

16. 2X 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 s računalom

Alati:

1. Laserski rezač

2. 3D pisač

3. Rezači žice

4. Lemilica

5. Škare

6. imbus ključ

7. Pištolj za vruće ljepilo

8. Alat za omatanje žicom

Korak 2: Pregled sustava

U srcu Bucky Toucha 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 spojen sa 2.2Mohm otpornikom na signal slanja koji dolazi s pina A2. Prijemni pinovi su A3, D2-D8 i D10-D12. Evo veze do kapacitivnih senzora dodira:

Bucky Touch ima MIDI izlaz i mono audio signal. Oba ova signala razmatraju se u koraku 6. TX pin se koristi za MIDI, a PWM signal iz 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 odredio koju tipku peterokuta 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 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 zahtjevan je 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 bilo savršeno središte između MIDI signala i kompliciranijeg dizajna analognog kruga. Signali se i dalje proizvode digitalno, ali uštedio sam puno vremena u usporedbi s izgradnjom vlastitih oscilirajućih krugova. Ovo još uvijek želim 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 s ovom tehnikom postoji još veći potencijal! 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. Razbiti prototipnu ploču na 50 mm x 34 mm. Dodajte otpornike od 10 MOhm u gornji lijevi poklopac, a zatim igle zaglavlja. Ove pinove zaglavlja povezat ćete 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 utičnicu), 5 V i GND.

Dizajnirao sam prilagođeno postolje za držanje Arduina i prototipne ploče u donjoj bazi Bucky Touch -a. 3D ispišite ovaj dio pomoću priložene STL datoteke. Sada gurnite Arduino Nano i prototipnu ploču u nosač. Imajte na umu da će Arduino Nano morati imati 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 spojite kapacitivne žice na dodir s pinovima zaglavlja na prototipnoj ploči.

Korak 8: Sastavljanje 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 spajanje osnovnih zidova na dno baze. Gurnite jedan po jedan zid u donje i donje spojeve baze (dio G). Morate gurnuti zid u stranu s većim urezima, a zatim pritisnuti zid prema dolje. Zid bi trebao sjesti na mjesto. Nakon spajanja zidova s rupama za Arduino, gurnite sklop ploče Arduino/prototipa na mjesto i spojite ga vijcima M3x12. Možda ćete morati mlatiti matice M3 dok ne budu u ispravnom položaju.

Nakon spajanja svih stranica baze, lemite žice utičnice na odgovarajuće iglice. 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 učiniti pleksiglas ključem za instrument. U svom projektu geodetske kupole koristio sam IC senzore za otkrivanje kada je ruka korisnika blizu površine. Međutim, nisu bili pouzdani zbog IR zračenja okoliša, preslušavanja među IR senzorima i netočnih mjerenja. Za Bucky Touch razmišljao sam o tri potencijalna rješenja: frekvencijski kodirani IR 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 osjetnik na dodir je što je većina vodljivog materijala neprozirna, što ne bi uspjelo Bucky Touchu jer svjetlost mora proći kroz pleksiglas. Tada sam otkrio rješenje: Plastika presvučena ITO -om! List od 200 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". Pazite 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 dodira. Izložite žicu i zalijepite je vodljivom plastikom zalijepljenom 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: Montaža pleksiglasa

Dodajte zglobove (dijelovi E i F) na dno Bucky Touch -a koji spajaju dno sa svom elektronikom na vrh pomoću LED dioda. Zatim djelomično gurnite zglobove štenaca (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 ponovno 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 natjecanju 2018