Sonifikasi Biodata: 36 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Hasilkan nota MIDI berdasarkan perubahan dalam Galvanic Conductance merentasi dua prob.

Untuk versi kod terkini dan tutorial yang dikemas kini sila pergi ke electricforprogress.com dan lihat projek github saya

Langkah 1: Papan Roti Solderless

Alat utama dalam eksperimen elektronik adalah Soldless Breadboard. Membolehkan pengguna menyambungkan komponen bersama dan mengkonfigurasi semula dengan mudah, Breadboard membolehkan pendatang baru ke elektronik dan jurutera berpengalaman untuk membuat reka bentuk prototaip dan menghubungkan sistem elektronik dengan mudah.

Papan roti mempunyai rangkaian lubang yang disambungkan secara elektrik. Baris melintang melintasi Breadboard di Jalur Terminal dengan 5 titik titik bersambung dan ditandai dengan huruf abcde dan fghij. Jurang besar di bahagian tengah papan roti memisahkan baris mendatar, ini memudahkan penggunaan mikrocip Dual Inline Package (DIP). Di sisi papan roti terdapat tiang lubang menegak, biasanya ditandai dengan garis Merah dan Biru. Lajur menegak ini paling kerap digunakan untuk sambungan kuasa (voltan positif dan tanah), dan dipanggil 'Bus'. Kami akan melampirkan semua sambungan Positif dan Darat ke Bas-bas ini di setiap sisi papan roti. Selanjutnya kita akan menggabungkan Grounds dan Positive Bus di setiap sisi papan roti.

Untuk 'menyambungkan' dua komponen elektronik, kami hanya meletakkan plumbum (atau 'kaki') bahagian ke dalam lubang mendatar yang berdekatan. Ini membolehkan pengguna menghubungkan beberapa komponen bersama-sama menggunakan setiap baris mendatar 5 titik.

Langkah 2: Masukkan Pemasa 555

Pemasa 555 adalah microchip DIP 8 pin, yang akan kami konfigurasikan sebagai multivibrator astable yang mampu mengukur kekonduksian elektrik. Orientasikan cip sehingga Pin 1 berada di bahagian atas - anda akan melihat bulatan kecil berhampiran pin 1 pada cip, juga melihat rajah yang mengenal pasti setiap pin pada Pemasa 555.

Letakkan pemasa 555 di bahagian bawah Papan Roti. Papan roti disusun dengan celah di tengah, cip mikro harus menjangkau jurang ini. Baris papan roti diberi nombor, kami akan memasukkan pemasa 555 pada baris 27, 28, 29, dan 30, dengan pin 1 di baris 27.

Langkah 3: Pin 1 ke Tanah

Pasangkan 555 Pin 1 ke Ground, tambahkan wayar pelompat dari baris 27 lajur A ke Ground Ground.

Langkah 4: Kapasitor Masa C1

Sambungkan Kapasitor pemasa C1 (0.0042uF) antara Pin 1 dan Pin 2 dari Pemasa 555. Masukkan kapasitor biru kecil ke baris 27 dan 28 pada lajur B.

Kapasitor ini menetapkan julat frekuensi keseluruhan pemasa, di sini kita menggunakan nilai yang sangat kecil untuk mendapatkan resolusi nadi tertinggi dari 555 ketika kita mengukur turun naik kapasitansi elektrik di kedua-dua probe.

Langkah 5: Penyahpasangan Kapasitor C2

Sambungkan kapasitor pemutusan frekuensi tinggi C2 (1uF) merentas 555 Timer positif dan tanah, pin 1 dan 8 pada baris 27, lajur D dan G.

Adalah berguna untuk memotong kaki kapasitor, agar lebih pas di papan roti, tetapi berhati-hatilah untuk membiarkan ruang yang cukup untuk kaki merentangkan microchip dan menghubungkan sepenuhnya dengan soket papan roti.

Langkah 6: Memisahkan Kapasitor Elektrolitik C3

Sambungkan Kapasitor Elektrolitik C3 (41uF) penyahpasangan frekuensi rendah merentasi positif dan tanah Timer 555, pin 1 dan 8 pada baris 27, lajur C dan H.

Perhatikan bahawa kapasitor elektrolit terpolarisasi, mengenal pasti hujung negatif dengan jalur putih di bahagian bawah penutup; pastikan sisi negatif kapasitor menuju ke tiang C 1 (Tanah) dan sisi positif kapasitor menuju ke lajur Pin 8 (Positif) H.

Langkah 7: Output LED

Tambahkan LED Merah ke pin output 3 dari 555 Timer Row 29 pin A dan seberang ke Bas Bas. Letakkan plumbum LED (anod) yang lebih panjang di Row 29 Column A, dengan kaki LED yang lebih pendek di salah satu lubang Ground Ground.

** - LED terpolarisasi dan mesti dimasukkan ke arah yang betul. Kaki Cathode LED (negatif) dapat dikenal pasti dengan tepi rata di sisi LED, dan Anode positif dapat dikenali oleh kaki yang lebih panjang. Kutuban dan warna LED dapat dikenal pasti menggunakan bateri butang sederhana, dengan menggeser bateri di antara petunjuk LED, anda akan melihat LED bersinar atau tidak, cuba putar bateri ke arah lain. LED akan menyala apabila hujung bateri + (rata lebar) dihubungkan ke Anode (kaki lebih panjang) dan bateri - (butang lebih kecil) disambungkan ke kaki Cathode Ground. Ambil bateri butang CR2032 3v dan cubalah!

Setelah anda menyelesaikan semuanya pada langkah terakhir, anda boleh kembali dan memotong kaki LED jika dikehendaki.

PEMBERITAHUAN: dalam semua keadaan biasa, perintang akan ditambahkan antara pin output dan LED. Untuk mempermudah pembuatan kit ini, perintang had semasa telah dihilangkan. Kami telah memasukkan perintang untuk setiap LED di dalam kit. Arahan yang diubah termasuk perintang penghad semasa akan diberikan sebagai lampiran.

Langkah 8: Pencetus Jumper 555 ke Ambang

Sambungkan wayar Jumper antara Pin 2 dan Pin 6 dari 555 Timer Row 28 column D ke Row 29 Column G.

Ini melampirkan ambang dan pin pencetus pemasa 555, yang membentuk sambungan input untuk elektrod utama.

Langkah 9: Jumper 555 Tetapkan Semula ke V +

Sambungkan Pin 4 dari 555 Timer ke Positive Bus menggunakan Jumper wire Row 30 Column D ke Positive Bus

Sambungkan Pin 8 dari Pemasa 555 ke Bas Positif menggunakan Jumper wire Row 27 Column I ke Positive Bus

(tambahkan gambar dan langkah untuk 555 VCC ke V +)

Langkah 10: Pelepasan Resistor R1 100K 555 ke Bas Positif

Sambungkan Perintang R1 (100k) antara Pin 7 dari 555 dan Bas Positif. Letakkan satu sisi Resistor di Row 28 Column J dan sisi lain perintang ke Bus Positif.

Langkah 11: Jack Input Probe

Input Probe adalah jack mono 3.5mm, yang menghubungkan ke papan roti melalui dua pin yang disolder. Walaupun tempatnya ketat, pin header yang disolder ke jack akan masuk ke Row 28 dan 29 Column H.

Pin header telah ditambahkan ke jack untuk memudahkan pengguna membuat kit. Harap maklum bahawa tekanan yang berlebihan pada soket atau pin boleh menyebabkan kerosakan pada sambungan pateri. Sekiranya kit anda tidak mempunyai pin header yang disolder ke soket, sila lihat lampiran arahan pematerian untuk jack dan header.

Langkah 12: Pelompat Bas Positif

Sambungkan Bas Positif di kedua-dua sisi papan roti dengan memasukkan wayar Jumper antara titik tertinggi teratas di Bus Kuasa kiri dan kanan (merah).

Langkah 13: Pelompat Bas Tanah

Sambungkan Bas Tanah di kedua-dua sisi papan roti dengan memasukkan wayar Jumper di antara titik tertinggi atas di Bas Tanah kiri dan kanan (biru).

Langkah 14: Menguji Galvanometer

Sekarang kami sudah bersedia untuk menyambungkan beberapa bateri dan menguji Galvanometer yang baru kami bina dari 555 Timer.

Masukkan 3 bateri AA ke dalam kotak Bateri hitam, pastikan suis kuasa pada kotak berada dalam kedudukan 'MATI'. Pasang kotak Bateri wayar merah ke Breadboard Positive (red) Bus, pasangkan wayar Black box Battery ke Breadboard Ground (blue) Bus. Sekarang geser suis kuasa pada kotak bateri ke 'ON'. LED harus menyala, menunjukkan pemasa 555 dihidupkan.

Pasang plumbum elektrod putih (jangan repot-repot menggunakan pad melekit) ke bicu 3.5mm yang menyambung ke Galvanometer. Dengan menyentuh hujung butang logam elektrod dengan jari anda, anda akan dapat melihat lampu kilat LED berdasarkan perubahan kekonduksian. Menyentuh elektrod dengan sangat ringan dapat menunjukkan lampu kilat LED mati dan mati dengan perlahan, dengan menekan elektrod dengan kuat, LED berkelip sangat cepat, kelihatan seperti LED tetap menyala atau sedikit redup.

Langkah 15: Masukkan DIP ATMEGA328 28pin

Kit MIDIsprout anda dilengkapi dengan pengawal mikro ATMEGA328 yang telah diprogramkan, dengan sekering ditetapkan pada 8Mhz pada pengayun dalaman (Sekering: Rendah-E2 Tinggi-D9 Ext-FF), dan dimuatkan dengan firmware MIDIsprout. DIP 28 pin ini mempunyai dua baris selari 14 pin.

Masukkan cip 328p di bahagian atas papan roti, mengenal pasti Pin 1 oleh bulatan kecil pada cip, ke dalam Baris 1 - 14 yang merangkumi DIP merentasi jurang di Lajur E dan F.

** Untuk memprogram dan bereksperimen dengan mudah, adalah mungkin untuk menambahkan pengayun 16Mhz pada pin 9 dan 10 papan roti, dan atur cara menggunakan papan arduino Uno dengan pengubahsuaian kod MIDIsprout. ATMEGA328 juga dapat diprogram ulang melalui ICSP dengan programmer luaran (arduino lain) dan labirin kabel Jumper;)

** Juga sebagai tambahan, Kit MIDIsprout dapat dibina menggunakan langkah-langkah sebelumnya untuk memasang Galvanometer, dengan papan roti terpasang terus ke Arduino Uno! Nantikan…

Sebagai rujukan, kod yang dimuatkan ke dalam versi semasa MIDIsprout:

Kod Arduino:

Langkah 16: Kuasa ATMEGA328

Pasang pin VCC pada 328 ke Bus Positif menggunakan Jumper antara Row 7 Column A dan Positive Bus.

Langkah 17: Arahkan ATMEGA328

Pasang pin Ground pada 328 ke Ground Ground menggunakan Jumper antara Row 8 Column B dan Ground Ground.

Langkah 18: Kuasa ATMEGA328 (analog)

Pasang pin voltan analog pada 328 ke Bus Positif menggunakan Jumper antara Row 9 Column J dan Positive Bus.

Langkah 19: Arahkan ATMEGA328 (analog)

Pasang pin Ground pada 328 ke Ground Ground menggunakan Jumper antara Row 7 Column J dan Ground Ground.

Langkah 20: 555 Output Pemasa ke Input ATMEGA328

Sambungkan pin output dari Pemasa 555 ke Input Pin 4 pada 328 dengan wayar Jumper antara 555 Timer pin 3 Row 29 Column D dan Row 4 Column D.

Di sini output digital 555 mencetuskan pin gangguan pada 328, INT0, yang mengukur dan membandingkan jangka masa nadi.

Langkah 21: Tombol

Tombol yang disertakan harus disiapkan dengan membengkokkan ketiga kakinya dengan lembut (bengkokkan ketiga-tiganya pada masa yang sama) sehingga kenop dapat berdiri tegak. Masukkan Knob ke sebelah kiri papan roti di Lajur A Baris 19, 20, dan 21.

Langkah 22: Knob Wiper ke Input Analog ATMEGA328

Sambungkan pin tengah Knob ke Input Analog (A0) 328 menggunakan wayar Jumper. Pasang pelompat di antara Knob Row 20 Column E dan 328 (A0 pin) Row 6 Column G.

Langkah 23: Jack MIDI

Masukkan Jack MIDI ke papan roti. Sediakan bicu dengan mengenal pasti dua pin pemasangan runcing yang terletak di bahagian depan bicu MIDI dan bengkokkannya ke atas untuk menunjukkan bahagian depan bicu MIDI. Letakkan bicu MIDI di sebelah kanan papan roti, dengan soket menghadap ke sebelah kanan. Masukkan bicu MIDI ke dalam Lajur I dan J, Baris 18, 19, 21, 23, dan 24. Lima pin soket MIDI akan masuk (masuk) ke papan roti, berhati-hatilah untuk tidak menekan terlalu kuat.

Langkah 24: Pin Data MIDI ke ATMEGA328 Tx

Sambungkan pin output MIDI Data ke pin Transmit (Tx) siri ATMEGA328, dengan memasang jumper antara Column F Row 23 (MIDI Data pin 5) dan Column B Row 3 (328 Tx).

Langkah 25: Perintang Daya MIDI ke V +

Sambungkan perintang antara pin kuasa MIDI (4) dan V + menggunakan perintang 220 Ohm yang disambungkan ke Tiang H Row 19 (kuasa MIDI) dan Bus Positif di sebelah kanan papan.

Langkah 26: Pelompat Tanah MIDI

Sambungkan pin MIDI Ground ke bas Ground menggunakan wayar Jumper antara Column F Row 21 (MIDI Ground) dan Ground Ground.

Langkah 27: Voltan Positif Knob

Sambungkan pin voltan positif Knob ke Positive Bus menggunakan jumper antara Column D Row 19 dan Positive Bus.

Langkah 28: Knob Ground

Sambungkan pin Knob Ground ke Ground Ground menggunakan pelompat antara Column D Row 21 dan Ground Ground.

Langkah 29: LED (merah)

Terdapat 5 LED berwarna di MIDIsprout yang memberikan pertunjukan cahaya dan petunjuk keadaan nota MIDI yang dimainkan.

Sambungkan Anode LED (merah) - kaki panjang ke Lajur A Baris 5 dan Kod LED ke Bas Bawah Tanah.

** - Untuk kesederhanaan, kami menghilangkan perintang had semasa dalam binaan ini, sila lihat lampiran langkah-langkah untuk memasukkan perintang dengan LED.

Langkah 30: LED (kuning)

Sambungkan LED (kuning) Anod - kaki panjang ke Tiang Baris 11 Sambungkan LED (merah) Anod - kaki panjang ke Lajur A Baris 5 dan Kod LED ke Bas Bawah. Dan Kod LED ke Bas Tanah.

Langkah 31: LED (hijau)

Sambungkan Anode LED (hijau) - kaki panjang ke Lajur A Baris 12 dan Kod LED ke Bas Bawah Tanah.

Langkah 32: LED (biru)

Sambungkan Anode LED (biru) - kaki panjang ke Lajur J Baris 14 dan Kod LED ke Bas Bawah Tanah.

Langkah 33: LED (putih)

Sambungkan LED (putih) Anode - kaki panjang ke Column J Row 13 dan LED Cathode ke Ground Ground.

Langkah 34: 16MHz Crystal Oscillator PlaceHolder

Pengayun kristal 16MHz harus ditambahkan pada pin 9 dan 10 dari Rangkaian 9 dan 10 ATMEGA328 Ruas C. Bahagiannya tidak terpolarisasi dan kristal boleh dimasukkan ke dalam pin 9 dan 10 dalam kedua-dua arah.

Langkah 35: Pek Bateri

Pasang pek bateri ke papan roti dengan meletakkan pek bateri Kawat merah ke dalam bus Voltage Positive papan roti dan wayar Belakang ke dalam Bas Bawah papan roti. Masukkan 3 bateri AA dan hidupkan kotak bateri. Dengan kuasa pada LED oleh 555 Galvanometer harus menyala.

Sambungkan plumbum elektrod ke soket di bahagian bawah papan roti, dan sentuh dua hujung hujung butang. LED Galvanometer harus berkelip sebagai tindak balas terhadap kekonduksian di jari anda.

Langkah 36: Sonifikasi Biodata

Apabila petunjuk elektrod disentuh atau dilampirkan menggunakan pad gel, program MIDIspout akan mengesan perubahan kecil dalam kekonduksian dan mewakili perubahan ini sebagai nota MIDI dan lampu berwarna-warni!

Menyambungkan kabel MIDI dari bicu MIDI pada papan roti, Kit MIDIsprout boleh dilampirkan ke synthesizer, papan kekunci, penjana bunyi, dan komputer yang menyokong MIDI untuk menghasilkan bunyi sebagai reaksi terhadap nota MIDI.

Dengan memutar tombol, Ambang / Sensitiviti MIDIsprout dapat disesuaikan. Dengan mengurangkan ambang, turun naik yang lebih kecil dalam konduktansi dari galvanometer dapat dikesan; dengan meningkatkan ambang, perubahan yang lebih besar diperlukan untuk menghasilkan nota. Semasa pemasangan jangka panjang, saya menggunakan tetapan ambang rendah yang menghasilkan aliran data MIDI yang menyenangkan. Untuk acara interaktif awam dengan pelbagai tanaman, saya menaikkan ambang kenaikan yang agak tinggi, yang mengakibatkan nota MIDI hanya dihasilkan apabila seseorang berada sangat dekat atau menyentuh tanaman secara fizikal.