Bucky Touch: Instrumen Dodecahedron Cahaya: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Oleh jbumsteadJon BumsteadMengikuti Lagi oleh pengarang:

Tentang: Projek dalam cahaya, muzik, dan elektronik. Cari semuanya di laman web saya: www.jbumstead.com Lebih Lanjut Mengenai jbumstead »

Kira-kira dua tahun yang lalu, saya membina kubah geodesik LED 120 muka besar yang memainkan muzik dengan output MIDI. Walau bagaimanapun, ia sukar dibina dan sensornya tidak boleh dipercayai sepenuhnya. Saya memutuskan untuk membina Bucky Touch, versi kubah geodesik saya yang lebih kecil yang lebih senang dibina dan telah meningkatkan sensor sentuh kapasitif. Bucky Touch direka dengan output MIDI dan audio, jadi anda boleh menggunakan peranti MIDI (mis. Komputer atau papan kekunci MIDI) untuk memainkan Bucky Touch ATAU anda boleh menghubungkan Bucky Touch secara langsung ke penguat dan pembesar suara.

Prototaip pertama saya dalam projek ini serupa, tetapi tidak mempunyai wajah sensitif sentuhan dan sebaliknya memberikan pin pemecah yang menyediakan akses ke pin I / O digitial, pin TX (transmit), pin RX (terima), pin reset, dan pin tanah. Versi ini saya namakan Bucky Glow. Pin membolehkan anda menyambungkan Bucky Glow ke sensor (mis. Sentuhan kapasitif, inframerah, ultrasonik), motor, bicu MIDI, dan elektronik lain yang anda fikirkan.

Instruksinya ini melalui pemasangan Bucky Touch, yang lebih mirip alat muzik berbanding dengan Bucky Glow.

Langkah 1: Senarai Bekalan

Bahan:

1. Dua kepingan MDF tebal 16 "x 12" 0.118"

2. Satu helai plexiglass putih tembus 12 "x 12" 0.118 "tebal

3. Jalur LED piksel WS2801 atau WS2811 (11 LED):

4. Arduino Nano:

5. Papan prototaip

6. ITO (Indium Tin Oxide) Plastik PET Bersalut - 100mm x 200mm

7. Perintang 11X 2MOhm

8. Perintang 11X 1kOhm

9. Perintang 10k untuk output audio

10. Kapasitor 2X 0.1uF untuk output audio

11. Jack MIDI:

12. Tukar suis:

13. Tekan butang:

14. Soket audio stereo:

15. Pin pengepala

16. kacang 2X M3

17. Selak 2X M3x12

18. Kawat bungkus wayar

19. Pita Scotch

20. Pateri

21. Pita elektrik

22. Kabel MIDI ke USB jika anda mahu memainkan MIDI dengan komputer

Alat:

1. Pemotong laser

2. Pencetak 3D

3. Pemotong wayar

4. Pateri pematerian

5. Gunting

6. Perengkuh Allen

7. Pistol gam panas

8. Alat pembalut wayar

Langkah 2: Gambaran Keseluruhan Sistem

Di tengah-tengah Bucky Touch adalah Arduino Nano. Pin data dan pin jam jalur LED yang dapat dialamatkan WS2081 disambungkan ke pin A0 dan A1, masing-masing. Setiap muka dodecahedron mempunyai sensor sentuh kapasitif yang disambungkan dengan perintang 2.2Mohm ke isyarat hantaran yang berasal dari pin A2. Pin penerimaan adalah A3, D2-D8, dan D10-D12. Berikut adalah pautan ke sensor sentuh kapasitif:

Bucky Touch mempunyai output MIDI dan isyarat audio mono. Kedua-dua isyarat ini dibincangkan dalam Langkah 6. Pin TX digunakan untuk MIDI dan isyarat PWM dari pin 9 digunakan untuk audio. Untuk beralih antara output MIDI dan mono, terdapat suis togol yang disambungkan ke pin A3.

Arduino diprogram untuk membaca semua sensor sentuh kapasitif untuk menentukan kunci pentagon mana yang ditekan oleh pengguna. Ia kemudian mengeluarkan isyarat untuk mengemas kini LED dan menghasilkan suara, baik MIDI atau mono audio bergantung pada arah suis togol dibalik.

Langkah 3: Merancang dan Memotong Casis

"memuat =" malas"

Bucky Glow mempunyai output audio MIDI dan mono. Untuk tinjauan MIDI dan Arduino, lihat pautan ini. Saya suka MIDI kerana senang disiapkan dengan Arduino dan menyediakan audio dari instrumen yang terdengar bersih dengan satu klik butang. Kelemahannya ialah ia memerlukan peranti bermain MIDI untuk menyahkod isyarat dan menukarnya menjadi isyarat audio. Juga, mengembangkan isyarat analog anda sendiri memberi anda lebih banyak kawalan dan pemahaman yang lebih baik mengenai isyarat yang sebenarnya dihasilkan dan dimainkan menjadi pembesar suara.

Membuat isyarat audio analog adalah kerja yang mencabar yang memerlukan pengetahuan mengenai litar berayun dan reka bentuk litar yang lebih kompleks. Saya mula merancang pengayun untuk projek ini dan membuat sedikit kemajuan, ketika saya menemui artikel hebat dari Jon Thompson mengenai membuat isyarat audio yang kompleks menggunakan pin PWM tunggal di Arduino. Saya rasa ini adalah jalan tengah yang sempurna antara isyarat MIDI dan reka bentuk litar analog yang lebih rumit. Isyarat masih dihasilkan secara digital, tetapi saya menjimatkan banyak masa berbanding dengan membina litar berayun saya sendiri. Saya masih mahu mencuba ini, jadi cadangan untuk sumber yang baik akan sangat dihargai.

Jon menerangkan bagaimana anda boleh menghasilkan output digital 8-bit 2MHz dengan satu pin, yang dapat ditukar menjadi isyarat audio analog setelah melancarkan penapis lulus rendah. Artikelnya juga menjelaskan beberapa asas analisis Fourier, yang diperlukan untuk memahami bentuk gelombang yang lebih kompleks. Daripada nada suci, anda boleh menggunakan pendekatan ini untuk menghasilkan isyarat audio yang lebih menarik. Ini berfungsi dengan cukup baik untuk saya setakat ini, tetapi saya rasa ada lebih banyak potensi dengan teknik ini! Lihat video di atas untuk ujian awal menukar antara output audio dan MIDI.

Uji output MIDI dan audio pada papan roti sebelum beralih ke komponen pematerian pada papan prototaip.

Langkah 7: Memateri Papan dan Memasang Arduino

Kumpulkan perintang, kapasitor, pin header, dan papan prototaip. Pecahkan papan prototaip kepada 50mm x 34mm. Tambahkan perintang 10MOhm di penutup kiri atas, diikuti dengan pin pengepala. Pin header ini akan disambungkan ke sensor sentuh kapasitif. Terus menambahkan komponen dengan mengikuti skema Bucky Touch. Anda semestinya mempunyai pin untuk isyarat sentuhan kapasitif, sebelas isyarat penerimaan sentuhan kapasitif, isyarat MIDI, isyarat audio (keluar dari arduino dan ke soket stereo mono), 5V, dan GND.

Saya merancang pemasangan khusus untuk memegang papan Arduino dan prototaip di dasar bawah Bucky Touch. Cetak 3D bahagian ini menggunakan fail STL yang disediakan. Sekarang luncurkan Arduino Nano dan papan prototaip ke dalam pelekap. Perhatikan bahawa Arduino Nano perlu mempunyai pinnya menghadap ke atas. Luncurkan dua kacang M3 ke dalam pelekap. Ini akan digunakan untuk menghubungkan pelekap ke dasar Bucky Touch.

Gunakan wayar-wrap wire untuk membuat sambungan antara Arduino dan prototaip seperti yang ditunjukkan dalam skema. Sambungkan juga wayar sentuh kapasitif ke pin header pada papan prototaip.

Langkah 8: Memasang Pangkalan

Tekan soket Midi, bicu audio, dan suis togol melalui muka dasar dengan lubang yang sesuai. Anda boleh memasukkan soket atau melekatkannya di bahagian belakang. Untuk suis tetapan semula, anda perlu mengukir kotak kecil sehingga rata dengan bahagian depan muka. Solder wire-wrap wire ke suis sehingga mereka dapat disambungkan ke papan prototaip dan Arduino.

Kini tiba masanya untuk menyambungkan dinding asas ke dasar bawah. Geser satu dinding sekali gus ke bahagian bawah penyambung dasar dan sambungan penyambung (Bahagian G). Anda harus menggeser dinding ke sisi dengan lekukan yang lebih besar, dan kemudian tekan dinding ke bawah. Dinding harus terpasang di tempatnya. Setelah menyambungkan dinding dengan lubang untuk Arduino, luncurkan unit papan Arduino / prototaip ke tempatnya dan sambungkan menggunakan bolt M3x12. Anda mungkin perlu menggoyangkan kacang M3 sehingga berada di kedudukan yang betul.

Setelah menyambungkan semua sisi asas, pasangkan wayar bicu ke pin yang sesuai. Pada ketika ini, adalah idea yang baik untuk menguji isyarat audio dan MIDI menggunakan kod yang telah saya berikan di sini. Sekiranya tidak berfungsi, periksa sambungan anda sebelum beralih ke langkah seterusnya.

Langkah 9: Menjadikan Plexiglass Konduktif

Saya mencuba beberapa cara untuk menjadikan plexiglass sebagai kunci instrumen. Dalam projek kubah geodesi, saya menggunakan sensor IR untuk mengesan kapan tangan pengguna berada dekat dengan permukaan. Namun, mereka tidak dapat dipercayai kerana sinaran IR dari persekitaran, penghancuran antara sensor IR, dan pengukuran yang tidak tepat. Untuk Bucky Touch, saya memikirkan tiga penyelesaian berpotensi: sensor IR yang dikodkan frekuensi, butang tekan, dan sentuhan kapasitif. Tombol tekan dan sensor IR yang dikodkan frekuensi tidak berfungsi kerana masalah yang saya bicarakan di halaman Hackaday saya.

Cabaran untuk sensor sentuh kapasitif adalah bahawa kebanyakan bahan konduktif adalah legap, yang tidak akan berfungsi untuk Bucky Touch kerana cahaya harus membuatnya melalui plexiglass. Kemudian saya menemui penyelesaiannya: plastik bersalut ITO! Anda boleh membeli helaian 200mm x 100mm dari Adafruit dengan harga 10bucks.

Mula-mula saya memotong plastik yang dilapisi ITO ke dalam jalur dan memasukkannya ke plexiglass dengan huruf "X." Pastikan sisi konduktif plastik saling berhadapan. Periksa dengan mengukur rintangan menggunakan multimeter. Pada mulanya saya membengkokkan plastik dan menyambungkan tembaga ke wayar solder untuk sentuhan kapasitif. KESALAHAN BESAR: jangan bengkok plastik bersalut ITO! Membongkok plastik memutuskan sambungan. Sebagai gantinya saya menempelkan kira-kira satu inci wayar-bungkus wayar ke plastik dan itu berfungsi dengan baik. Ingat bahawa wayar-bungkus wayar dari Langkah 4 yang dimasukkan melalui muka LED pentagonal? Sekarang masanya untuk menggunakannya untuk sensor sentuh kapasitif. Keluarkan wayar dan pita pada plastik konduktif yang dilekatkan pada plexiglass. Ulangi ini untuk semua 11 wajah plexiglass.

Sekarang adalah masa yang tepat untuk menjalankan beberapa ujian untuk memastikan wajah plexiglass anda berfungsi sebagai sensor sentuh kapasitif.

Langkah 10: Memasang Plexiglass

Tambahkan sendi (Bahagian E dan F) ke bahagian bawah Bucky Touch yang menghubungkan bahagian bawah dengan semua elektronik ke bahagian atas dengan LED. Kemudian tekan sebahagian sendi pup (Part H) ke dinding Bucky Touch sehingga terdapat ruang yang cukup untuk meluncur di plexiglass. Plexiglass hanya boleh muat jika anda tidak menekan sendi anak anjing, jadi berhati-hatilah. Sebaik sahaja anda meletakkan semua 11 muka plexiglass, tekan sendi anak anjing sepenuhnya untuk mengunci muka plexiglass. Ia semestinya sesuai.

Balut dan pateri hujung wayar sentuh kapasitif yang lain ke pin yang sesuai pada papan prototaip, dan uji semula sensor sentuh kapasitif anda. Akhirnya, sambungkan bahagian atas dan bawah bersama-sama menggunakan sendi (Bahagian E dan F). Pastikan tidak menarik wayar. Tahniah, Bucky Touch dipasang sepenuhnya!

Langkah 11: Prototaip Lebih Lama

Hadiah Kedua dalam Peraduan Audio 2018