Bucky Touch: helendav Dodekaedri instrument: 12 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Autor: JbumsteadJon Bumstead

Teave: valguse, muusika ja elektroonika projektid. Leia need kõik minu saidilt: www.jbumstead.com Veel jbumsteadist »

Umbes kaks aastat tagasi ehitasin suure 120 näoga LED -geodeetilise kupli, mis mängib MIDI -väljundiga muusikat. See oli aga keeruline ehitus ja andurid ei olnud täiesti usaldusväärsed. Otsustasin ehitada Bucky Touchi, oma geodeetilise kupli väiksema versiooni, mida on lihtsam ehitada ja millel on täiendatud mahtuvuslikud puuteandurid. Bucky Touch on loodud nii MIDI kui ka heliväljundiga, nii et saate Bucky Touchi mängimiseks kasutada MIDI -seadet (nt arvutit või MIDI -klaviatuuri) VÕI saate Bucky Touchi otse võimendi ja kõlariga ühendada.

Minu esimene prototüüp selles projektis oli sarnane, kuid sellel pole puutetundlikke nägusid ja see pakub väljalülitusnööpe, mis võimaldavad juurdepääsu digitaalsetele sisend-/väljundpistikutele, TX (edastus), RX (vastuvõtu) ja lähtestamise tihvtidele ja maandustihvt. Seda versiooni nimetasin Bucky Glow'ks. Nööpnõelad võimaldavad teil Bucky Glow ühendada anduritega (nt mahtuvuslik puudutus, infrapuna, ultraheli), mootorid, MIDI -pesad ja muu elektroonika, mis teile pähe tuleb.

See juhis läbib Bucky Touchi kokkupaneku, mis on Bucky Glowga võrreldes pigem muusikariist.

Samm: tarnekiri

Materjalid:

1. Kaks lehte paksusega 16 "x 12" 0,118 tolli MDF -i

2. Üks leht 12 "x 12" 0,118 tolli paksusest poolläbipaistvast valgest pleksiklaasist

3. WS2801 või WS2811 piksliline LED -riba (11 LED -i):

4. Arduino Nano:

5. Prototüüpplaat

6. ITO (indium -tinaoksiid) kaetud PET -plastik - 100 mm x 200 mm

7. 11X 2MOhm takistid

8. 11X 1kOhm takistid

9. 10k takisti heliväljundiks

10. 2X 0,1uF kondensaatorit heliväljundiks

11. MIDI pesa:

12. Lülituslüliti:

13. Vajutage nuppu:

14. Stereo helipistik:

15. Päise tihvtid

16. 2X M3 pähklid

17. 2X M3x12 poldid

18. Traatmähis traat

19. Šotilint

20. Jootma

21. Elektrilint

22. MIDI -USB -kaabel, kui soovite arvutiga MIDI -d mängida

Tööriistad:

1. Laserlõikur

2. 3D printer

3. Traadi lõikurid

4. Jootekolb

5. Käärid

6. Kuuskantvõti

7. Kuum liimipüstol

8. Traatmähise tööriist

2. samm: süsteemi ülevaade

Bucky Touchi keskmes on Arduino Nano. WS2081 adresseeritava LED -riba andmestik ja kellapulk on ühendatud vastavalt tihvtidega A0 ja A1. Dodekaeedri igal küljel on mahtuvuslik puutetundlik andur, mis on ühendatud 2,2 -moomise takisti abil tihvtist A2 saadetavale signaalile. Vastuvõtupoldid on A3, D2-D8 ja D10-D12. Siin on link mahtuvuslikele puutetundlikele anduritele:

Bucky Touchil on nii MIDI väljund kui ka mono helisignaal. Mõlemat signaali käsitletakse 6. etapis. TX -tihvti kasutatakse MIDI jaoks ja PWM -signaali 9. tihvtist kasutatakse heli jaoks. MIDI ja mono väljundi vahel vahetamiseks on pistikuga A3 ühendatud lülituslüliti.

Arduino on programmeeritud lugema kõiki mahtuvuslikke puutetundlikke andureid, et teha kindlaks, millist viisnurgaklahvi kasutaja vajutab. Seejärel väljastab see signaale LED -ide värskendamiseks ja heli tekitamiseks, kas MIDI- või monoheli, olenevalt lülituslüliti pööramise suunast.

3. samm: šassii projekteerimine ja lõikamine

"laadimine =" laisk"

Bucky Glow'l on nii MIDI kui ka mono heliväljund. MIDI ja Arduino ülevaate saamiseks vaadake seda linki. Mulle meeldib MIDI, kuna seda on lihtne seadistada Arduinoga ja see annab ühe nupuvajutusega heli lugematutelt kõlavate instrumentidelt. Negatiivne külg on see, et signaalide dekodeerimiseks ja helisignaaliks teisendamiseks on vaja MIDI -mängijat. Lisaks saate oma analoogsignaalide väljatöötamise kaudu paremini kontrollida ja paremini mõista signaali, mis tegelikult toodetakse ja kõlaritesse esitatakse.

Analoogsignaalide loomine on keeruline töö, mis nõuab teadmisi võnkeskeemidest ja keerukamast vooluahela kujundusest. Alustasin selle projekti jaoks ostsillaatorite projekteerimist ja tegin mõningaid edusamme, kui leidsin Jon Thompsoni suurepärase artikli keerukate helisignaalide loomise kohta, kasutades Arduino ühe PWM -nööpi. Ma arvan, et see oli ideaalne kesktee MIDI -signaalide ja keerukama analoogskeemi disaini vahel. Signaale toodetakse endiselt digitaalselt, kuid ma säästsin palju aega võrreldes oma võnkeskeemide ehitamisega. Ma tahan seda veel mõnda aega proovida, nii et kõik soovitused heade ressursside kohta oleksid väga teretulnud.

Jon selgitab, kuidas saate ühe tihvtiga genereerida 2MHz 8-bitise digitaalse väljundi, mille saab pärast madalpääsfiltri silumist teisendada analooghelisignaaliks. Tema artikkel selgitab ka mõningaid Fourieri analüüsi põhitõdesid, mis on vajalikud keerukamate lainekujude mõistmiseks. Puhta tooni asemel saate seda lähenemisviisi kasutada huvitavamate helisignaalide genereerimiseks. See töötab minu jaoks siiani piisavalt hästi, kuid ma arvan, et selle tehnikaga on veel rohkem potentsiaali! Vaadake ülaltoodud videost heli ja MIDI väljundi vahel vahetamise esialgset katset.

Testige MIDI -d ja heliväljundit leivaplaadil, enne kui lähete edasi prototüüpplaadi jootekomponentide juurde.

Samm: plaadi jootmine ja Arduino paigaldamine

Koguge takistid, kondensaatorid, päisepoldid ja prototüüpplaat. Jagage prototüübi plaat mõõtmetega 50 mm x 34 mm. Lisage vasakpoolsesse ülemisse kaanesse 10MOhm takistid ja seejärel päise tihvtid. Need päise tihvtid ühendatakse mahtuvuslike puuteanduritega. Jätkake komponentide lisamist, järgides Bucky Touchi skeemi. Teil peaks olema tihvtid mahtuvusliku puute saatmissignaali, üheteistkümne mahtuvusliku puudutussignaali, MIDI -signaali, helisignaali (arduino -väljundist ja mono -stereopistikupesasse), 5 V ja GND jaoks.

Kavandasin kohandatud kinnituse Arduino ja prototüüpplaadi hoidmiseks Bucky Touchi alumises aluses. 3D -printige see osa, kasutades kaasasolevat STL -faili. Nüüd libistage Arduino Nano ja prototüüpplaat kinnitusse. Pange tähele, et Arduino Nano nööpnõelad peavad olema suunatud ülespoole. Lükake kaks M3 mutrit kinnitusse. Neid kasutatakse kinnituse ühendamiseks Bucky Touchi alusega.

Kasutage traatpakenditraati ühenduste loomiseks Arduino ja prototüüpplaadi vahel, nagu on näidatud skemaatiliselt. Ühendage ka mahtuvuslikud puutejuhtmed prototüüpplaadi päisepistikutega.

8. samm: aluse kokkupanek

Lükake Midi -pistik, helipistik ja lülituslüliti sobivate aukudega läbi aluspinna. Võite tungrauad sisse keerata või tagaküljele liimida. Lähtestuslüliti jaoks peate välja lõikama väikese ruudu, nii et see jääks näo esiküljega ühtlaseks. Jootke traatpakenditraat lülititele, et neid saaks ühendada prototüüpplaadi ja Arduinoga.

Nüüd on aeg ühendada alusseinad aluse põhjaga. Libistage üks sein korraga aluse põhja ja aluspistiku ühenduskohtadesse (osa G). Peate lükkama seina suuremate sälkudega küljele ja seejärel suruma seina alla. Sein peaks oma kohale fikseeruma. Pärast seinte ühendamist Arduino aukudega libistage Arduino/prototüüpplaadi komplekt oma kohale ja ühendage see poltidega M3x12. Võimalik, et peate M3 mutreid liigutama, kuni need on õiges asendis.

Pärast kõigi aluse külgede ühendamist jootke tungraua juhtmed vastavate tihvtidega. Siinkohal on hea testida heli- ja MIDI -signaale, kasutades siin esitatud koodi. Kui see ei tööta, kontrollige oma ühendusi enne järgmise sammu juurde liikumist.

Samm: tehke pleksiklaas juhtivaks

Proovisin mitmel viisil pleksiklaasi instrumendi võtmeks muuta. Oma geodeetilise kupli projektis kasutasin IR -andureid, et tuvastada, kui kasutaja käsi on pinna lähedal. Kuid need ei olnud usaldusväärsed keskkonna IR -kiirguse, IR -andurite vahelise läbikäimise ja ebatäpsete mõõtmiste tõttu. Bucky Touchi puhul mõtlesin kolmele võimalikule lahendusele: sagedusega kodeeritud IR -andurid, nupud ja mahtuvuslik puudutus. Nupud ja sagedusega kodeeritud IR -andurid ei töötanud probleemide tõttu, millest ma oma Hackaday lehel räägin.

Mahtuvusliku puuteanduri väljakutseks on see, et enamik juhtivatest materjalidest on läbipaistmatud, mis Bucky Touchi puhul ei töötaks, sest valgus peab selle läbi pleksiklaasi läbima. Siis avastasin lahenduse: ITO -ga kaetud plastik! Adafruitist saate osta 200 x 100 mm lehe 10 euro eest.

Kõigepealt lõikasin ITO -ga kaetud plastiku ribadeks ja teipisin need pleksiklaasile tähega “X”. Veenduge, et plasti juhtivad küljed on üksteise poole. Kontrollige, mõõtes takistust multimeetri abil. Algselt painutasin ma plastikut ja ühendasin vask mahtuvuslikuks puudutamiseks jootetraatidega. SUUR VIGA: ärge painutage ITO -ga kaetud plastikut! Plastiku painutamine katkestab ühenduse. Selle asemel teipisin plastikule umbes tolli traatmähisega traati ja see töötas suurepäraselt. Kas mäletate seda 4. etapi traatpakenditraati, mis juhiti läbi viisnurkse LED-näo? Nüüd on aeg neid kasutada mahtuvuslike puuteandurite jaoks. Paljastage traat ja kleepige see pleksiklaasile kleebitud juhtiva plastikuga. Korrake seda kõigi 11 pleksiklaasist näo puhul.

Praegu on hea aeg teha mõned testid, et veenduda, et pleksiklaasist näod toimivad mahtuvuslike puuteanduritena.

Samm: pleksiklaasi paigaldamine

Lisage Bucky Touchi põhja ühendused (E ja F osa), mis ühendavad põhja kogu elektroonikaga LED -ide abil ülaosaga. Seejärel lükake osakesed (osa H) Bucky Touchi seintesse, nii et pleksiklaasis oleks piisavalt ruumi. Pleksiklaas sobib ainult siis, kui te ei suru poegade liigeseid lõpuni, seega olge ettevaatlik. Kui olete paigutanud kõik 11 pleksiklaasist nägu, lükake poegade liigesed täielikult sisse, et need pleksiklaasist küljed lukustada. See peaks olema tihedalt istuv.

Mähi ja jootke mahtuvuslike puutejuhtmete teine ots prototüüpplaadi vastavate tihvtide külge ja katsetage oma mahtuvuslikke puutetundlikke andureid uuesti. Lõpuks ühendage ülemine ja alumine osa ühenduste abil (E ja F osa). Ärge tõmmake juhtmeid. Palju õnne, Bucky Touch on täielikult kokku pandud!

11. samm: vanemad prototüübid

Audiovõistluse 2018 teine auhind