Bucky Touch: Instrument ndriçues Dodecahedron: 12 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

Nga jbumsteadJon Bumstead Ndiqni më shumë nga autori:

Rreth: Projekte në dritë, muzikë dhe elektronikë. Gjeni të gjitha në faqen time: www.jbumstead.com Më shumë Rreth jbumstead »

Rreth dy vjet më parë, unë ndërtova një kupolë të madhe gjeodezike LED me 120 faqe që luan muzikë me një dalje MIDI. Sidoqoftë, ishte një ndërtim i vështirë dhe sensorët nuk ishin plotësisht të besueshëm. Vendosa të ndërtoj Bucky Touch, një version më i vogël i kupolës sime gjeodezike që është më i lehtë për t'u ndërtuar dhe ka përmirësuar sensorët prekës kapacitivë. Bucky Touch është projektuar si me dalje MIDI ashtu edhe me audio, kështu që ju ose mund të përdorni një pajisje MIDI (p.sh. një kompjuter ose tastierë MIDI) për të luajtur Bucky Touch OSE mund ta lidhni drejtpërdrejt Bucky Touch me një përforcues dhe altoparlant.

Prototipi im i parë në këtë projekt ishte i ngjashëm, por nuk ka fytyra të ndjeshme në prekje dhe në vend të kësaj siguron kunja shpërthyese që sigurojnë qasje në kunjat digjitale të hyrjes/daljes, një kunj TX (transmetues), një kunj RX (marr), kunj rivendosjeje, dhe kunja e terrenit. Këtë version e quajta Bucky Glow. Kunjat ju mundësojnë të lidhni Bucky Glow me sensorë (p.sh. prekje kondensuese, infra të kuqe, tejzanor), motorë, priza MIDI dhe çdo pajisje tjetër elektronike që mund të mendoni.

Ky udhëzues kalon përmes montimit të Bucky Touch, i cili është më shumë si një instrument muzikor në krahasim me Bucky Glow.

Hapi 1: Lista e Furnizimit

Materiale:

1. Dy fletë prej MDF 16 "x 12" 0.118 "të trasha

2. Një fletë prej pleksiglasi të bardhë të tejdukshëm me trashësi 12 "x 12" 0.118"

3. Rrip LED WS2801 ose WS2811 pixel (11 LED):

4. Arduino Nano:

5. Bordi prototip

6. ITO (Indium Tin Oxide) e veshur me PET Plastike - 100mm x 200mm

7. Rezistenca 11X 2MOhm

8. Rezistenca 11X 1kOhm

9. Rezistencë 10k për dalje audio

10. Kondensatorë 2X 0.1uF për dalje audio

11. Fole MIDI:

12. Ndërro çelësin:

13. Shtyp butonin:

14. Fole audio stereo:

15. Kunjat e kokës

16. arra 2X M3

17. Bulona 2X M3x12

18. Teli i mbështjelljes së telit

19. Kasetë skoceze

20. Saldator

21. Shirit elektrik

22. Kabllo MIDI në USB nëse doni të luani MIDI me kompjuter

Mjetet:

1. Prerës me lazer

2. Printer 3D

3. Prerës telash

4. Hekur bashkues

5. gërshërë

6. Çelësi Allen

7. Armë me zam të nxehtë

8. Mjet për mbështjelljen e telit

Hapi 2: Vështrim i përgjithshëm i sistemit

Në zemër të Bucky Touch është një Arduino Nano. Pina e të dhënave dhe kunja e orës e një shiriti LED të adresueshëm WS2081 është e lidhur me pin A0 dhe A1, respektivisht. Çdo faqe e dodecahedron ka një sensor prekës të lidhur me një rezistencë 2.2Mohm në sinjalin e dërgimit që vjen nga kunja A2. Kunjat e marrjes janë A3, D2-D8 dhe D10-D12. Këtu keni një lidhje me sensorët prekës të prekjes:

Bucky Touch ka dalje MIDI dhe sinjal audio mono. Të dyja këto sinjale janë diskutuar në Hapin 6. PIN -i TX përdoret për MIDI dhe një sinjal PWM nga kunja 9 përdoret për zërin. Për të kaluar midis daljes MIDI dhe mono, ekziston një ndërprerës i ndërrimit i lidhur me pin A3.

Arduino është programuar të lexojë të gjithë sensorët prekës të prekjes për të përcaktuar se cili çelës pesëkëndësh është duke u shtypur nga përdoruesi. Pastaj nxjerr sinjale për të azhurnuar LED -të dhe për të prodhuar një tingull, MIDI ose audio mono në varësi të drejtimit të ndërrimit të ndërprerësit.

Hapi 3: Projektimi dhe Prerja e Shasisë

"ngarkimi =" dembel"

Bucky Glow ka dalje audio MIDI dhe mono. Për një përmbledhje të MIDI dhe Arduino, shikoni këtë lidhje. Më pëlqen MIDI sepse është e lehtë për tu konfiguruar me Arduino dhe siguron audio nga instrumente të panumërta që tingëllojnë të pastra me një klikim të një butoni. Ana negative është se kërkon një pajisje luajtëse MIDI për të deshifruar sinjalet dhe për t'i kthyer ato në një sinjal audio. Gjithashtu, zhvillimi i sinjaleve tuaja analoge ju jep më shumë kontroll dhe një kuptim më të mirë të sinjalit që në fakt prodhohet dhe luhet në altoparlantë.

Krijimi i sinjaleve audio analoge është punë sfiduese që kërkon njohuri për qarqet lëkundëse dhe dizajnin më kompleks të qarkut. Fillova të krijoj oshilatorë për këtë projekt dhe bëra ca përparim, kur gjeta një artikull të mrekullueshëm nga Jon Thompson për krijimin e sinjaleve audio komplekse duke përdorur një kunj të vetëm PWM në Arduino. Unë mendoj se kjo ishte një bazë e përsosur e mesme midis sinjaleve MIDI dhe modelit më të komplikuar të qarkut analog. Sinjalet ende prodhohen në mënyrë dixhitale, por unë kurseva shumë kohë në krahasim me ndërtimin e qarqeve të mia të lëkundshme. Unë ende dua ta provoj këtë për ca kohë, kështu që çdo sugjerim për burime të mira do të vlerësohej shumë.

Jon shpjegon se si mund të gjeneroni një dalje dixhitale 8-bit 2MHz me një kunj të vetëm, i cili mund të shndërrohet në një sinjal audio analog pasi të zbutet përmes një filtri me kalim të ulët. Artikulli i tij shpjegon gjithashtu disa baza të analizës së Furierit, e cila kërkohet për të kuptuar format më komplekse të valëve. Në vend të një toni të pastër, mund ta përdorni këtë qasje për të gjeneruar sinjale audio më interesante. Ajo po funksionon mjaft mirë për mua deri më tani, por mendoj se ka edhe më shumë potencial me këtë teknikë! Shikoni videon e mësipërme për një test paraprak të kalimit midis daljes audio dhe MIDI.

Provoni daljen MIDI dhe audio në një tabelë para se të kaloni në përbërësit e saldimit në bordin prototip.

Hapi 7: Saldimi i bordit dhe montimi i Arduino

Mblidhni rezistorët, kondensatorët, kunjat e kokës dhe bordin prototip. Thyejeni bordin prototip në 50mm x 34mm. Shtoni rezistencat 10MOhm në kapakun e sipërm të majtë, të ndjekur nga kunjat e kokës. Këto kunja të kokës do të lidhen me sensorët prekës kapacitivë. Vazhdoni të shtoni përbërësit duke ndjekur skemën e Bucky Touch. Duhet të keni kunja për sinjalin kapacitiv të dërgimit të prekjes, njëmbëdhjetë sinjale kapëse me kapacitet, sinjalin MIDI, sinjalin audio (jashtë arduino dhe në folenë mono stereo), 5V dhe GND.

Kam hartuar një montim me porosi për mbajtjen e Arduino dhe bordit prototip në bazën e poshtme të Bucky Touch. Shtypni 3D këtë pjesë duke përdorur skedarin STL të dhënë. Tani rrëshqiteni bordin Arduino Nano dhe prototipin në mal. Vini re se Arduino Nano do të duhet të ketë kunjat e tij të drejtuara lart. Rrëshqitni dy arra M3 në mal. Këto do të përdoren për të lidhur malin me bazën e Bucky Touch.

Përdorni tela të mbështjellë me tela për të bërë lidhje midis Arduino dhe bordit prototip siç tregohet në skemë. Gjithashtu lidhni telat prekës kapës me kunjat e kokës në tabelën prototip.

Hapi 8: Montimi i Bazës

Shtyjeni folenë Midi, folenë audio dhe ndërroni çelësin përmes faqes bazë me vrimat e duhura. Ju ose mund t'i vidhosni prizat ose t'i ngjisni ato në anën e pasme. Për çelësin e rivendosjes, do t'ju duhet të gdhendni një shesh të vogël në mënyrë që të qëndrojë i barabartë me pjesën e përparme të fytyrës. Mbërtheni tela të mbështjellë me tela mbi çelsin, në mënyrë që të lidhen me bordin prototip dhe Arduino.

Tani është koha për të lidhur muret bazë me fundin bazë. Rrëshqitni një mur një nga një në nyjet e bazës së poshtme dhe lidhësit bazë (Pjesa G). Ju duhet ta rrëshqisni murin në anën me vrima më të mëdha, dhe pastaj shtypni murin poshtë. Muri duhet të kapet në vend. Pasi të lidhni muret me vrimat për Arduino, rrëshqiteni montimin e bordit Arduino/prototip në vend dhe lidheni atë duke përdorur bulonat M3x12. Ju mund të keni nevojë të tundni arrat M3 derisa të jenë në pozicionin e duhur.

Pasi të keni lidhur të gjitha anët bazë, lidhni telat e prizës në kunjat e duhura. Në këtë pikë, është një ide e mirë të testoni sinjalet audio dhe MIDI duke përdorur kodin që kam dhënë këtu. Nëse nuk funksionon, kontrolloni lidhjet tuaja para se të kaloni në hapin tjetër.

Hapi 9: Bërja e pleksiglasit përçues

Unë provova disa mënyra për ta bërë pleksiglasin një çelës për instrumentin. Në projektin tim të kupolës gjeodezike, kam përdorur sensorë IR për të zbuluar kur dora e përdoruesit ishte afër sipërfaqes. Sidoqoftë, ato nuk ishin të besueshme për shkak të rrezatimit IR të mjedisit, kryqëzimit midis sensorëve IR dhe matjeve të pasakta. Për Prekjen Bucky kam menduar për tre zgjidhje të mundshme: sensorë IR të koduar me frekuencë, butona me prekje dhe prekje kapacitore. Butonat dhe sensorët IR të koduar me frekuencë nuk funksionuan për shkak të problemeve për të cilat flas në faqen time Hackaday.

Sfida për sensorin prekës të prekjes është se shumica e materialit përcjellës është i errët, i cili nuk do të funksiononte për Bucky Touch sepse drita duhet ta kalojë përmes pleksiglasit. Pastaj zbulova zgjidhjen: plastike e veshur me ITO! Mund të blini një fletë 200mm x 100mm nga Adafruit për 10 dollarë.

Së pari e preva plastikën e veshur me ITO në shirita dhe i ngjita në pleksiglas në një "X". Sigurohuni që anët përçuese të plastikës të jenë përballë njëra -tjetrës. Kontrolloni duke matur rezistencën duke përdorur një multimetër. Fillimisht e lakova plastikën dhe e lidhja bakrin me telat e saldimit për prekjen kondensuese. GABIM I MADH: mos e përkulni plastikën e veshur me ITO! Përkulja e plastikës prish lidhjen. Në vend të kësaj unë ngjita një centimetër tela të mbështjellë me tela në plastikë dhe kjo funksionoi shkëlqyeshëm. Mos harroni atë tela të mbështjellë me tela nga Hapi 4 që ishte ushqyer përmes fytyrës LED pesëkëndore? Tani është koha për t'i përdorur ato për sensorët prekës të prekjes. Ekspozoni tela dhe ngjiteni atë në plastikën përçuese të ngjitur në pleksiglas. Përsëriteni këtë për të 11 faqet e pleksiglasit.

Tani është një kohë e mirë për të kryer disa teste për t'u siguruar që fytyrat tuaja të pleksiglasit po funksionojnë si sensorë prekës me prekje.

Hapi 10: Montimi i pleksiglasit

Shtoni nyjet (Pjesa E dhe F) në pjesën e poshtme të Bucky Touch që lidhin pjesën e poshtme me të gjitha pajisjet elektronike në krye me LED. Pastaj shtyjeni pjesërisht nyjet e qenve (Pjesa H) në muret e Bucky Touch kështu që ka hapësirë të mjaftueshme për të rrëshqitur në pleksiglas. Pleksiglasi mund të përshtatet vetëm nëse nuk i shtyni nyjet e qenve deri në fund, prandaj kini kujdes. Pasi të keni vendosur të 11 faqet e pleksiglasit, shtyni nyjet e këlyshëve plotësisht për t'u mbyllur në faqet e pleksiglasit. Duhet të jetë i përshtatshëm.

Mbështilleni dhe lidhni skajin tjetër të telave prekës kapacitiv në kunjat e duhura në tabelën prototip dhe provoni përsëri sensorët tuaj prekës të prekjes. Së fundi, lidhni pjesët e sipërme dhe të poshtme së bashku duke përdorur nyjet (Pjesa E dhe F). Sigurohuni që të mos tërheqni tela. Urime, Touch Bucky është mbledhur plotësisht!

Hapi 11: Prototipet më të vjetër

Çmimi i dytë në Konkursin Audio 2018