Bucky Touch: Light-up Dodecahedron ინსტრუმენტი: 12 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ავტორი: jbumstead ჯონ ბუმსტედი

შესახებ: პროექტები სინათლის, მუსიკისა და ელექტრონიკის სფეროში. იპოვეთ ყველა ჩემს საიტზე: www.jbumstead.com მეტი jbumstead- ის შესახებ »

დაახლოებით ორი წლის წინ, მე ავაშენე დიდი 120 სახე გეოდეზიური გუმბათი, რომელიც უკრავს მუსიკას MIDI გამომავალით. თუმცა, ეს იყო რთული მშენებლობა და სენსორები არ იყო მთლიანად საიმედო. მე გადავწყვიტე ავაშენო Bucky Touch, ჩემი გეოდეზიური გუმბათის უფრო პატარა ვერსია, რომლის კონსტრუქცია უფრო ადვილია და აქვს განახლებული capacitive touch სენსორები. Bucky Touch შექმნილია როგორც MIDI, ასევე აუდიო გამომავალით, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ MIDI მოწყობილობა (მაგ. კომპიუტერი ან MIDI კლავიატურა) Bucky Touch– ის დასაკრავად, ან შეგიძლიათ პირდაპირ Bucky Touch– ის დაკავშირება გამაძლიერებელთან და დინამიკთან.

ჩემი პირველი პროტოტიპი ამ პროექტში მსგავსი იყო, მაგრამ მას არ აქვს შეხების მგრძნობიარე სახეები და სამაგიეროდ იძლევა გარჩევად ქინძისთავებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ წვდომას ციფრულ I/O ქინძისთავებზე, TX (გადამცემი) პინზე, RX (მიღებაზე) პინზე, გადატვირთვის პინზე და დაფქვილი ქინძისთავი. ამ ვერსიას მე Bucky Glow დავარქვი. ქინძისთავები საშუალებას გაძლევთ დაუკავშიროთ Bucky Glow სენსორებს (მაგ. Capacitive touch, ინფრაწითელი, ულტრაბგერითი), ძრავებს, MIDI ჯეკებს და ნებისმიერ სხვა ელექტრონიკას, რომლის მოფიქრებაც შეგიძლიათ.

ეს ინსტრუქცია გადის Bucky Touch– ის შეკრებაზე, რომელიც უფრო ჰგავს მუსიკალურ ინსტრუმენტს Bucky Glow– სთან შედარებით.

ნაბიჯი 1: მიწოდების სია

მასალები:

1. ორი ფურცელი 16 "x 12" 0.118 "სისქის MDF

2. ერთი ფურცელი 12 "x 12" 0.118 "სისქის გამჭვირვალე თეთრი პლექსიგლასით

3. WS2801 ან WS2811 პიქსელიანი LED ზოლები (11 LED):

4. არდუინო ნანო:

5. პროტოტიპის დაფა

6. ITO (ინდიუმის კალის ოქსიდი) დაფარული PET პლასტიკური - 100 მმ x 200 მმ

7. 11X 2MOhm რეზისტორები

8. 11X 1kOhm რეზისტორები

9. აუდიო გამომავალი 10k რეზისტორი

10. აუდიო გამომავალი 2X 0.1uF კონდენსატორები

11. MIDI ბუდე:

12. გადართვა გადამრთველი:

13. დააჭირეთ ღილაკს:

14. სტერეო აუდიო ბუდე:

15. სათაურის ქინძისთავები

16. 2X M3 თხილი

17. 2X M3x12 ჭანჭიკები

18. მავთულის შესაფუთი მავთული

19. შოტლანდიური ლენტი

20. ჯარისკაცი

21. ელექტრო ფირზე

22. MIDI to USB კაბელი, თუ გსურთ MIDI კომპიუტერთან თამაში

ინსტრუმენტები:

1. ლაზერული საჭრელი

2. 3D პრინტერი

3. მავთულის საჭრელი

4. შესადუღებელი რკინა

5. მაკრატელი

6. ალენის ქანჩი

7. ცხელი წებოს იარაღი

8. მავთულის შესაფუთი ინსტრუმენტი

ნაბიჯი 2: სისტემის მიმოხილვა

ბაკის შეხების შუაგულში არის არდუინო ნანო. WS2081 მისამართური LED ზოლის მონაცემთა პინი და საათის პინი დაკავშირებულია, შესაბამისად, A0 და A1 პინებთან. დოდეკაედრის თითოეულ სახეს აქვს ტევადობის შეხების სენსორი, რომელიც დაკავშირებულია 2.2 მოჰმის რეზისტორთან, A2- დან მიღებული სიგნალისკენ. მიმღები ქინძისთავებია A3, D2-D8 და D10-D12. აქ არის ბმული capacitive touch სენსორებთან:

Bucky Touch– ს აქვს როგორც MIDI გამომავალი, ასევე მონო აუდიო სიგნალი. ორივე ეს სიგნალი განხილულია მე –6 ნაბიჯში. TX პინი გამოიყენება MIDI– სთვის და PWM სიგნალი პინი 9 – დან გამოიყენება აუდიოსთვის. MIDI და მონო გამომავალს შორის გადასატანად არის გადამრთველი, რომელიც დაკავშირებულია pin A3- თან.

Arduino არის დაპროგრამებული, რომ წაიკითხოს ყველა ტევადი სენსორი, რათა დადგინდეს რომელი ხუთკუთხედის ღილაკზეა დაჭერილი მომხმარებელი. შემდეგ გამოსცემს სიგნალებს LED- ების განახლებისა და ხმის გამოსამუშავებლად, MIDI ან მონო აუდიო, დამოკიდებულია გადამრთველის გადართვის მიმართულების მიმართულებაზე.

ნაბიჯი 3: შასის დიზაინი და ჭრა

"დატვირთვა =" ზარმაცი"

Bucky Glow– ს აქვს როგორც MIDI, ასევე მონო აუდიო გამომავალი. MIDI და Arduino– ს მიმოხილვისთვის გადახედეთ ამ ბმულს. მე მომწონს MIDI, რადგან ადვილია Arduino– ს დაყენება და უზრუნველყოფს აუდიოს უთვალავი სუფთა ჟღერადობის ინსტრუმენტისგან ღილაკის დაჭერით. მინუსი ის არის, რომ მას სჭირდება MIDI სათამაშო მოწყობილობა სიგნალების დეკოდირებისთვის და მათი აუდიო სიგნალად გადაქცევისთვის. ასევე, საკუთარი ანალოგური სიგნალების შემუშავება გაძლევთ მეტ კონტროლს და უკეთეს გაგებას სიგნალის შესახებ, რომელიც რეალურად გამომუშავდება და თამაშდება დინამიკებში.

ანალოგური აუდიო სიგნალების შექმნა არის რთული სამუშაო, რომელიც მოითხოვს მცოცავი სქემების ცოდნას და უფრო რთული სქემის დიზაინს. მე დავიწყე ამ პროექტის ოსცილატორების შემუშავება და გარკვეული პროგრესი მივიღე, როდესაც ვიპოვე ჯონ ტომპსონის შესანიშნავი სტატია კომპლექსური აუდიო სიგნალების შექმნის შესახებ Arduino– ზე ერთი PWM პინის გამოყენებით. მე ვფიქრობ, რომ ეს იყო სრულყოფილი შუალედი MIDI სიგნალებს შორის და უფრო რთული ანალოგური მიკროსქემის დიზაინს შორის. სიგნალები ჯერ კიდევ ციფრულად იწარმოება, მაგრამ მე ბევრი დრო დავზოგე საკუთარი რხევითი სქემების აგებასთან შედარებით. მე მაინც მინდა ვცადო ეს გარკვეული პერიოდი, ასე რომ კარგი რესურსების შესახებ ნებისმიერი წინადადება იქნება დაფასებული.

ჯონი განმარტავს, თუ როგორ შეგიძლიათ შექმნათ 2 მჰც 8 ბიტიანი ციფრული გამომავალი ერთი პინით, რომელიც შეიძლება გადავიდეს ანალოგურ აუდიო სიგნალზე დაბალგამტარი ფილტრის გასწორების შემდეგ. მის სტატიაში ასევე განმარტებულია ფურიეს ანალიზის ზოგიერთი საფუძველი, რომელიც საჭიროა უფრო რთული ტალღოვანი ფორმების გასაგებად. სუფთა ტონის ნაცვლად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს მიდგომა უფრო საინტერესო აუდიო სიგნალების შესაქმნელად. ის ჩემთვის ჯერჯერობით საკმარისად კარგად მუშაობს, მაგრამ მე ვფიქრობ, რომ ამ ტექნიკით კიდევ უფრო მეტი პოტენციალია! იხილეთ ზემოთ ვიდეო აუდიოსა და MIDI გამომავალს შორის გადართვის წინასწარი გამოცდისთვის.

შეამოწმეთ MIDI და აუდიო გამომავალი პურის დაფაზე, სანამ პროტოტიპის დაფაზე შედუღების კომპონენტებზე გადახვალთ.

ნაბიჯი 7: დაფის შედუღება და არდუინოს დამონტაჟება

შეაგროვეთ რეზისტორები, კონდენსატორები, სათაურის ქინძისთავები და პროტოტიპის დაფა. დაარღვიე პროტოტიპის დაფა 50 მმ x 34 მმ. დაამატეთ 10MOhm რეზისტორები ზედა მარცხენა საფარში, რასაც მოჰყვება სათაურის ქინძისთავები. ეს სათაურის ქინძისთავები დაუკავშირდება capacitive touch სენსორებს. განაგრძეთ კომპონენტების დამატება Bucky Touch– ის სქემატური წესის დაცვით. თქვენ უნდა გქონდეთ ქინძისთავები შეხებით გაგზავნის სიგნალისთვის, თერთმეტი capacitive touch სიგნალი, MIDI სიგნალი, აუდიო სიგნალი (არდუინოდან და მონო სტერეო ჯეკში), 5V და GND.

მე შევიმუშავე საბაჟო სამაგრი Arduino– ს და პროტოტიპის დაფის ჩასატარებლად Bucky Touch– ის ქვედა ბაზაზე. 3D დაბეჭდეთ ეს ნაწილი მოწოდებული STL ფაილის გამოყენებით. ახლა გადაიტანეთ Arduino Nano და პროტოტიპის დაფა მთაზე. გაითვალისწინეთ, რომ არდუინო ნანოს უნდა ჰქონდეს ქინძისთავები ზემოთ. გადაიტანეთ ორი M3 კაკალი მთაში. ისინი გამოყენებული იქნება მთაზე Bucky Touch- ის ბაზაზე დასაკავშირებლად.

გამოიყენეთ მავთულხლართების მავთული, რათა დაამყაროთ კავშირი არდუინოსა და დაფის პროტოტიპს შორის, როგორც ეს მოცემულია სქემატურ სქემაში. ასევე შეაერთეთ კონდენსატორული მავთულები პროტოტიპის დაფის სათაურის ქინძისთავებთან.

ნაბიჯი 8: ბაზის შეკრება

დააჭირეთ Midi jack- ს, აუდიო ჯეკს და გადართეთ გადამრთველი ძირითად სახეზე შესაბამისი ხვრელებით. თქვენ შეგიძლიათ ან ხრახნიანი ჯეკები ან წებო მათ უკან. გადატვირთვის გადამრთველისთვის დაგჭირდებათ პატარა კვადრატის გამოკვეთა ისე, რომ იგი დარჩეს თანაბრად სახის წინა მხარეს. შეაერთეთ მავთულები გადამრთველებზე გადასატანად, რათა მათ დაუკავშირონ პროტოტიპის დაფა და არდუინო.

ახლა დროა დააკავშიროთ ბაზის კედლები ბაზის ფსკერზე. გაასრიალეთ ერთი კედელი ერთდროულად ქვედა ფსკერისა და ფუძის კონექტორის სახსრებში (ნაწილი G). თქვენ უნდა გადაიტანოთ კედელი გვერდით უფრო დიდი ნაკაწრებით, შემდეგ კი დააჭიროთ კედელს ქვემოთ. კედელი უნდა დაიჭიროს თავის ადგილას. არდუინოსთვის ხვრელებთან კედლების შეერთების შემდეგ, გადაიტანეთ არდუინოს/პროტოტიპის დაფის ასამბლეა ადგილზე და დააკავშირეთ იგი M3x12 ჭანჭიკების გამოყენებით. შეიძლება მოგიწიოთ M3 თხილის გახეხვა მანამ, სანამ ისინი სწორ მდგომარეობაში არ იქნებიან.

ყველა ძირითადი მხარის შეერთების შემდეგ, შეაერთეთ ჯეკის მავთულები შესაბამის ქინძისთავებზე. ამ ეტაპზე, კარგი იდეაა შეამოწმოთ აუდიო და MIDI სიგნალები აქ მოცემული კოდის გამოყენებით. თუ ის არ მუშაობს, შეამოწმეთ თქვენი კავშირები შემდეგ საფეხურზე გადასვლამდე.

ნაბიჯი 9: პლექსიგლასის გამტარობის გაკეთება

მე შევეცადე რამდენიმე გზა, რომ პლექსიგლასი გამხდარიყო ინსტრუმენტის გასაღები. ჩემს გეოდეზიურ გუმბათის პროექტში მე გამოვიყენე IR სენსორები იმის დასადგენად, თუ როდის იყო მომხმარებლის ხელი ზედაპირთან ახლოს. თუმცა, ისინი არ იყვნენ საიმედო გარემოს IR გამოსხივების, IR სენსორებს შორის შეჯვარებისა და არაზუსტი გაზომვების გამო. Bucky Touch– ისთვის მე ვიფიქრე სამ პოტენციურ გადაწყვეტაზე: სიხშირის კოდირებული IR სენსორები, ღილაკები და capacitive touch. ღილაკები და სიხშირის კოდირებული IR სენსორები არ მუშაობდა იმ პრობლემების გამო, რაზეც მე ვსაუბრობ ჩემს Hackaday გვერდზე.

შეხების სენსორის გამოწვევა ის არის, რომ გამტარი მასალის უმეტესობა გაუმჭვირვალეა, რაც არ იმუშავებს Bucky Touch– ისთვის, რადგან სინათლემ უნდა შეაღწიოს პლექსიგლასში. შემდეგ აღმოვაჩინე გამოსავალი: ITO დაფარული პლასტიკური! ადაფრუტისგან შეგიძლიათ შეიძინოთ 200 მმ x 100 მმ ფურცელი 10 დოლარად.

ჯერ ITO- ით დაფარული პლასტიკი დავჭრა ზოლებად და ჩავასხი პლექსიგლასზე "X" - ში. დარწმუნდით, რომ პლასტმასის გამტარ მხარეები ერთმანეთის პირისპირ დგას. შეამოწმეთ წინააღმდეგობის გაზომვა მულტიმეტრის გამოყენებით. თავდაპირველად მე პლასტმასის და მოხრილი სპილენძის solder ხაზები capacitive შეხება. დიდი შეცდომა: ნუ მოხრით ITO დაფარული პლასტიკი! პლასტმასის მოხრა წყვეტს კავშირს. სამაგიეროდ მე პლასტმასზე ჩავწერე მავთულის შესაკრავი მავთულის ერთი ინჩი და ეს მშვენივრად მუშაობდა. გახსოვთ ის მავთულხლართების მავთული მე –4 საფეხურიდან, რომელიც იკვებებოდა ხუთკუთხა LED სახესთან? დროა გამოვიყენოთ ისინი capacitive touch სენსორებისთვის. გამოამჟღავნეთ მავთული და დააფიქსირეთ იგი პლექსიგლასზე დამაგრებული გამტარ პლასტმასზე. გაიმეორეთ ეს პლექსიგლასის ყველა 11 სახეზე.

ახლა კარგი დროა ტესტების ჩასატარებლად, რათა დარწმუნდეთ, რომ თქვენი პლექსიგლასის სახეები ფუნქციონირებენ, როგორც შეხების სენსორები.

ნაბიჯი 10: პლექსიგლასის დამონტაჟება

დაამატეთ სახსრები (ნაწილი E და F) Bucky Touch– ის ბოლოში, რომელიც აერთებს ქვედა ნაწილს ყველა ელექტრონიკასთან ერთად ზევით LED– ებით. შემდეგ ნაწილობრივ მიაწექით ლეკვის სახსრებს (ნაწილი H) Bucky Touch- ის კედლებში, ასე რომ არის საკმარისი ადგილი პლექსიგლასში გასრიალებისთვის. პლექსიგლასი შეიძლება მოერგოს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ არ აიძულებთ ლეკვის სახსრებს ყველანაირად, ასე რომ ფრთხილად იყავით. მას შემდეგ რაც მოათავსებთ პლექსიგლასის 11 -ე სახეს, მთლიანად შეათბეთ ლეკვის სახსრები, რომ დაიხუროს პლექსიგლასის სახეები. ეს უნდა იყოს მჭიდროდ მორგებული.

შეფუთეთ და შეაერთეთ კაპიტალური შეხების მავთულის მეორე ბოლო პროტოტიპის დაფის შესაბამის ქინძისთავებზე და ხელახლა გამოსცადეთ თქვენი ტევადობის შეხების სენსორები. დაბოლოს, დააკავშირეთ ზედა და ქვედა ნაწილები ერთმანეთთან სახსრების გამოყენებით (ნაწილი E და F). დარწმუნდით, რომ არ გაიყვანოთ მავთულები. გილოცავთ, Bucky Touch სრულად არის აწყობილი!

ნაბიჯი 11: ძველი პროტოტიპები

მეორე პრიზი აუდიო კონკურსში 2018