როგორ გააკეთოთ უკაბელო საჰაერო საფორტეპიანო ხელთათმანი: 9 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

მიზნები და ფუნქციები:

ჩვენი ტარებადი ტექნოლოგიური პროექტია შექმნას უკაბელო ჰაერის საფორტეპიანო ხელთათმანი სინქრონიზებული შუქებით ძირითადი ელექტრონიკის გამოყენებით, მიკროკონტროლი, როგორიცაა HexWear და ლეპტოპი Arduino და Max 8 პროგრამული უზრუნველყოფით. ჩვენი პროექტის მიზანია პიანინოს ნოტების დაკვრა Bluetooth სპიკერის საშუალებით, თითების მოძრაობით სტაციონარულ სისტემასთან ან რეალურ ინსტრუმენტთან დაკავშირების გარეშე, ასევე ინსტრუმენტების არჩევისას გადახვევა, რათა მათი ყველა ჩანაწერი თუ ხმა იყოს ითამაშა უკაბელო ხელთათმანის საშუალებით ბრძანებით.

ეს პროექტი მუშაობს ისე, რომ როდესაც საფორტეპიანო ხელთათმანს ატარებთ, ოთხივე ერთმანეთთან დაკავშირებული თითი შეიცავს მოქნილ სენსორს, რომელიც განსაზღვრავს თითის მოხრისას. თითის მოხრისას, შესაბამისი თითის შუქნიშანი ანათებს და აცნობებს მომხმარებელს, რომ ეს თითი საკმარისად არის მოხრილი, ხოლო Max 8 პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, კომპიუტერის შესაბამისი ჩანაწერი ითამაშებს. ამრიგად, თითოეული თითი შეესაბამება უნიკალურ ნოტს და მომხმარებელს შეეძლება უსადენოდ დაუკრას მუსიკა გარე წყაროდან ამ ხელთათმანის საშუალებით. Max 8 პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, ეს არ ზღუდავს ხელთათმანს მხოლოდ ფორტეპიანოს მუსიკის დაკვრაზე, სხვა უნიკალური ბგერების დაკვრა შესაძლებელია თითოეული შესაბამისი თითიდან, რაც ნებისმიერ მომხმარებელს საშუალებას აძლევს მანიპულირება მოახდინოს ნებისმიერი სახის ბგერაზე, როგორც მოგწონთ.

საჭირო მასალების ჩამონათვალი:

• ადაფრუტის მოკლე მოქნილი სენსორები (4),
• Adafruit თეთრი LED განათების მოდულები (4),
• 100 kΩ რეზისტორები (4)
• 1kΩ რეზისტორი (1)
• HexWear მიკროკონტროლის ნაკრები,
• მიკრო USB USB კაბელი
• გარე ბატარეის პაკეტი, რომელიც აკავშირებს მიკრო USB გამომავალს
• AAA ბატარეები
• ხელთათმანი გასაჭიმი ქსოვილით
• ლეპტოპი დაინსტალირებული Arduino IDE და Max 8 პროგრამული უზრუნველყოფით
• Soldering რკინის და solder
• შოტლანდიური ლენტი, ელექტრული ლენტი და ირონია ჰალსტუხი
• უფასო მავთული, მავთულის საჭრელი და მავთულის გამხსნელი
• Bluetooth სპიკერი, ან სპიკერი და AUX კაბელი
• Heat Shrink და Heat Shrink Tubing
• მავთულის დამჭერები
• თხელი მიკროსქემის დაფა,

ნაბიჯი 1: შექმენით წრე

მთავარი წრე არის ის, რომელიც მოიცავს რამდენიმე ძაბვის გამყოფს პარალელურად. იგი ასევე მოიცავს მოქნილ სენსორებს, რომლებიც არიან რეზისტორები, რომელთა წინააღმდეგობა იცვლება ერთი მიმართულებით მოხრის ხარისხის მიხედვით. როდესაც მოხრილი სენსორი იკეცება, მისი წინააღმდეგობა იზრდება დაახლოებით 25 kΩ– დან 100 kΩ– მდე, ხოლო ძაბვა, რომელიც იკითხება მასზე, ასევე იზრდება.

თუმცა, ვინაიდან ჩვენი დიზაინი იყენებს ოთხ მოქნილ სენსორს, ოთხ LED- ს და Bluetooth– ის პარტნიორს, ჩვენ ასევე უნდა გამოვიყენოთ პორტის გაფართოება HEXWear– ზე არსებული პორტების შეზღუდული რაოდენობის გამო. ჩვენ ვაკავშირებთ ოთხ მოქნილ სენსორს HEXWear– ზე ანალოგური შეყვანის საშუალებით, Bluetooth mate– ს TX– თან და RX ქინძისთავებთან და ვუკავშირდებით MCP23017 პორტის გაფართოებას SDA და SCL ქინძისთავებთან, რომლებიც შემდეგ LED- ებს აძლიერებენ.

იხილეთ თანდართული სქემის დიაგრამა უფრო დეტალურად. (გაითვალისწინეთ, რომ დიაგრამაში Vcc შეესაბამება Vcc ქინძისთავებს HEXWear- ზე. ეს შეიძლება იყოს დაკავშირებული ერთმანეთთან პარალელურად, თუ არ არის საკმარისი ქინძისთავები, ან მსგავსი ძაბვის გარე ენერგიის წყარო ასევე სხვა ეფექტური ვარიანტია)

ნაბიჯი 2: დამატებითი ბიბლიოთეკების დაყენება:

გამომდინარე იქიდან, რომ ჩვენ გამოვიყენეთ HEXWear, საჭიროა დამატებითი ბიბლიოთეკების დაყენება, რათა სწორად გამოვიყენოთ Arduino პროგრამული უზრუნველყოფა. ამისათვის გამოიყენეთ შემდეგი ინსტრუქციები:

1) (მხოლოდ Windows– ისთვის, Mac– ის მომხმარებლებს შეუძლიათ გამოტოვონ ეს ნაბიჯი) დააინსტალირეთ დრაივერი https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… ჩამოტვირთეთ და დააინსტალირეთ დრაივერი (.exe ფაილი ჩამოთვლილია მე –2 საფეხურზე დაკავშირებული RedGerbera გვერდის ზედა).

2) დააინსტალირეთ საჭირო ბიბლიოთეკა Hexware– სთვის. გახსენით Arduino IDE. "ფაილში" აირჩიეთ "პარამეტრები". დამატებითი დაფების მენეჯერის URL– ებისთვის გათვალისწინებულ სივრცეში ჩასვით https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… დააწკაპუნეთ „კარგი“. გადადით ინსტრუმენტებზე -> დაფა: -> დაფის მენეჯერი. ზედა მარცხენა კუთხის მენიუდან აირჩიეთ "წვლილი". მოძებნეთ და შემდეგ დააწკაპუნეთ გერბერას დაფაზე და დააწკაპუნეთ ინსტალაციაზე. დატოვეთ და გახსენით Arduino IDE.

ბიბლიოთეკის სწორად დაყენების უზრუნველსაყოფად, გადადით Tools -> Board და გადაახვიეთ მენიუს ბოლოში. თქვენ უნდა ნახოთ განყოფილება სახელწოდებით "გერბერა დაფები", რომლის ქვეშაც მინიმუმ უნდა გამოჩნდეს HexWear (თუ არა უფრო მეტი დაფა, როგორიცაა mini-HexWear).

ნაბიჯი 3: შექმენით არდუინოს ესკიზი

არდუინოს ესკიზი კითხულობს ძაბვის მნიშვნელობებს სერიის რეზისტორებზე წრეში და გადაწყვეტს მიღწეულია თუ არა დადგენილი ბარიერი. თუ ბარიერი გადალახულია, HexWear ანათებს შესაბამის LED- ს და აგზავნის ASCII კოდის სიგნალს ლეპტოპზე, რომლის წაკითხვა და რუქის შენიშვნა შესაძლებელია მაქს 8 -ის მიერ შემდგომ საფეხურზე. სქემის დიაგრამებში შესაბამისი გაყვანილობის კონფიგურაციის გამოყენებით, HexWear– ის ყველა საჭირო კვანძი სწორად არის განსაზღვრული.

ჩვენ შევამჩნიეთ, რომ ესკიზში მითითებული ბარიერი ყოველთვის არ იყო თანმიმდევრული სხვადასხვა HEXWears– ში. ერთი რეკომენდაცია გვაქვს, რომ გამოვიყენოთ სერიული პლოტერი, რათა განვსაზღვროთ მოქნილი სენსორიდან წაკითხული ანალოგური მნიშვნელობა და აღვნიშნოთ, თუ როგორ იცვლება ეს მნიშვნელობა, როდესაც ის მოხრილი არის მოხრილთან შედარებით. შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს თქვენი ბარიერის მნიშვნელობის დასადგენად, რომელიც სწორად პასუხობს თქვენს წრეში მოქნილი სენსორის ქცევას.

ნაბიჯი 4: შექმენით Max 8 პატჩერი

მაქს 8 -ის პატჩი ასახავს კლავიატურის შეყვანას ან ლეპტოპის Bluetooth არხის საშუალებით მიღებულ სიგნალებს ინსტრუმენტული ჩანაწერების გამოსასვლელად. Max 8 პატჩი, რომელიც ჩვენ გამოვიყენეთ ჩვენს პროექტში, თან ერთვის და ხელმისაწვდომია გადმოსაწერად.

მაქსის გამოყენებისას მიჰყევით ამ ნაბიჯებს, რომ დააკავშიროთ თქვენი Bluetooth პარტნიორი მაქსს:

• დაადასტურეთ, რომ ესკიზი ჩაკეტილია (ქვედა მარცხენა საკეტი უნდა დაიხუროს)
• დაადასტურეთ, რომ მეტრო ობიექტის ზემოთ "X" გამორთულია (ნაცრისფერი არა თეთრი)
• დააწკაპუნეთ ბეჭდვის ღილაკზე, რომელიც შედის სერიულ ობიექტში და გადახედეთ მაქს კონსოლზე არსებულ პორტებს
• განსაზღვრეთ სწორი პორტი ერთი მარკირებული bluetooth მოდულით და თუ რამდენიმე ხელმისაწვდომია სცადეთ თითოეული სანამ არ დაადასტურებთ რომელი მუშაობს
• ამ პროცესის განმავლობაში თქვენი bluetooth მოდული უნდა აციმციმდეს წითლად და როდესაც ის სწორად მუშაობს ის შეიცვლება მყარ სიხარბედ
• განაგრძეთ მცდელობა სანამ მწვანე შუქები არ გამოჩნდება bluetooth- ზე
• დაკავშირების შემდეგ, ჩაკეტეთ ესკიზი და დააწკაპუნეთ "X" - ზე მეტროს ობიექტზე, რომ დაიწყოთ bluetooth კომუნიკაციების მოსმენა.

ნაბიჯი 5: შედუღეთ პორტის გაფართოება, LED- ები და Bluetooth Mate

იმის გამო, რომ ჩვენს პროექტში მავთულხლართებისა და სხვა ელექტრული კომპონენტების დიდი რაოდენობა ხელთათმანზე ჯდება, შემდუღებელი შემდეგი ნაბიჯები მომხმარებლისთვის უფრო ღიაა ინტერპრეტაციისთვის.

MCP23017 პორტის გაფართოების მტკიცედ დასაკავშირებლად, ჩვენ შევიკრიბეთ მისი კავშირები თხელი მიკროსქემის დაფაზე, რომლის განთავსებაც ჩვენ შევძელით ჩვენს ხელთათმანზე. ჩვენ შევაერთეთ მავთულები ჩვენს LED- ებზე და შემდეგ შევაერთეთ შესაბამისი ბოლოები მიწასთან, ან მიკროსქემის დაფა, რომელიც მას პორტის გაფართოების სწორ მარკირებულ ქინძისთავებთან აკავშირებს. შემდეგ ჩვენ გამოვიყენეთ ეს იგივე დაფა, რათა დავამყაროთ ძალა ჩვენს bluetooth პარტნიორთან პარალელურად იმ ენერგიის, რომელიც მივაწოდეთ პორტის გაფართოების მეცხრე პინს.

ჩვენ გამოვიყენეთ სითბოს შემცირება და ელექტრო ლენტი ნებისმიერ ადგილას, სადაც მავთულები იყო გამოვლენილი. ჩვენ დავამატეთ ფოტოები, რათა უკეთ გაეცნოთ როგორ გავაკეთეთ ეს ჩვენ თვითონ, მაგრამ გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ თავისუფლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ რომელი ტექნიკაა თქვენთვის ყველაზე ეფექტური.

ნაბიჯი 6: Flex სენსორების შედუღება

წინა ნაბიჯის მსგავსად, ეს ნაბიჯი არ არის ისეთი შეზღუდული და შედუღება შეიძლება გაკეთდეს, თუმცა ადამიანი მიიჩნევს, რომ ის ყველაზე ეფექტურია.

ჩვენი პროექტის გადაადგილების უდიდესი თავისუფლების უზრუნველსაყოფად, ჩვენ შევაერთეთ მავთულები ჩვენი მოქნილი სენსორის ორივე ბოლოში და შემდეგ გამოვიყენეთ სითბოს შემცირება დაფარული მავთულის ნებისმიერი ნაწილის დასაფარავად, ისევე როგორც ჩვენ გავაკეთეთ LED- ებით.

ნაბიჯი 7: დაკავშირება HEXWear– თან, გარე წყაროს ჩათვლით

ამ მავთულის უმეტესი ნაწილის პირდაპირ HEXWear– თან დასაკავშირებლად ჩვენ გამოვიყენეთ დამცავი კონექტორები და შემდეგ ეს პირდაპირ დავაყენეთ ჩვენი HEXWear– ის სხვადასხვა პორტებზე. ამ გზით ჩვენ უზრუნველვყავით პირდაპირი კავშირი თითოეულ ჩვენს პორტთან და შევძელით ადვილად ამოღება, თუ გვინდოდა ახალი პროექტების შექმნა ჩვენი HEXWear– ისთვის.

ჩვენ ასევე დავუკავშირდით ენერგიის მცირე გარე წყაროს, რომელსაც შეუძლია დაიკავოს სამი AAA ბატარეა, რათა უზრუნველყოს საკმარისი სიმძლავრე ჩვენი HEXWear– ისთვის. ჩვენ გარე გარე ენერგიის წყაროს ვამაგრებთ სამაჯურს, რათა დარწმუნდეთ, რომ ის ყოველთვის დაკავშირებული იყო და მნიშვნელოვნად არ აფერხებდა მოძრაობას.

ნაბიჯი 8: მიამაგრეთ ყველაფერი ხელთათმანზე

დაბოლოს, თქვენ გინდათ ყველაფერი სწორად დაურთოთ თქვენს ხელთათმანზე, ასე რომ თქვენი პროდუქტი ნამდვილად ატარებს. თქვენ მოგიწევთ თითოეული მოქნილი სენსორის დაკავშირება შესაბამის თითთან, უარყოფს ცერა თითს მისი სარგებლიანობის არაპრაქტიკულობის გამო და დააკავშირებთ შესაბამის LED- ს, რომელიც ანათებს მოქნილ სენსორს იმავე თითზე. ყველაზე ეფექტური გზა, რაც აღმოვაჩინეთ, რომ უზრუნველვყოთ მოქნილი სენსორის სწორი მოღუნვა იყო ლენტი, მაგრამ ქსოვილის დამატებითი ნაჭრის გამოყენებით ხელთათმანზე შეკვრა ისევე გამოდგება.

შემდეგ თქვენ უნდა დაუკავშიროთ HEXWear, პორტის გაფართოება და bluetooth ყველა ერთ ხელთათმანს. ჩვენ შევამჩნიეთ, რომ ასევე ძალიან ეფექტური იყო გარე კვების წყაროს სამაჯურზე მიმაგრება, რათა შესაძლებელი ყოფილიყო უდიდესი მობილურობა და არ აფერხებდეს მობილობას/ტარებას. რაც შეეხება სხვა კომპონენტებს, ჩვენ გირჩევთ გამოიყენოთ ბორბლიანი კავშირები სივრცის კონსოლიდაციისთვის ზედმეტი მავთულის დასამთავრებლად.

დარწმუნდით, რომ თქვენ გაქვთ ძლიერი შედუღებული კავშირი და არ გაქვთ მავთული ისე, რომ იყოს დიდი მოქნილობა და თავისუფლება, რომ კომპონენტები მოათავსოთ საჭიროებისამებრ, რათა პროდუქტი მაქსიმალურად ესთეტიურად სასიამოვნო იყოს.

ნაბიჯი 9: დაარეგულირეთ შეცდომები და ისიამოვნეთ

ამ პროცესის განმავლობაში დიდია შეცდომის ალბათობა, ამიტომ ჩვენ გირჩევთ შეამოწმოთ, რომ თქვენი კომპონენტები მუშაობენ ისე, როგორც მოსალოდნელი იყო მთელი პროცესის განმავლობაში. ეს ნიშნავს სერიული მონიტორის თანმიმდევრულ გამოყენებას არდუინოს ესკიზზე იმის დასადასტურებლად, რომ თქვენი მოქნილი სენსორის მაჩვენებლები თანმიმდევრულია, იმის შემოწმება, რომ მას შემდეგ, რაც ყველაფერი შედუღდება, არის ძლიერი კავშირი და ის მაინც მუშაობს გამართულად და რომ არ არის გამოვლენილი მავთულები. ძალიან დიდი რაოდენობით ელექტრული კომპონენტების გამო, ძალიან მცირე ადგილას, მავთულები იქნება თქვენი უდიდესი მტერი.

მას შემდეგ რაც წარმატებით შექმენით სამუშაო ხელთათმანი, ისიამოვნეთ! გაერთეთ თქვენს პროექტთან ერთად და თავისუფლად შეცვალეთ თქვენი საფორტეპიანო ხმები სხვა ნიმუშებზე, რომელთაც გსურთ გქონდეთ მართლაც უნიკალური ტარების ტექნოლოგიური ინსტრუმენტი!