Bucky Touch: Додекаэдрді жарықтандыратын құрал: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Авторы: jbumsteadJon BumsteadFollow Толығырақ

Бұл туралы: жарық, музыка және электроникадағы жобалар. Олардың барлығын менің сайтымнан табыңыз: www.jbumstead.com jbumstead туралы толығырақ »

Шамамен екі жыл бұрын мен MIDI шығысымен музыка ойнайтын үлкен 120 беттік геодезиялық күмбезді салдым. Алайда, бұл қиын құрылыс болды және сенсорлар толық сенімді емес еді. Мен геодезиялық күмбезімнің кішірек нұсқасы - Bucky Touch құруды шештім, ол сенсорлық сенсорлы сенсорларды жаңартты. Bucky Touch MIDI де, аудио шығыспен де жасалған, сондықтан сіз Bucky Touch ойнату үшін MIDI құрылғысын (мысалы, компьютер немесе MIDI пернетақтасын) пайдалана аласыз НЕМЕСЕ Bucky Touch -ты күшейткіш пен динамикке тікелей қосуға болады.

Бұл жобадағы менің алғашқы прототипім ұқсас болды, бірақ сенсорлы беттері жоқ, оның орнына цифрлық енгізу-шығару түйреуіштеріне, TX (жіберу), RX (қабылдау) түйреуішке, қалпына келтіруші түйінге кіруді қамтамасыз ететін үзік түйреуіштер береді., және жерге түйреуіш. Бұл нұсқаны мен Bucky Glow деп атадым. Түйреуіштер Bucky Glow сенсорларына (мысалы, сыйымдылық сенсорлық, инфрақызыл, ультрадыбыстық), қозғалтқыштарға, MIDI ұяларына және сіз ойлайтын кез келген басқа электроникаға қосуға мүмкіндік береді.

Бұл нұсқаулық Bucky Glow -пен салыстырғанда музыкалық аспапқа ұқсас Bucky Touch құрастыру арқылы өтеді.

1 -қадам: жеткізілім тізімі

Материалдар:

1. Қалыңдығы 16 «х 12» 0.118 «MDF екі парақ

2. 12 «x 12» 0.118 дюйм қалыңдығы мөлдір ақ плексиглас бір парақ

3. WS2801 немесе WS2811 пиксельді жарық диодты жолағы (11 жарықдиодты):

4. Arduino Nano:

5. Прототип тақтасы

6. ITO (индий калайы оксиді) қапталған ПЭТ пластмассасы - 100мм 200мм

7. 11X 2MOhm резисторлары

8. 11X 1 кОм резисторлар

9. Дыбыс шығысы үшін 10к резистор

10. Дыбыс шығысы үшін 2X 0.1uF конденсаторлар

11. MIDI ұясы:

12. Ауыстыру:

13. Түймені басыңыз:

14. Стерео аудио ұясы:

15. Үстіңгі түйреуіштер

16. 2X M3 жаңғақтар

17. 2X M3x12 болттар

18. Сымды орау сымы

19. Скотч

20. Дәнекер

21. Электрлік таспа

22. Егер MIDI компьютермен ойнағыңыз келсе, USB кабелінен MIDI

Құралдар:

1. Лазерлік кескіш

2. 3D принтері

3. Сым кескіштер

4. Пісіру үтігі

5. Қайшы

6. Аллен кілті

7. Ыстық желім мылтығы

8. Сымды орау құралы

2 -қадам: жүйеге шолу

Bucky Touch орталығында Arduino Nano орналасқан. WS2081 адрестік жарық диодты жолағының деректер штыры мен сағаты сәйкесінше A0 және A1 түйреуішіне қосылады. Додекаэдрдің әр бетінде А2 түйреуішінен келетін жіберу сигналына 2,2МОм резистормен қосылған сыйымдылық сенсорлы сенсор бар. Қабылдау түйреуіштері-A3, D2-D8 және D10-D12. Мұнда сенсорлық сенсорларға сілтеме бар:

Bucky Touch MIDI шығысына да, моно дыбыстық сигналға да ие. Бұл екі сигнал да 6 -қадамда талқыланады. TX түйреуіші MIDI үшін пайдаланылады, ал аудио үшін 9 -пиннен PWM сигналы қолданылады. MIDI мен моно шығыс арасында ауысу үшін A3 түйреуішіне қосылған қосқыш бар.

Arduino қолданушы қандай бесбұрышты пернені басатынын анықтау үшін барлық сыйымдылық сенсорларын оқуға арналған. Ол светодиодтарды жаңарту және дыбысты шығару үшін қосқыштың бұрылу бағытына қарай MIDI немесе моно дыбыс шығаратын сигналдарды шығарады.

3 -қадам: шассиді жобалау және кесу

«жүктеу =» жалқау «

Bucky Glow MIDI және моно аудио шығысқа ие. MIDI мен Arduino шолу үшін мына сілтемені қараңыз. Мен MIDI-ді ұнатамын, себебі Arduino-мен орнатуға оңай және түймені басу арқылы сансыз таза дыбысты құралдардың дыбысын береді. Кемшілігі - сигналдарды декодтау және оларды дыбыстық сигналға түрлендіру үшін MIDI ойнату құрылғысы қажет. Сонымен қатар, өзіңіздің аналогтық сигналдарыңызды әзірлеу сізге бақылауды күшейтуге және динамиктерде ойнатылатын сигналды жақсы түсінуге мүмкіндік береді.

Аналогты аудио сигналдарды құру - бұл тербелмелі контурларды және схеманың күрделі құрылымын білуді қажет ететін күрделі жұмыс. Мен осы жобаның осцилляторларын жобалауды бастадым және біраз жетістікке жеттім, мен Джон Томпсонның Arduino -да бір PWM түйреуіші арқылы күрделі дыбыстық сигналдар жасау туралы керемет мақаласын таптым. Менің ойымша, бұл MIDI сигналдары мен аналогты схеманың күрделі дизайны арасындағы тамаша орта болды. Сигналдар әлі де цифрлық түрде шығарылады, бірақ мен өзімнің тербелмелі контурларды құрумен салыстырғанда көп уақыт үнемдедім. Мен мұны әлі де біраз уақыт сынап көргім келеді, сондықтан жақсы ресурстарға қатысты кез келген ұсыныстар өте жоғары бағаланады.

Джон бір түйреуішпен 2 МГц 8-разрядты цифрлық шығуды қалай құруға болатынын түсіндіреді, ол төмен өту сүзгісі арқылы тегістелгеннен кейін аналогты дыбыстық сигналға айналады. Оның мақаласында толқынның күрделі формаларын түсіну үшін қажет Фурье анализінің кейбір негіздері түсіндірілген. Таза тонның орнына сіз бұл әдісті қызықты аудио сигналдарды шығару үшін пайдалана аласыз. Бұл мен үшін жеткілікті жақсы жұмыс істейді, бірақ менің ойымша, бұл техниканың мүмкіндіктері одан да көп! Аудио мен MIDI шығысы арасында ауысудың алдын ала тесті үшін жоғарыдағы бейнені қараңыз.

Прототип тақтасындағы дәнекерлеу компоненттеріне өтпес бұрын, MIDI мен аудио шығысын тақтада тексеріңіз.

7 -қадам: тақтаны дәнекерлеу және Arduino орнату

Резисторларды, конденсаторларды, тақырып түйреуіштерін және прототип тақтасын жинаңыз. Прототип тақтасын 50 мм х 34 мм етіп бөліңіз. Жоғарғы сол жақ қақпаққа 10MOhm резисторларын, содан кейін тақырып түйреуіштерін қосыңыз. Бұл тақырыптық түйреуіштер сенсорлық сенсорларға қосылады. Bucky Touch схемасына сәйкес компоненттерді қосуды жалғастырыңыз. Сізде сыйымдылықтың сенсорлық жіберу сигналы, он бір сыйымдылықты қабылдау сигналдары, MIDI сигналы, дыбыстық сигнал (ардуинодан тыс және моно стерео ұяға), 5V және GND үшін түйреуіштер болуы керек.

Мен Arduino мен прототип тақтасын Bucky Touch төменгі бөлігінде ұстауға арналған арнайы қондырғы жасадым. Берілген STL файлының көмегімен бұл бөлікті 3D басып шығарыңыз. Енді Arduino Nano мен прототип тақтасын бекітпеге сырғытыңыз. Назар аударыңыз, Arduino Nano түйреуіштері жоғары қарауы керек. М3 екі гайканы бекіткішке сырғытыңыз. Олар бекіткішті Bucky Touch негізіне қосу үшін пайдаланылады.

Схемада көрсетілгендей Arduino мен прототип тақтасы арасында байланыс орнату үшін сымды орауыш сымды қолданыңыз. Сондай -ақ, сыйымдылық сенсорлық сымдарды прототип тақтасындағы тақырып түйреуіштеріне қосыңыз.

8 -қадам: негізді жинау

Midi ұясын, аудио ұясын және қосқышты тиісті саңылаулары бар негізгі беттен өткізіңіз. Сіз ұяларды бұрап немесе артқы жағына жабыстыра аласыз. Қалпына келтіру қосқышы үшін сізге кішкене төртбұрышты қиып алу керек, ол беттің алдыңғы жағымен біркелкі болады. Дәнекерлеуші сымдарды сөндіргіштерге прототип тақтасына және Arduino-ға қосуға болатындай етіп қосқыштарға бекітіңіз.

Енді негізгі қабырғаларды негіз түбіне қосу уақыты келді. Бір қабырғаны бір уақытта табан түбіне және тірек қосқыш түйістеріне сырғытыңыз (G бөлігі). Қабырғаның бүйіріне үлкен ойықтармен сырғытыңыз, содан кейін қабырғаны төмен қарай басыңыз. Қабырға орнына түсуі керек. Қабырғаларды Arduino саңылауларымен қосқаннан кейін, Arduino/прототип тақтасының жинағын орнына салыңыз және оны M3x12 болттары арқылы қосыңыз. Сізге M3 гайкалары дұрыс қалыпта болғанша айналдыру керек болуы мүмкін.

Негіздің барлық жақтарын қосқаннан кейін, домкрат сымдарын тиісті түйреуіштерге дәнекерлеңіз. Дәл осы жерде мен ұсынған кодты пайдаланып аудио және MIDI сигналдарын тексерген дұрыс. Егер ол жұмыс істемесе, келесі қадамға өтпес бұрын қосылымдарды тексеріңіз.

9 -қадам: плексигласс өткізгіштігі

Мен плексиглассты аспаптың кілті етіп жасаудың бірнеше жолын қолдандым. Менің геодезиялық күмбез жобасында мен пайдаланушының қолының бетіне жақын болғанын анықтау үшін IR сенсорларын қолдандым. Алайда, олар сенімді емес еді, себебі қоршаған ортаның инфрақызыл сәулеленуі, инфрақызыл сенсорлар арасындағы қиылысу және дәл емес өлшеу. Bucky Touch үшін мен үш ықтимал шешім туралы ойладым: жиілік кодталған IR сенсорлары, түймелер және сыйымдылық сенсоры. Мен Hackaday бетінде айтатын мәселелерге байланысты түймелер мен жиілік кодталған IR сенсорлары жұмыс істемеді.

Сыйымдылық сенсорының міндеті - өткізгіш материалдардың көпшілігі мөлдір емес, бұл Bucky Touch үшін жұмыс істемейді, себебі жарық оны плексиглас арқылы өткізуі керек. Содан кейін мен шешімді таптым: ITO қапталған пластик! Сіз Adafruit -тен 200мм 100мм парақты 10букске сатып ала аласыз.

Алдымен мен ITO қапталған пластикті жолақтарға бөліп, оларды плексигласқа «X» әрпімен жапсырдым. Пластмассаның өткізгіш жақтары бір -біріне қарама -қарсы екеніне көз жеткізіңіз. Мультиметр көмегімен қарсылықты өлшеу арқылы тексеріңіз. Бастапқыда мен пластмассаны және мысты сыйымдылыққа тигізу үшін дәнекерлеу сымдарына жалғадым. ҮЛКЕН ҚАТЕ: ITO қапталған пластикті майыстырмаңыз! Пластмассаның иілуі қосылымды бұзады. Оның орнына мен пластикке шамамен бір дюймдік сымды орадым, бұл өте жақсы жұмыс істеді. Бес бұрышты жарықдиодты бет арқылы берілетін 4-қадамдағы сымды орайтын сым есіңізде ме? Енді оларды сыйымдылық сенсорлары үшін қолдану уақыты келді. Сымды ашып, оны плексигласқа жабысқақ өткізгіш пластикке жабыстырыңыз. Мұны барлық 11 плексигласс беті үшін қайталаңыз.

Плексигласс бетінің сыйымдылық сенсорлық датчиктер ретінде жұмыс істейтініне көз жеткізу үшін кейбір сынақтарды жүргізудің жақсы уақыты.

10 -қадам: плексигласс орнату

Буындарды (E және F бөліктері) Bucky Touch -тің төменгі жағына қосыңыз, олар төменгі жағын барлық электроникамен жарықдиодты шамдардың жоғарғы жағына қосады. Содан кейін щетка түйіндерін (H бөлімі) ішінара Bucky Touch қабырғаларына итеріңіз, осылайша плексигласта сырғу үшін жеткілікті орын бар. Плексиглас тек күшік буындарын толық итермесеңіз ғана сәйкес келеді, сондықтан абай болыңыз. Барлық 11 плексигласс беттерін орналастырғаннан кейін, плексигласс беттерін бекіту үшін щеткалардың буындарын толығымен итеріңіз. Бұл ыңғайлы болуы керек.

Сыйымдылық сенсорлық сымдардың екінші ұшын прототип тақтасындағы тиісті түйреуіштерге орап, дәнекерлеңіз және сыйымдылық сенсорлық датчиктеріңізді қайтадан тексеріңіз. Ақырында, жоғарғы және төменгі бөліктерді түйіспелер арқылы біріктіріңіз (E және F бөліктері). Ешқандай сым тартпаңыз. Құттықтаймыз, Bucky Touch толық жиналды!

11 -қадам: Ескі прототиптер

Аудио байқаудың екінші жүлдесі 2018 ж