Bucky Touch: Instrument de iluminare a dodecaedrului: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

De jbumstead Jon Bumstead Urmăriți mai multe de la autor:

Despre: Proiecte de lumină, muzică și electronică. Găsiți-le pe toate pe site-ul meu: www.jbumstead.com Mai multe despre jbumstead »

Acum aproximativ doi ani, am construit o cupolă geodezică cu LED-uri de 120 de fețe, care redă muzică cu o ieșire MIDI. Cu toate acestea, a fost o construcție dificilă și senzorii nu erau complet fiabili. Am decis să construiesc Bucky Touch, o versiune mai mică a domului meu geodezic, care este mai ușor de construit și care a modernizat senzorii tactili capacitivi. Bucky Touch este proiectat atât cu o ieșire MIDI, cât și cu o ieșire audio, astfel încât să puteți utiliza fie un dispozitiv MIDI (de exemplu, un computer sau o tastatură MIDI) pentru a reda Bucky Touch SAU puteți conecta direct Bucky Touch la un amplificator și difuzor.

Primul meu prototip din acest proiect a fost similar, dar nu are fețe sensibile la atingere și, în schimb, oferă pini de rupere care oferă acces la pinii I / O digitali, un pin TX (transmis), un pin RX (recepție), pinul de resetare, și știftul de masă. Această versiune am numit-o Bucky Glow. Pinii vă permit să conectați Bucky Glow la senzori (de exemplu, atingere capacitivă, infraroșu, ultrasonic), motoare, mufe MIDI și orice altă electronică la care vă puteți gândi.

Acest instructable trece prin asamblarea Bucky Touch, care este mai mult ca un instrument muzical în comparație cu Bucky Glow.

Pasul 1: Lista de aprovizionare

Materiale:

1. Două foi de MDF gros de 16 "x 12" 0.118"

2. O foaie de plexiglas alb translucid gros de 12 "x 12" 0.118"

3. Benzi LED WS2801 sau WS2811 pixeli (11 LED-uri):

4. Arduino Nano:

5. Placă prototip

6. Plastic PET acoperit cu ITO (oxid de tablă de indiu) - 100mm x 200mm

7. Rezistențe 11X 2MOhm

8. Rezistențe 11X 1kOhm

9. Rezistor de 10k pentru ieșire audio

10. Condensatoare 2X 0.1uF pentru ieșire audio

11. Mufă MIDI:

12. Comutator de comutare:

13. Apăsați butonul:

14. Mufă audio stereo:

15. Pinii antetului

16. 2X M3 nuci

17. 2 șuruburi M3x12 2X

18. Sârmă de înfășurat sârmă

19. Bandă scoțiană

20. lipit

21. Bandă electrică

22. Cablu MIDI la USB dacă doriți să redați MIDI cu computerul

Instrumente:

1. Cutter cu laser

2. Imprimantă 3D

3. Freze de sârmă

4. Fier de lipit

5. foarfeca

6. Cheie Allen

7. Pistolul de lipit fierbinte

8. Instrument de înfășurare a firelor

Pasul 2: Prezentare generală a sistemului

În centrul Bucky Touch se află un Arduino Nano. Pinul de date și pinul de ceas al unei benzi LED adresabile WS2081 sunt conectate la pinul A0 și, respectiv, A1. Fiecare față a dodecaedrului are un senzor tactil capacitiv conectat cu un rezistor de 2,2Mohm la semnalul de trimitere care vine de la pinul A2. Pinii de recepție sunt A3, D2-D8 și D10-D12. Iată un link către senzorii tactili capacitivi:

Bucky Touch are atât o ieșire MIDI, cât și un semnal audio mono. Ambele semnale sunt discutate în Pasul 6. Pinul TX este utilizat pentru MIDI și un semnal PWM de la pinul 9 este utilizat pentru audio. Pentru a comuta între ieșirea MIDI și cea mono, există un comutator conectat la pinul A3.

Arduino este programat să citească toți senzorii tactili capacitivi pentru a determina ce tastă pentagon este apăsată de utilizator. Apoi emite semnale pentru a actualiza LED-urile și pentru a produce un sunet, fie MIDI, fie audio mono, în funcție de direcția în care este rotit comutatorul de comutare.

Pasul 3: Proiectarea și tăierea șasiului

"încărcare =" leneș"

Bucky Glow are atât ieșire audio MIDI, cât și mono. Pentru o recenzie a MIDI și Arduino, consultați acest link. Îmi place MIDI, deoarece este ușor de configurat cu Arduino și oferă sunet de la nenumărate instrumente cu sunet curat printr-un clic de buton. Dezavantajul este că necesită un dispozitiv de redare MIDI pentru a decoda semnalele și a le converti într-un semnal audio. De asemenea, dezvoltarea propriilor semnale analogice vă oferă mai mult control și o mai bună înțelegere a semnalului care este produs și redat în difuzoare.

Crearea semnalelor audio analogice este o muncă provocatoare care necesită cunoașterea circuitelor oscilante și proiectarea mai complexă a circuitelor. Am început să proiectez oscilatoare pentru acest proiect și am făcut unele progrese, când am găsit un articol grozav al lui Jon Thompson despre crearea de semnale audio complexe folosind un singur pin PWM pe Arduino. Cred că acesta a fost un punct de mijloc perfect între semnalele MIDI și designul mai complicat al circuitelor analogice. Semnalele sunt încă produse digital, dar am economisit mult timp în comparație cu construirea propriilor circuite oscilante. Încă vreau să încerc asta ceva timp, așa că orice sugestie pentru resurse bune ar fi mult apreciată.

Jon explică modul în care puteți genera o ieșire digitală de 2MHz pe 8 biți cu un singur pin, care poate fi convertit într-un semnal audio analogic după netezire printr-un filtru low-pass. Articolul său explică, de asemenea, câteva elemente de bază ale analizei Fourier, care este necesară pentru înțelegerea formelor de undă mai complexe. În loc de un ton pur, puteți utiliza această abordare pentru a genera semnale audio mai interesante. Până acum funcționează suficient de bine pentru mine, dar cred că există și mai mult potențial cu această tehnică! Vedeți videoclipul de mai sus pentru un test preliminar de comutare între ieșirea audio și MIDI.

Testați ieșirea MIDI și audio pe o placă înainte de a trece la componentele de lipit de pe placa prototip.

Pasul 7: lipirea plăcii și montarea Arduino

Colectați rezistențele, condensatorii, pinii antetului și placa prototip. Descompuneți placa prototip la 50mm x 34mm. Adăugați rezistențele de 10MOhm în capacul din stânga sus, urmate de știfturile antetului. Acești pini antet se vor conecta la senzorii tactili capacitivi. Continuați să adăugați componentele urmând schema Bucky Touch. Ar trebui să aveți pini pentru semnalul capacitiv de trimitere tactilă, cele unsprezece semnale tactile capacitive de recepție, semnalul MIDI, semnalul audio (din arduino și în mufa stereo mono), 5V și GND.

Am proiectat o montură personalizată pentru a ține placa Arduino și prototip în baza inferioară a Bucky Touch. Imprimați 3D această parte utilizând fișierul STL furnizat. Acum glisați placa Arduino Nano și prototip în montură. Rețineți că Arduino Nano va trebui să aibă pinii orientați în sus. Glisați două piulițe M3 în suport. Acestea vor fi utilizate pentru a conecta montura la baza Bucky Touch.

Folosiți sârmă pentru a face conexiuni între Arduino și placa prototip așa cum se arată în schemă. De asemenea, conectați firele tactile capacitive la pinii antetului de pe placa prototip.

Pasul 8: Asamblarea bazei

Împingeți mufa Midi, mufa audio și comutatorul de comutare prin fața de bază cu orificiile corespunzătoare. Puteți fie să înșurubați cricurile, fie să le lipiți în spate. Pentru comutatorul de resetare, va trebui să sculptați un pătrat mic, astfel încât să se afle la același nivel cu fața feței. Lipiți firul de înfășurat pe întrerupătoare, astfel încât acestea să poată fi conectate la placa prototip și Arduino.

Acum este timpul să conectați pereții de bază la fundul bazei. Glisați câte un perete pe rând în partea inferioară a bazei și îmbinările conectorului bazei (partea G). Trebuie să glisați peretele în lateral cu crestături mai mari, apoi apăsați peretele în jos. Peretele ar trebui să se fixeze în poziție. După conectarea pereților cu orificiile pentru Arduino, glisați ansamblul Arduino / placa prototip în loc și conectați-l folosind șuruburile M3x12. Este posibil să trebuiască să vă mișcați piulițele M3 până când acestea sunt în poziția corectă.

După conectarea tuturor laturilor bazei, lipiți firele cricului la pinii corespunzători. În acest moment, este o idee bună să testați semnalele audio și MIDI folosind codul pe care l-am furnizat aici. Dacă nu funcționează, verificați conexiunile înainte de a trece la pasul următor.

Pasul 9: Realizarea conductivității plexiglasului

Am încercat mai multe moduri de a face din plexiglas o cheie pentru instrument. În proiectul meu de cupolă geodezică, am folosit senzori IR pentru a detecta când mâna utilizatorului era aproape de suprafață. Cu toate acestea, acestea nu au fost fiabile din cauza radiațiilor IR ale mediului, a diafragmei dintre senzorii IR și a măsurătorilor inexacte. Pentru Bucky Touch m-am gândit la trei soluții potențiale: senzori IR cu frecvență codată, butoane și atingere capacitivă. Butoanele și senzorii IR codați în frecvență nu au funcționat din cauza problemelor despre care vorbesc pe pagina mea Hackaday.

Provocarea senzorului tactil capacitiv este că materialul cel mai conductiv este opac, ceea ce nu ar funcționa pentru Bucky Touch, deoarece lumina trebuie să treacă prin plexiglas. Apoi am descoperit soluția: plastic acoperit cu ITO! Puteți cumpăra o foaie de 200mm x 100mm de la Adafruit pentru 10bucks.

Mai întâi am tăiat plasticul acoperit cu ITO în benzi și le-am lipit pe plexiglas cu un „X”. Asigurați-vă că părțile conductoare ale plasticului sunt orientate una față de cealaltă. Verificați măsurând rezistența folosind un multimetru. Inițial am îndoit plasticul și am conectat cuprul la firele de lipit pentru atingerea capacitivă. GREȘE MARE: nu îndoiți plasticul acoperit cu ITO! Îndoiți plasticul rupe conexiunea. În schimb, am lipit aproximativ un centimetru de sârmă pentru a înfășura sârmă pe plastic și a funcționat excelent. Vă amintiți acel fir de înfășurare de la Pasul 4 care a fost alimentat prin fața LED pentagonală? Acum este timpul să le folosiți pentru senzorii tactili capacitivi. Expuneți firul și lipiți-l de plasticul conductiv lipit de plexiglas. Repetați acest lucru pentru toate cele 11 fețe de plexiglas.

Acum este momentul potrivit pentru a rula câteva teste pentru a vă asigura că fețele dvs. din plexiglas funcționează ca senzori tactili capacitivi.

Pasul 10: Montarea plexiglasului

Adăugați îmbinările (partea E și F) în partea de jos a Bucky Touch care conectează partea inferioară cu toate componentele electronice la partea superioară cu LED-urile. Apoi împingeți parțial articulațiile puilor (partea H) în pereții Bucky Touch, astfel încât să existe suficient spațiu pentru a aluneca în plexiglas. Plexiglasul se potrivește numai dacă nu împingeți articulațiile puilor până la capăt, așa că fiți atenți. După ce ați plasat toate cele 11 fețe de plexiglas, împingeți articulațiile puilor în interior pentru a bloca fețele din plexiglas. Ar trebui să se potrivească perfect.

Înfășurați și lipiți celălalt capăt al firelor tactile capacitive pe pinii corespunzători de pe placa prototip și testați din nou senzorii tactili capacitivi. În cele din urmă, conectați părțile superioare și inferioare împreună folosind îmbinările (partea E și F). Asigurați-vă că nu trageți niciun fir. Felicitări, Bucky Touch este complet asamblat!

Pasul 11: Prototipuri mai vechi

Premiul II la Concursul Audio 2018