Bucky Touch: Осветяващ додекаедров инструмент: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

От jbumsteadJon Bumstead Следвайте още от автора:

За: Проекти в светлината, музиката и електрониката. Намерете ги всички на моя сайт: www.jbumstead.com Повече за jbumstead »

Преди около две години построих голям 120 геодезичен купол с LED лице, който възпроизвежда музика с MIDI изход. Сградата обаче беше трудна и сензорите не бяха напълно надеждни. Реших да построя Bucky Touch, по -малка версия на моя геодезичен купол, който е по -лесен за конструиране и има модернизирани капацитивни сензори за докосване. Bucky Touch е проектиран както с MIDI, така и с аудио изход, така че можете да използвате MIDI устройство (например компютър или MIDI клавиатура), за да възпроизведете Bucky Touch ИЛИ можете директно да свържете Bucky Touch към усилвател и високоговорител.

Първият ми прототип в този проект беше подобен, но няма чувствителни на допир лица и вместо това осигурява излизащи щифтове, които осигуряват достъп до цифрови входно-изходни щифтове, TX (предаване) щифт, RX (получаване) щифт, щифт за нулиране, и заземяващ щифт. Тази версия нарекох Bucky Glow. Щифтовете ви позволяват да свържете Bucky Glow към сензори (например капацитивно докосване, инфрачервено, ултразвуково), двигатели, MIDI жакове и всяка друга електроника, за която се сетите.

Тази инструкция преминава през сглобяването на Bucky Touch, който е по -скоро като музикален инструмент в сравнение с Bucky Glow.

Стъпка 1: Списък на доставките

Материали:

1. Два листа от MDF с дебелина 16 "x 12" 0,118"

2. Един лист от 12 "x 12" 0,118 "дебел полупрозрачен бял плексиглас

3. WS2801 или WS2811 пикселна LED лента (11 светодиода):

4. Arduino Nano:

5. Прототипна дъска

6. ITO (Индий калай оксид) PET пластмаса с покритие - 100 mm x 200 mm

7. 11X 2MOhm резистори

8. 11X 1kOhm резистори

9. 10k резистор за аудио изход

10. 2X 0.1uF кондензатори за аудио изход

11. MIDI жак:

12. Превключвател:

13. Бутон:

14. Стерео аудио жак:

15. Щифтове на заглавната част

16. 2X M3 гайки

17. 2X болта M3x12

18. Тел за увиване на тел

19. Скоч

20. Припой

21. Електрическа лента

22. MIDI към USB кабел, ако искате да играете MIDI с компютър

Инструменти:

1. Лазерен нож

2. 3D принтер

3. Резачки за тел

4. Поялник

5. Ножици

6. Шестостен ключ

7. Пистолет за горещо лепило

8. Инструмент за навиване на тел

Стъпка 2: Общ преглед на системата

В основата на Bucky Touch е Arduino Nano. Изводът за данни и пина за часовник на WS2081 адресируема LED лента са свързани съответно към щифт A0 и A1. Всяка страна на додекаедъра има капацитивен сензор за докосване, свързан с резистор 2.2Mohm към изпращащия сигнал, идващ от щифт A2. Приемните щифтове са A3, D2-D8 и D10-D12. Ето връзка към капацитивни сензори за докосване:

Bucky Touch има както MIDI изход, така и моно аудио сигнал. И двата сигнала са обсъдени в Стъпка 6. TX щифтът се използва за MIDI, а PWM сигнал от пин 9 се използва за аудио. За да превключвате между MIDI и моно изход, има превключвател, свързан към щифт A3.

Arduino е програмиран да чете всички капацитивни сензори за докосване, за да определи кой петоъгълник е натиснат от потребителя. След това той извежда сигнали, за да актуализира светодиодите и да произвежда звук, или MIDI, или моно звук в зависимост от посоката, в която превключвателят е обърнат.

Стъпка 3: Проектиране и изрязване на шасито

"loading =" мързелив"

Bucky Glow има както MIDI, така и моно аудио изход. За преглед на MIDI и Arduino вижте тази връзка. Харесвам MIDI, защото е лесен за настройка с Arduino и осигурява аудио от безброй чисто звучащи инструменти с едно натискане на бутон. Недостатъкът е, че изисква MIDI устройство за възпроизвеждане, за да декодира сигналите и да ги преобразува в аудио сигнал. Също така, разработването на ваши собствени аналогови сигнали ви дава повече контрол и по -добро разбиране на сигнала, който всъщност се произвежда и възпроизвежда в високоговорителите.

Създаването на аналогови аудио сигнали е предизвикателна работа, която изисква познаване на трептящите схеми и по -сложното проектиране на веригата. Започнах да проектирам осцилатори за този проект и постигнах известен напредък, когато намерих страхотна статия от Джон Томпсън за създаването на сложни аудио сигнали с помощта на един PWM щифт на Arduino. Мисля, че това беше перфектна среда между MIDI сигнали и по -сложен дизайн на аналогова схема. Сигналите все още се произвеждат цифрово, но спестих много време в сравнение с изграждането на собствени колебателни вериги. Все още искам да опитам това известно време, така че всякакви предложения за добри ресурси ще бъдат много благодарни.

Джон обяснява как можете да генерирате 2MHz 8-битов цифров изход с един щифт, който може да се преобразува в аналогов аудио сигнал след изглаждане чрез нискочестотен филтър. Неговата статия също обяснява някои основи на анализа на Фурие, който е необходим за разбиране на по -сложни форми на вълната. Вместо чист тон, можете да използвате този подход за генериране на по -интересни аудио сигнали. Засега работи достатъчно добре за мен, но мисля, че има още по -голям потенциал с тази техника! Вижте видеото по -горе за предварителен тест за превключване между аудио и MIDI изход.

Тествайте MIDI и аудио изхода на макет, преди да преминете към компоненти за запояване на прототипната платка.

Стъпка 7: Запояване на дъската и монтиране на Arduino

Съберете резисторите, кондензаторите, щифтовете на заглавките и прототипната платка. Разбийте прототипната дъска на 50 мм х 34 мм. Добавете 10MOhm резистора в горния ляв капак, последван от щифтовете на заглавката. Тези щифтове за заглавки ще се свържат с капацитивните сензори за докосване. Продължете да добавяте компонентите, като следвате схемата на Bucky Touch. Трябва да имате щифтове за капацитивния сигнал за изпращане на докосване, единадесетте капацитивни сигнала за докосване, MIDI сигнала, аудио сигнала (извън arduino и към моно стерео жака), 5V и GND.

Проектирах персонализиран монтаж за държане на Arduino и прототипната платка в долната част на Bucky Touch. 3D отпечатайте тази част, като използвате предоставения STL файл. Сега плъзнете Arduino Nano и прототипната платка в стойката. Имайте предвид, че Arduino Nano ще трябва да има щифтовете нагоре. Плъзнете две гайки M3 в стойката. Те ще се използват за свързване на стойката към основата на Bucky Touch.

Използвайте телена обвивка, за да направите връзки между Arduino и прототипната платка, както е показано на схемата. Свържете също капацитивните сензорни проводници към щифтовете на заглавката на прототипната платка.

Стъпка 8: Сглобяване на основата

Натиснете Midi жака, аудио жака и превключвателя през основната страна със съответните отвори. Можете или да завиете криковете, или да ги залепите отзад. За превключвателя за нулиране ще трябва да изрежете малък квадрат, така че да лежи в равна степен с предната част на лицето. Запоявайте тел за навиване на тел към превключвателите, така че да могат да бъдат свързани към прототипната платка и Arduino.

Сега е време да свържете основните стени към дъното на основата. Плъзнете една по една стена в дъното на основата и съединителите на основата на основата (част G). Трябва да плъзнете стената отстрани с по -големи прорези и след това да натиснете стената надолу. Стената трябва да щракне на място. След като свържете стените с отворите за Arduino, плъзнете монтажа на Arduino/прототипната платка на място и го свържете с помощта на болтовете M3x12. Може да се наложи да размахвате гайките M3, докато не са в правилната позиция.

След като свържете всички основни страни, запоявайте проводниците на жака към съответните щифтове. На този етап е добра идея да тествате аудио и MIDI сигналите, като използвате кода, който дадох тук. Ако не работи, проверете връзките си, преди да преминете към следващата стъпка.

Стъпка 9: Направете плексигласа проводим

Опитах няколко начина да направя плексигласа ключ за инструмента. В моя проект за геодезически купол използвах IR сензори за откриване, когато ръката на потребителя е близо до повърхността. Те обаче не бяха надеждни поради инфрачервеното излъчване на околната среда, пресечните точки между инфрачервените сензори и неточните измервания. За Bucky Touch помислих за три потенциални решения: честотно кодирани IR сензори, бутони и капацитивно докосване. Бутоните и честотно кодираните IR сензори не работят поради проблеми, за които говоря на страницата си Hackaday.

Предизвикателството за капацитивния сензор за докосване е, че повечето проводими материали са непрозрачни, което не би работило за Bucky Touch, защото светлината трябва да премине през плексигласа. Тогава открих решението: пластмаса с ITO покритие! Можете да закупите лист 200 мм х 100 мм от Adafruit за 10 долара.

Първо нарязах пластмасата с покритие ITO на ленти и ги залепих върху плексигласа в „X“. Уверете се, че проводимите страни на пластмасата са обърнати една към друга. Проверете чрез измерване на съпротивлението с помощта на мултицет. Първоначално огънах пластмасата и свързах мед към спояващи проводници за капацитивно докосване. ГОЛЯМА ГРЕШКА: не огъвайте пластмасата с ITO покритие! Огъването на пластмасата прекъсва връзката. Вместо това залепих около 1 инч телена обвивка към пластмасата и това работи чудесно. Спомняте ли си този проводник от стъпка 4, който се подаваше през петоъгълната LED повърхност? Време е да ги използвате за капацитивните сензори за докосване. Изложете жицата и я залепете върху проводящата пластмаса, залепена с плексиглас. Повторете това за всички 11 лица от плексиглас.

Сега е подходящ момент да проведете някои тестове, за да се уверите, че лицата ви от плексиглас функционират като капацитивни сензори за докосване.

Стъпка 10: Монтиране на плексиглас

Добавете съединенията (част E и F) в долната част на Bucky Touch, които свързват долната част с цялата електроника към горната част със светодиодите. След това натиснете частично фугите (част H) в стените на Bucky Touch, така че да има достатъчно място за плъзгане в плексигласа. Плексигласът може да се побере само ако не натискате кучешките стави докрай, така че бъдете внимателни. След като поставите всичките 11 лица от плексиглас, натиснете ставите на кученцата докрай, за да заключите лицата от плексиглас. Тя трябва да приляга плътно.

Увийте и запойте другия край на капацитивните сензорни проводници към съответните щифтове на прототипната платка и тествайте отново своите капацитивни сензори за докосване. Накрая свържете горната и долната част заедно с помощта на фугите (част E и F). Внимавайте да не дърпате проводници. Поздравления, Bucky Touch е напълно сглобен!

Стъпка 11: По -стари прототипи

Втора награда в аудио конкурса 2018