Звънец на жълъд: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

От: Чарли Детар, Кристина Сю, Борис Кизелщайн, Хана Пернър-Уилсън Цифров звънец с висящи жълъди. Звукът се произвежда от отдалечен високоговорител, а данните за ударите се качват в Pachube.

Стъпка 1: Мозъчна атака за устройство, което би представлявало себе си

Нашата цел беше да измислим проект, който да представлява нашите личности и да използва Arduino. Решихме да използваме LilyPad - но не се спряхме на нищо друго. Измина една седмица и ние пускахме идеи напред -назад по имейл. Искахме да го накараме да звучи, искахме да имаме нещо общо с природата, искахме да го запазим достатъчно просто, за да можем да го реализираме в наличното време. е прост (просто превключватели, без изискани сензори за температура или влажност за конфигуриране), така че изглеждаше възможно. Той осигурява природа, звук и приятен форм-фактор в LilyPad за това! Но как трябва да работи? Трябва ли да записва вятъра и да го възпроизвежда по -късно с натискане на бутон? Трябва ли да предава удара от вятъра на друго място? В реално време или изместен? Истинско местоположение или сменен? Събрахме се и Чарли донесе няколко жълъда; тяхната естествена красота запечатва форм -фактора на висящи жълъди под LilyPad. Решихме да направим задействането на звука в реално време, но леко отдалечено (високоговорител, отделен от звънците), и да включим безжичен модул за качване на данните на

Стъпка 2: Материали и инструменти

Материали:- неопрен с дебелина 1,5 мм с плат, ламиниран от двете страни за торбичка за батерията- проводима нишка- непроводима нишка- разтеглива проводима тъкан (сравнително малко количество)- стопяема се свързваща "желязо" за предпазване на проводяща тъкан към неопрен за торбичка за батерията - Непроводима тъкан (за възглавницата на високоговорителя)- Жълъди (използвахме 6, но тя е гъвкава)- Малки пластмасови мъниста (за изолиране на конеца)- Лепило за тъкани (за изолиране и защита на възли от проводящи нишки)- Низа за окачване на всичко от Електроника: - Lilypad Arduino- Bluetooth модул Bluesmirf за Arduino- USB към сериен конектор за тестване и зареждане на вашия код на Arduino.- Батерии (използвахме 3 AA)- Високоговорител (слушалките също могат да работят)- USB Bluetooth адаптер (по избор) - USB кабел за удължител Софтуер:- Средата за програмиране на Arduino.- Среда за разработка на обработка Инструменти:- Игла за шиене- Клещи (за издърпване на игла)- Накрайник (за изтласкване на игла)- Остри ножици (за рязане на тъкани и конци)- Така фреза- Мултицет (за намиране на къси панталони)

Стъпка 3: Вдигане на жълъди

Жълъдите служат както за естетически, така и за практически цели. Освен че помагат на звънеца ни да се слее с дърво, те също претеглят проводящата нишка, за да ги държат прави във ветровит свят. За нашия звънец използвахме 5 обикновени жълъда. Решете колко дълго искате да са нишките ви за часовници и отрежете 5 парчета проводящи нишки с около 2-3 инча по-дълги-прецизността тук всъщност няма значение и е добре да си дадете малко място за завързване на възли. * с едно от парчетата конец и го пъхнете в жълъда. Използвайки напръстника си, натиснете здраво иглата, докато стигне докрай в жълъда. Освен ако не използвате гигантски мутантни жълъди, по -голямата част от иглата сега трябва да стърчи от другата страна. Издърпайте иглата докрай с помощта на клещи. След това издърпайте конеца, докато от дъното на жълъда виси около сантиметър и преминете към следващия жълъд. Когато всичките пет жълъда са нанизани, ги подредете, за да сте сигурни, че подреждането на жълъдите изглежда добре за теб. Ако сте доволни, завържете възел в долната част на всеки жълъд (достатъчно голям, че нишката не може да се плъзне през жълъда дори при силно разклащане) и поставете малко лепило за тъкани върху възела, за да запечатате сделката. Сега завържете всеки от тях върху LilyPad. В този случай иглата може да ви бъде полезна. Разпределете се равномерно и избягвайте + и-, завъртете края на жълъда на всяка нишка в порт на Arduino и го закрепете с възел и лепило за тъкани. В този момент ВНИМАВАЙТЕ да не заплитате всичко! Нашият беше такъв проблем, че в крайна сметка увихме някакъв нормален проводник около нишката си, за да се опитаме да предотвратим заплитането.

Вдигането на нишки може да бъде трудно, тъй като проводящата нишка се разтрива лесно и намокрянето не помага твърде много-използвайте ножица, за да отрежете всички непоправимо износени краища и да започнете отначало

Стъпка 4: Изработване и поставяне на чукача

Тъй като искаме да открием кога чукачът удря конец, той трябва да е нещо проводимо. Всяко метално мънисто би трябвало, но решихме просто да увием жълъд в проводяща тъкан. За да осигурим едновременно тъканта и да я завържем с Arduino, получихме дълго парче проводяща нишка и я използвахме за зашиване около горната част на жълъда, създавайки накрая отгоре. Останалата част от нишката вече може да се използва за окачете чукача от центъра на LilyPad. За да постигнем това, ние създадохме кръстосана X форма с резба от долната страна на Arduino (с цикъл през дупки -, a1, 1 и 9), след което завързахме низа на чукача към пресечната точка. Като го завъртяхме през-дупката, гарантирахме, че този чукач ще бъде свързан към земята-уверете се обаче, че никоя част от кръста не докосва никой от портовете на жълъдите, или ще създаде късо, което ще регистрирайте се като бележка, която постоянно е "включена"!

Стъпка 5: Зашиване на торбичката за батерията

Хубаво е да бъдете бали, за да интегрирате захранването на всяко устройство в дизайна на цялото. Затова решихме да включим трите AA батерии, необходими за захранване на LilyPad Arduino (а по -късно и на Bluetooth модула) в окачването на звънеца. Изработване на торбичка за батериите, така че те да могат да бъдат подредени последователно и да станат част от окачването. Тази конструкция се оказа леко дефектна, тъй като дърпащите сили на торбичката на батерията в крайна сметка издърпаха проводящите контакти от двата края далеч от контакт с краищата на батериите. Успяхме да разрешим това, като натъпкахме достатъчно проводяща тъкан в двата края. Което засега работеше добре, но в бъдеще това трябва да бъде преразгледано. Желязо За да не се налага да шием проводящата тъкан към неопрена, можем да работим просто с топящо се свързване. измислена мрежа от топлинно лепило, предназначена за текстил. просто първо го изгладете върху проводящата тъкан, не забравяйте да използвате листа восъчна хартия между ютията и свързването. и внимавайте ютията да не е прекалено гореща или ще изгори проводящата тъкан. тествайте първо върху малко парче. леко обезцветяване е наред. Шаблон Изтеглете следния шаблон и го разпечатайте в мащаб: >> https://www.plusea.at/downloads/TripleAABatteryPouch_long.pdf (идва скоро …) Изрежете шаблона и проследете до неопреновата и проводяща тъкан. Може да се наложи леко да коригирате измерванията, ако използвате по -дебел неопрен. Други тъкани, разтегливи или не, не са подходящи за тази цел, тъй като не са в състояние да направят толкова подходящо за батериите. След проследяване изрежете всички парчета. Предпазител Извадете подложката от восъчна хартия от проводимата тъкан и поставете парчетата върху неопрена, където им е мястото (вижте шаблона). Можете да използвате восъчната хартия между ютията и проводимата тъкан за допълнителна защита. гладете над пластирите, така че да са силно слети с неопрена. Зашийте Игла с обикновена нишка и започнете да шиете неопрена заедно. първо по дължината, а след това и двата края. можете да поставите батериите, докато шиете, за да улесните. И можете да изрежете дупката в самия край, за да извадите батериите. уверете се, че дупката не е твърде голяма. неопренът е много издръжлив и може да отнеме много разтягане. Свържете се Прокарайте игла с проводима нишка. потопете се в неопрена от двата края на торбичката за батерии и влезте в контакт с проводящата тъкан вътре. използвайте мултицет, за да се уверите, че имате връзки. и зашийте няколко пъти, за да се уверите, че връзката е добра. можете да дефинирате - и +, като просто превключите посоката на всички батерии. единият от краищата ще напусне директно от края на чантата за батерията, а другият ще трябва да бъде свален до същия край чрез зашиване по неопрена. бъдете особено внимателни, че конецът никога не преминава през неопрена, където може да влезе в контакт с една от батериите или евентуално проводящата тъкан да образува другия край. използвайте мултицет, за да тествате, докато шиете. Свържете и изолирайте, когато имате двата края + и - в същия край на торбичката. ще искате да ги занесете в LilyPad Arduino. изолирайте нишките със стъклени или пластмасови мъниста и зашийте около съединенията на лилипата и залепете преди рязане. Завършващи щрихи Сега захранването трябва да работи. Това, което липсва, е начин да спрете торбичката, LilyPad и жълъдите от тях. За целта вземете някакъв непроводим шнур и зашийте в противоположния край на торбичката от LilyPad. Създайте примка или два свободни края, които могат да бъдат завързани около клона.

Стъпка 6: Програмиране на Chime Sounds

Звук! Обичам звука! Звукът от високоговорителите е много забавен. Но как микроконтролерът издава звук? Високоговорителите издават звук, когато има разлика в напрежението в техните клеми, което задвижва конуса на високоговорителя или по -далеч от или по -близо до бобината отзад, в зависимост от това дали разликата в напрежението е положителна или отрицателна. Когато конусът се движи, въздухът се движи. Звукът, който разпознаваме, е просто въздух, движещ се на много специфични честоти - високоговорители, които изтласкват и издърпват въздух, който след това тече в ушите ни. Микроконтролерите като създатели на звук са доста сложни. Това е така, защото без цифрово-аналогов преобразувател те са способни само да направят две напрежения: високо (обикновено 3-5 волта) или ниско (0 волта). Така че, ако искате да управлявате високоговорител с микроконтролер, вашите възможности са ограничени до две основни техники: Модулация с широчина на импулса и квадратни вълни. Широтно-импулсната модулация (PWM) е фантастичен трик, при който сближавате аналогов сигнал (такъв, който има напрежение в диапазона между ниско и високо) с цифров сигнал (такъв, който е САМО нисък или висок). Докато PWM може да произвежда произволен, прекрасен звук с пълен спектър, той изисква бързи часовници, внимателно кодиране и фантастично филтриране и усилване, за да задвижва добре високоговорителя. Квадратните вълни, от друга страна, са прости и ако сте доволни от тях дрезгав тон, може да бъде лесен начин да правите прости мелодии. Leah Buechley предоставя хубав пример за страница на проект, изходен код) за използване на LilyPad за създаване на квадратни вълни, способни да управляват малък високоговорител. Но ние искахме нашите звънци да звучат малко по -скоро като звънци - да имат динамичен упадък и в началото да изглеждат по -силни, отколкото в края. Искахме също звукът да бъде малко по-малко суров и малко по-звънчев. Какво да правим? За да направим това, ние се възползваме от проста техника за добавяне на сложност към квадратната вълна и трик с високоговорителя. Първо, направихме така, че квадратните вълни да не останат „високи“за една и съща дължина - те се променят с течение на времето, въпреки че тяхното начало е винаги едно и също. Тоест, 440Hz квадратна вълна все още ще превключва от "ниско" на "високо" 440 пъти в секунда, но ще го оставим на "високо" за различно време. Тъй като високоговорителят не е идеално цифрово устройство и отнема време конусът да се изтласка навътре, придавайки повече форма на "трион", отколкото квадратна вълна. Освен това, тъй като ние задвижваме високоговорителя само от едната страна (ние му даваме само положително напрежение, никога отрицателно напрежение), той се връща само в неутрално положение поради гъвкавостта на конуса. Това води до по-гладък и по-динамичен, нелинейно изкривен звук. Ние разглеждахме всеки висящ жълъд като „превключвател“, така че когато заземеният в центъра висящ жълъд ги докосне, той ги дърпа ниско. Кодът просто се променя през входовете за всеки висящ жълъд и ако установи, че е нисък, пуска тон за него. Работен изходен код на LilyPad Arduino, приложен по -долу.

Стъпка 7: Включване на безжична връзка

Искахме Windchime да бъде свързан със света, като изпраща нотите, които е пускал в Интернет, където може да се превърне в емисия и да се консумира от всеки по света и да се възпроизвежда. За да постигнем това, ние свързахме Bluetooth адаптер към липучката на Arduino, който изпрати честотата, която се възпроизвежда от звънеца, към компютър, с който е сдвоен. Компютърът след това стартира програма за обработка, която изпрати бележката до pachube.com, нещо като туитър за устройства, където емисията беше публично достъпна за глобално потребление. За да постигна това, направих разбивка на урок надолу в няколко части: ЗАБЕЛЕЖКА: Следните стъпки предполагат, че вече сте прехвърлили arduino с нашия скрипт. Настройка на Bluetooth на Arduino и сдвояването му с компютър. Тази стъпка може да бъде най -разочароващата, но се надяваме, че с малко търпение и този урок ще свържете вашия Arduino с вашия компютър за нула време. Започнете, като свържете Bluetooth модула до Arduino чрез някои проводници. За тази стъпка ще искате да имате захранване, готово за захранване на arduino, можете да използвате батерията, която описваме в този урок, или да я хакнете с 9v батерия, която е лесна за използване с машинки за подстригване. За програмиране на Arduino няма да е необходимо да използвате кабелите за данни към Arduino, тъй като вашият компютър ще говори само с Bluetooth модула по това време. Засега просто свържете захранващите и заземяващите проводници така: Arduino GND, щифт 1 към BT GND Pin 3 Arduino 3.3V, щифт 3 към BT VCC Pin 2 След като свържете проводниците, можете да свържете Arduino към източника на захранване и с за късмет, ще видите, че Bluetooth адаптерът започва да мига в червено. Това означава, че то получава захранване и вие сте на път. Следващата стъпка е да сдвоите устройството с компютъра си. За да направите това, следвайте протокола на вашия адаптер за OS/Bluetooth за откриване и сдвояване на устройство. Ще искате да се сдвоите с парола и да й дадете парола 1234, ако използвате чисто ново устройство BlueSmirf. В противен случай, ако е бил използван, вземете паролата от предишния потребител или проверете ръководството по подразбиране, ако използвате различна марка. Ако всичко върви добре, трябва да получите потвърждение за успешно сдвояване. Сега, за да Arduino и вашия компютър за обмен на информация и двамата трябва да работят със същата скорост на предаване. За Lillypad това е 9600 бода. Ето малко черен ar: ще трябва да влезете в bluetooth устройството със сериен терминал и да промените скоростта му на предаване, така че да съответства на тази на Lillypad. За да направите това, препоръчвам да използвате изтегляне и инсталиране на ZTERM (https://homepage.mac.com/dalverson/zterm/) на mac или termite на windows (https://www.compuphase.com/software_termite.htm). В името на този урок ще обсъждаме само mac, но страницата на windows е много подобна, така че ако сте запознати с тази среда, трябва да можете да я разберете. След като инсталирате серийния си терминал, сте готови да опитате за да се свържете с Bluetooth устройството. Сега, за да накарате Zterm да се свърже с вашето устройство, ще трябва да принудите вашия Mac да установи връзка, можете да направите това, като изберете вашето устройство от менюто на bluetooth и след това в екрана със свойства, като изберете „Редактиране на серийни портове“. Протоколът ви трябва да бъде настроен на RS-232 (сериен) и услугата ви трябва да бъде SSP. Ако всичко върви добре, вашето устройство ще покаже свързано на вашия yoru компютър и bluetooth ще потвърди свързване. Сега искате бързо да стартирате zterm и да се свържете със серийния порт, където е свързан bluesmirf. След като терминалът се появи, въведете:> $$$ Това поставя устройството в команден режим и го подготвя за програмиране. Трябва да направите това в рамките на 1 минута след свързването с устройството, или няма да работи. Ако не получите съобщение OK след тази команда и вместо това получите?, Тогава изтече времето. Ако влезете в командния режим, уверете се, че имате добра връзка, като напишете:> D Това ще покаже настройките на устройството. Може също да искате да въведете:> ST, 255 Това ще премахне ограничението във времето за конфигуриране на устройството. Сега искате да въведете:> SU, 96 Това ще зададе скоростта на предаване на 9600. Направете друго> D За да се уверите, че настройката ви е взела и сега сте готови за рок. За да тествате нова връзка за данни. Излезте от Zterm, изключете захранването от Arduino, свържете кабелите за данни към Bluetooth така, че да имате следните връзки: Arduino GND, пин 1 към BT GND Pin 3 Arduino 3.3V, щифт 3 към BT VCC Pin 2 Arduino TX, щифт 4 към BT TX щифт 4 Arduino RX, щифт 5 към BT RX щифт 5 Повторно включете захранването. Ако сте построили целия звънец, това би било чудесно, в противен случай просто се уверете, че е мига със софтуера и след това просто изключете сензорите с проводник. Стартирайте Arduino, уверете се, че устройството и скоростта на предаване в менюто на инструментите съвпадат с вашето оборудване и след това щракнете върху бутона за сериен монитор. С малко късмет би трябвало да видите бележките си да отекват в терминала, когато задействате сензорите. Поздравления! Ако не виждате това, не се отказвайте, следвайте отново внимателно тези стъпки и вижте какво сте пропуснали. Една забележка е, че понякога Arduino се оплаква, че серийният порт е зает, когато не е. Първо се уверете, че не е зает с друго приложение и след това циклирайте Arduino (софтуера), за да се уверите, че проблемът не е там. Ето отлична справка за устройството BlueSmirf и неговите кодове: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php? Products_id = 5822. Изпращане на данни към Pachube Сега, когато вашият Bluetooth модул работи правилно, сте готови да изпратите данни към Pachube. Прикаченият код ще е напълно функционален и ще ви покаже как, но нека разгледаме стъпките тук. Преди да започнем, ще трябва да изтеглите обработката (https://processing.org/) и да създадете Pachube (https:// pachube.com) акаунт. Тъй като те все още са в затворена бета версия, може да се наложи да изчакате един ден, преди да получите данните си за вход. След като влезете, създайте емисия в pachube, ето нашата например: https://www.pachube.com/feeds/ 2721 Сега сме почти готови да изпращаме данни на pachube, просто се нуждаем от специална библиотека с кодове за обработка, която да структурира вашите данни по начина, по който pachube харесва. Тази библиотека се нарича EEML (https://www.eeml.org/), което означава „Разширен среда за маркиране на езика“(доста готино. След като инсталирате всичко това, сте готови да изпращате данни! Добавете информацията за вашата идентичност на емисията тук: >> dOut = new DataOut (this, "[FEEDURL]", "[YOURAPIKEY]"); и вашата конкретна информация за емисията тук: >> dOut.addData (0, "Честота"); 0 показва коя емисия е, в нашия случай това е единствената емисия, идваща от това устройство, така че ще бъде 0. "Честота" представлява името на стойността, която изпращаме и ще бъде добавена към таксономията на pachube (това ще бъдат класове с всички останали емисии с честота на ключовата дума), тя също така представлява какви са единиците, които изпращаме. Има допълнително обаждане: >> // dOut.setUnits (0, "Hertz", "Hz", "SI"); Което уточнява мерните единици, но по време на това писане не работи в Pachube, затова го коментирахме. Но опитайте. Ще бъде полезно, след като започне да работи. Сега вече сте готови, но може да си струва да споменете конкретно няколко други реда от кода: >> println (Serial.list ()); Този код отпечатва всички налични серийни портове >> myPort = new Serial (this, Serial.list () [6], 9600); и този код определя кой от тях да се използва в приложението. Уверете се, че сте посочили правилния и правилната скорост на предаване за вашето устройство, в противен случай кодът няма да работи. Можете да опитате да го стартирате и ако имате проблем, погледнете изхода на серийните портове и се уверете, че имате правилния, посочен по -горе. След като ги посочите, просто стартирайте кода и ще видите как вашата емисия оживява. >> забавяне (8000); Добавих това забавяне след изпращане на данните на pachube, защото те налагат ограничение от само 50 заявки към емисия (нагоре и надолу) за 3 минути. Тъй като за тази демонстрация четях и писах емисиите по същество по едно и също време, добавих забавяне, за да се уверя, че не съм прекъснал техния прекъсвач. Това води до много забавено хранене, но с развитието на тяхната услуга те ще повишат тези наивни граници. Уебсайтът на общността Pachube също има хубав Arduino Tut, препоръчвам да го прочетете, ако все още имате нужда от повече информация: https://community.pachube.com/? Q = node/113. Консумиране на данни от Pachube (бонус) Можете да консумирате Pachube datafeed чрез обработка и почти да го накарате да прави каквото искате. С други думи, можете да третирате честотите като бележки (те се съпоставят в мащаб) и да ги възпроизвеждате или просто да ги използвате като генератори на произволни числа и да правите други неща като визуални изображения или да възпроизвеждате несвързани семпли. Приложената проба от код възпроизвежда синусоида въз основа на честотата, която изтегля от pachube и кара цветния куб да се върти наоколо. За да получим данните от pachube, ние просто ги искаме в този ред: dIn = new DataIn (this, "[PACHUBEURL]", "[APIKEY]", 8000); подобно на начина, по който изпратихме данните в стъпка 2. Може би най -много интересна част от този код е включването на проста, но мощна музикална библиотека за обработка, наречена Minim (https://code.compartmental.net/tools/minim/), която ви позволява лесно да работите със семпли, да генерирате честоти или да работите с звуков вход. Има и много страхотни примери. Не забравяйте, че ако искате да изпратите емисия и да ядете, ще ви трябват 2 компютъра (предполагам, че можете да направите това практически на една машина). Един сдвоен с Bluetooth устройството, изпраща данни, а друг изтегля емисията от pachube. ако искате наистина да тествате това на място, ще трябва да прикрепите ключ към компютъра си чрез дълъг USB кабел и да се уверите, че имате линия на сайта с вашия звънец. Вътрешните Bluetooth антени нямат голям обхват, но можете да получите 100 'или повече с качествен ключ, който може да бъде позициониран по посока.

Стъпка 8: Изработка на възглавница за високоговорители

Искахме нашето звънене да се извежда през високоговорител, който да бъде прикрепен към ствола на дървото (далеч от клоните!), За да поканим хората да се навеждат и да слушат. За да направим възглавницата малко специална, се възползвахме от компютърно управляваната шевна машина, способна да бродира. Начертахме бърз малък дизайн на високоговорител в софтуера за векторни илюстратори на шевната машина, а 2 игли и много нишки по -късно имаха хубава емблема. Това беше пришито в малка форма на възглавница, с високоговорителя вътре, зад пълнежа. Плънката помогна да се заглуши някои от грубостите в звука и да се направи по -тих. компютърно управлявана шевна машина, има много други забавни начини за създаване на модели, като просто изрязване на парче плат и пришиване.

Стъпка 9: Съберете всичко заедно

Зашийте проводниците на високоговорителя в неопрена за кутията на батерията. Внимавайте да избягвате къси панталони - лесно е случайно да оставите земята, положителното напрежение от батерията или проводниците на високоговорителя да се пресичат. Едно решение, което не пробвахме, но мислехме за него, беше да увием кутията на батерията в допълнително парче плат, което може да бъде ушито без опасност от къси панталони. Трябваше да презашием няколко пъти, след като случайно създадохме къси панталони - цифров мултицет е незаменим за отстраняване на грешки. За да изолираме допълнително нещата, ние нанизахме мъниста върху връзките близо до дъската. Това е лесен и атрактивен начин за изолиране на проводяща нишка. Неопреновият държач на батерията може да се разтегне малко и да остави батериите несвързани. Ако това се случи, просто натъпчете малко по -проводима материя в дъното, за да заклините батериите.

Стъпка 10: Инсталиране в дърво

Сега е забавната част: изберете дърво и го закачете! Дъбовите дървета са особено хубави, защото жълъдите ще имат съседи на клона. Изберете място, което ще получи подходящ вятър, така че да се разклати. Първоначално се опитахме да се изкачим високо в средата на голямо широколистно дърво, но това не беше толкова ефективно, колкото тънък малък клон от външната страна.). Не забравяйте да вземете проводника на високоговорителя достатъчно дълго - но не забравяйте, че винаги можете да сплитате повече кабел, ако е необходимо. Ние пришихме презрамки към високоговорителя, за да можем да го завържем около дървото. Можете да направите същото или да прикрепите с въже или връв.