Bucky Touch: Dodekaedrin valaisin: 12 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Jon BumsteadSeuraa lisää tekijältä:

Tietoja: Valon, musiikin ja elektroniikan projekteja. Löydän ne kaikki sivustoltani: www.jbumstead.com Lisätietoja jbumsteadista »

Noin kaksi vuotta sitten rakensin suuren 120 -kasvisen LED -geodeettisen kupolin, joka toistaa musiikkia MIDI -lähdöllä. Se oli kuitenkin vaikea rakentaa ja anturit eivät olleet täysin luotettavia. Päätin rakentaa Bucky Touchin, pienemmän version geodeettisesta kupolistani, joka on helpompi rakentaa ja jossa on päivitetyt kapasitiiviset kosketusanturit. Bucky Touch on suunniteltu sekä MIDI- että äänilähdöllä, joten voit joko käyttää MIDI -laitetta (esim. Tietokonetta tai MIDI -näppäimistöä) Bucky Touchin toistoon TAI voit kytkeä Bucky Touchin suoraan vahvistimeen ja kaiuttimeen.

Ensimmäinen prototyyppini tässä projektissa oli samanlainen, mutta sillä ei ole kosketusherkkiä kasvoja ja se tarjoaa sen sijaan katkaisunappeja, jotka tarjoavat pääsyn digitaalisiin I/O-nastoihin, TX (lähetys) -tappi, RX (vastaanotto) -nasta, nollausnasta ja maadoituspiikki. Tätä versiota kutsuin Bucky Glowksi. Nastat mahdollistavat Bucky Glow -laitteen liittämisen antureihin (esim. Kapasitiivinen kosketus, infrapuna, ultraääni), moottoreihin, MIDI -liittimiin ja muuhun elektroniikkaan, jota voit ajatella.

Tämä opas käy läpi Bucky Touchin kokoonpanon, joka on enemmän kuin soitin Bucky Glow -laitteeseen verrattuna.

Vaihe 1: Toimitusluettelo

Materiaalit:

1. Kaksi arkkia 16 "x 12" 0,118 "paksuista MDF -levyä

2. Yksi arkki 12 "x 12" 0,118 "paksu läpikuultava valkoinen pleksilasi

3. WS2801 tai WS2811 pikselin LED -nauha (11 LEDiä):

4. Arduino Nano:

5. Prototyyppitaulu

6. ITO (Indium -tinaoksidi) päällystetty PET -muovi - 100 mm x 200 mm

7. 11X 2MOhm vastukset

8. 11X 1kOhm vastukset

9. 10k vastus äänilähdölle

10. 2X 0,1uF kondensaattorit äänilähtöön

11. MIDI -liitäntä:

12. Vaihtokytkin:

13. Painike:

14. Stereoääniliitäntä:

15. Otsatapit

16. 2X M3 mutterit

17. 2X M3x12 ruuvia

18. Kierrä lanka

19. Teippi

20. Juotos

21. Sähköteippi

22. MIDI - USB -kaapeli, jos haluat toistaa MIDI: tä tietokoneella

Työkalut:

1. Laserleikkuri

2. 3D -tulostin

3. Lankaleikkurit

4. Juotosrauta

5. Sakset

6. Kuusiokoloavain

7. Kuuma liimapistooli

8. Langankääritystyökalu

Vaihe 2: Järjestelmän yleiskatsaus

Bucky Touchin ytimessä on Arduino Nano. Osoitettavan WS2081 -LED -nauhan datatappi ja kellotappi on kytketty nastoihin A0 ja A1. Jokaisella dodekaedrin pinnalla on kapasitiivinen kosketusanturi, joka on liitetty 2,2 ohmin vastukseen nasta A2 lähettävään signaaliin. Vastaanottotapit ovat A3, D2-D8 ja D10-D12. Tässä on linkki kapasitiivisiin kosketusantureihin:

Bucky Touchissa on sekä MIDI -lähtö että monoäänisignaali. Molempia signaaleja käsitellään vaiheessa 6. TX -nastaista käytetään MIDI: lle ja PWM -signaalia nastasta 9 äänelle. Voit vaihtaa MIDI- ja monoulostulojen välillä liitäntään A3.

Arduino on ohjelmoitu lukemaan kaikki kapasitiiviset kosketusanturit sen määrittämiseksi, mitä viisikulmionäppäintä käyttäjä painaa. Sen jälkeen se lähettää signaaleja päivittääkseen LEDit ja tuottamaan äänen, joko MIDI- tai monoäänen riippuen vaihtokytkimen kääntämissuunnasta.

Vaihe 3: Rungon suunnittelu ja leikkaaminen

"lastaus =" laiska"

Bucky Glow -laitteessa on sekä MIDI- että monoäänilähtö. Jos haluat tarkastella MIDI- ja Arduino -ohjelmia, katso tämä linkki. Pidän MIDI: stä, koska se on helppo asentaa Arduinon kanssa ja tarjoaa ääntä lukemattomilta puhtaalta kuulostavilta soittimilta napin painalluksella. Haittapuoli on, että se vaatii MIDI -toistolaitteen signaalien purkamiseen ja muuntamiseen audiosignaaliksi. Lisäksi omien analogisten signaalien kehittäminen antaa sinulle paremman hallinnan ja paremman käsityksen signaalista, joka todella tuotetaan ja toistetaan kaiuttimiin.

Analogisten audiosignaalien luominen on haastava työ, joka vaatii tietoa värähtelevistä piireistä ja monimutkaisemmasta piirisuunnittelusta. Aloin suunnitella oskillaattoreita tähän projektiin ja edistyin jonkin verran, kun löysin Jon Thompsonin loistavan artikkelin monimutkaisten äänisignaalien luomisesta yhdellä PWM -nastalla Arduinossa. Mielestäni tämä oli täydellinen keskitie MIDI -signaalien ja monimutkaisemman analogisen piirisuunnittelun välillä. Signaalit tuotetaan edelleen digitaalisesti, mutta säästin paljon aikaa verrattuna omien värähtelypiirien rakentamiseen. Haluan kokeilla tätä vielä jonkin aikaa, joten kaikki ehdotukset hyvistä resursseista ovat erittäin tervetulleita.

Jon selittää, kuinka voit luoda 2 MHz: n 8-bittisen digitaalilähdön yhdellä nastalla, joka voidaan muuntaa analogiseksi audiosignaaliksi alipäästösuodattimen kautta tasoituksen jälkeen. Hänen artikkelissaan selitetään myös joitain Fourier -analyysin perusteita, joita tarvitaan monimutkaisempien aaltomuotojen ymmärtämiseen. Puhtaan sävyn sijasta voit käyttää tätä lähestymistapaa mielenkiintoisempien äänisignaalien luomiseen. Se toimii minulle toistaiseksi riittävän hyvin, mutta mielestäni tällä tekniikalla on vielä enemmän potentiaalia! Katso yllä olevasta videosta alustava testi äänen ja MIDI -lähdön välillä vaihtamisesta.

Testaa MIDI ja äänilähtö leipätaululla ennen kuin siirryt prototyyppikortin juotososiin.

Vaihe 7: Levyn juottaminen ja Arduinon asennus

Kerää vastukset, kondensaattorit, nastatapit ja prototyyppikortti. Pura prototyyppikortti kokoon 50 mm x 34 mm. Lisää 10MOhm: n vastukset vasempaan yläkanteen ja sen jälkeen nastatapit. Nämä otsikkotapit yhdistetään kapasitiivisiin kosketusantureihin. Jatka komponenttien lisäämistä noudattamalla Bucky Touchin kaaviota. Sinulla pitäisi olla nastat kapasitiiviselle kosketussignaalille, yksitoista kapasitiivista kosketussignaalia, MIDI -signaali, audiosignaali (ulos arduinosta ja mono -stereoliitäntään), 5 V ja GND.

Suunnittelin mukautetun kiinnityksen Arduinon ja prototyyppikortin pitämiseksi Bucky Touchin alaosassa. 3D -tulosta tämä osa käyttämällä mukana toimitettua STL -tiedostoa. Liu'uta nyt Arduino Nano ja prototyyppikortti telineeseen. Huomaa, että Arduino Nanon nastat on asetettava ylöspäin. Työnnä kaksi M3 -mutteria telineeseen. Näitä käytetään kiinnittämään teline Bucky Touchin pohjaan.

Käytä lankakierrelankaa liittämiseen Arduinon ja prototyyppikortin välille kaavion mukaisesti. Kytke myös kapasitiiviset kosketusjohdot prototyyppikortin otsikkotappeihin.

Vaihe 8: Pohjan kokoaminen

Työnnä Midi -liitin, ääniliitäntä ja kytkin pohjapinnan läpi sopivilla rei'illä. Voit joko ruuvata liittimet sisään tai liimata ne taakse. Palautuskytkintä varten sinun on leikattava pieni neliö niin, että se on tasalla kasvojen etuosan kanssa. Juotta lankakäärintälanka kytkimiin, jotta ne voidaan liittää prototyyppikorttiin ja Arduinoon.

Nyt on aika liittää pohjaseinät pohjaan. Työnnä yksi seinä kerrallaan pohjan pohjaan ja jalkaliittimien liitoksiin (osa G). Sinun on työnnettävä seinä sivulle suuremmilla lovilla ja painettava seinä alas. Seinän tulee napsahtaa paikalleen. Kun olet liittänyt seinät Arduinon reikiin, liu'uta Arduino/prototyyppikorttikokoonpano paikalleen ja liitä se M3x12 -ruuveilla. Saatat joutua heiluttamaan M3 -muttereita, kunnes ne ovat oikeassa asennossa.

Kun olet liittänyt kaikki rungon sivut, juota liittimen johdot sopiviin nastoihin. Tässä vaiheessa on hyvä idea testata ääni- ja MIDI -signaalit käyttämällä tässä antamaani koodia. Jos se ei toimi, tarkista yhteydet ennen kuin siirryt seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 9: Tee pleksilasista johtava

Kokeilin useita tapoja tehdä pleksistä instrumentin avain. Geodeettisessa domeprojektissani käytin IR -antureita havaitsemaan, milloin käyttäjän käsi oli lähellä pintaa. Ne eivät kuitenkaan olleet luotettavia ympäristön IR -säteilyn, IR -antureiden välisen ylikuulumisen ja epätarkkojen mittausten vuoksi. Bucky Touchia varten ajattelin kolmea mahdollista ratkaisua: taajuuskoodatut IR -anturit, painikkeet ja kapasitiivinen kosketus. Painikkeet ja taajuuskoodatut IR -anturit eivät toimineet Hackaday -sivullani puhuvien ongelmien vuoksi.

Kapasitiivisen kosketusanturin haasteena on, että suurin osa johtavasta materiaalista on läpinäkymätöntä, mikä ei toimisi Bucky Touchille, koska valon on läpäistävä se pleksilasin läpi. Sitten löysin ratkaisun: ITO -pinnoitettu muovi! Voit ostaa 200 x 100 mm: n arkin Adafruitilta 10 taksalla.

Leikkasin ensin ITO -päällystetyn muovin nauhoiksi ja teipasin ne pleksilasille”X” -merkillä. Varmista, että muovin johtavat sivut ovat toisiaan vastapäätä. Tarkista mittaamalla vastus yleismittarilla. Aluksi taivutin muovia ja liitin kuparin juotosjohtoihin kapasitiivista kosketusta varten. SUURI VIRHE: älä taivuta ITO -pinnoitettua muovia! Muovin taivuttaminen rikkoo liitännän. Sen sijaan teipasin noin tuuman lankakäärintälankaa muoviin ja se toimi hyvin. Muistatko vaiheen 4 lankakäärintälangan, joka syötettiin viisikulmaisen LED-pinnan läpi? Nyt on aika käyttää niitä kapasitiivisiin kosketusantureihin. Paljasta lanka ja teippaa se plexiglassiin teipattuun johtavaan muoviin. Toista tämä kaikille 11 pleksilasipinnalle.

Nyt on hyvä aika suorittaa joitakin testejä varmistaaksesi, että pleksilasisi toimivat kapasitiivisina kosketusantureina.

Vaihe 10: pleksilasin asennus

Lisää liitokset (osa E ja F) Bucky Touchin pohjaan, jotka yhdistävät pohjan ja kaiken elektroniikan yläosaan LED -valojen avulla. Työnnä sitten osittain pennunivelet (osa H) Bucky Touch -seiniin, jotta plexiglassissa on riittävästi tilaa liukua. Plexiglass sopii vain, jos et paina pennuniveleitä kokonaan, joten ole varovainen. Kun olet asettanut kaikki 11 pleksilasia, työnnä pennun nivelet kokonaan sisään lukitaksesi pleksipinnat. Sen pitäisi olla tiukka.

Kääri ja juota kapasitiivisten kosketusjohtojen toinen pää prototyyppikortin sopiviin nastoihin ja testaa kapasitiiviset kosketusanturit uudelleen. Kytke lopuksi ylä- ja alaosat yhteen nivelillä (osat E ja F). Varo vetämästä johtoja. Onnittelut, Bucky Touch on täysin koottu!

Vaihe 11: Vanhemmat prototyypit

Äänikilpailun toinen palkinto 2018