Langattoman ilmapianohanskan tekeminen: 9 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tarkoitukset ja toiminnot:

Käytettävä teknologiaprojektimme on luoda langaton ilmapianohanskat, joissa on synkronoidut valot, käyttäen peruselektroniikkaa, mikro-ohjainta, kuten HexWear, ja kannettava tietokone, jossa on Arduino- ja Max 8 -ohjelmisto. Projektimme käyttötarkoitukset ovat soittaa pianomusiikkia Bluetooth -kaiuttimen kautta liikuttamalla sormia ilman yhteyttä kiinteään järjestelmään tai varsinaiseen instrumenttiin, sekä selata valikoimaa instrumenttivaihtoehtoja, jotta kaikki niiden nuotit tai äänet voidaan toistetaan langattoman käsineen kautta käskystä.

Tämä projekti toimii siten, että kun käytät ilmapianohansikkaita, jokainen neljästä yhdistetystä sormesta sisältää taipumistunnistimen, joka määrittää, onko sormi taivutettu. Kun sormi taivutetaan, vastaavan sormen LED -valo syttyy ja ilmoittaa käyttäjälle, että tämä sormi on riittävän taivutettu, ja käyttämällä Max 8 -ohjelmistoa, vastaava nuotti soi tietokoneelta. Siten jokainen sormi vastaa ainutlaatuista nuottia ja käyttäjä voi toistaa langattomasti musiikkia ulkoisesta lähteestä tämän käsineen avulla. Max 8 -ohjelmistoa käytettäessä tämä ei rajoita käsineitä pelkästään pianomusiikin soittamiseen. Muita ainutlaatuisia ääniä voidaan toistaa jokaisesta vastaavasta sormesta, jolloin käyttäjä voi manipuloida haluamiaan äänityyppejä.

Luettelo tarvittavista materiaaleista:

• Adafruit -lyhyet taipumistunnistimet (4),
• Adafruit -valkoiset LED -taustavalomoduulit (4),
• 100 kΩ vastukset (4)
• 1 kΩ vastus (1)
• HexWear-mikrokontrollerisarja,
• Micro -USB -USB -kaapeli
• Ulkoinen akku, joka liitetään mikro -USB -lähtöön
• AAA -paristot
• Käsine joustavaa kangasta
• Kannettava tietokone, johon on asennettu Arduino IDE ja Max 8 -ohjelmisto
• Juotin ja juote
• Scotch -nauha, sähköteippi ja kierrenauhat
• Ilmainen lanka, langanleikkuri ja langanpoistaja
• Bluetooth -kaiutin tai kaiutin ja AUX -johto
• Lämpökutistuvat ja kutistuvat letkut
• Langanpuristimet
• Ohut piirilevy,

Vaihe 1: Rakenna piiri

Pääpiirissä on useita jännitteenjakajia rinnakkain. Se sisältää myös taipuisat anturit, jotka ovat vastuksia, joiden vastukset muuttuvat taivutusasteen mukaan yhteen suuntaan. Kun taipuisa anturi on taivutettu, sen vastus kasvaa noin 25 kΩ: sta 100 kΩ: iin, ja myös sen läpi luettu jännite kasvaa.

Koska suunnittelumme käyttää kuitenkin neljää flex -anturia, neljää LEDiä ja bluetooth -kumppania, meidän on myös käytettävä portinlaajenninta, koska HEXWearissa on vain vähän portteja. Yhdistämme neljä flex -anturia analogisten tulojen kautta HEXWear -laitteessa, Bluetooth -mate TX- ja RX -nastoihin ja liitämme MCP23017 -portin laajennin SDA- ja SCL -nastoihin, jotka sitten käyttävät LED -valoja.

Katso lisätietoja oheisesta kytkentäkaaviosta. (Huomaa, että kaavioiden Vcc vastaa HEXWear -laitteen Vcc -nastoja. Nämä voidaan kytkeä rinnakkain, jos käytettävissä ei ole tarpeeksi nastoja, tai vastaavan jännitteen ulkoinen virtalähde on myös toinen toimiva vaihtoehto)

Vaihe 2: Lisäkirjastojen asentaminen:

Koska käytimme HEXWearia, lisäkirjastoja on asennettava, jotta Arduino -ohjelmistoa voidaan käyttää oikein. Noudata seuraavia ohjeita:

1) (vain Windows, Mac-käyttäjät voivat ohittaa tämän vaiheen) Asenna ohjain käymällä osoitteessahttps://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Lataa ja asenna ohjain (vaiheessa 2 lueteltu.exe-tiedosto linkitetyn RedGerbera -sivun alkuun).

2) Asenna Hexwaren tarvittava kirjasto. Avaa Arduino IDE. Valitse "Tiedosto" -kohdasta "Asetukset". Liitä lisätaulujen hallinnan URL-osoitteille varattuun tilaan https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… ja napsauta OK. Valitse Työkalut -> Hallitus: -> Hallituksen johtaja. Valitse vasemman yläkulman valikosta "Osallistunut". Etsi ja napsauta sitten Gerbera Boards ja napsauta Asenna. Sulje Arduino IDE ja avaa se uudelleen.

Varmistaaksesi, että kirjasto on asennettu oikein, siirry kohtaan Työkalut -> Hallitus ja vieritä valikon alareunaan. Sinun pitäisi nähdä osio nimeltä "Gerbera-levyt", jonka alla pitäisi olla ainakin HexWear (ellei enemmän tauluja, kuten mini-HexWear).

Vaihe 3: Luo Arduino -luonnos

Arduinon luonnos lukee jännitearvot piirin sarjavastuksista ja päättää, onko asetettu kynnys saavutettu. Jos kynnys ylitetään, HexWear sytyttää asianomaisen LED -valon ja lähettää ASCII -koodisignaalin kannettavalle tietokoneelle, jonka Max 8 voi lukea ja yhdistää muistiinpanoon myöhemmässä vaiheessa. Käyttämällä kytkentäkaavioiden vastaavia johdotuskonfiguraatioita kaikki HexWearin tarvittavat nastat on määritetty oikein.

Huomasimme, että luonnoksessa mainittu kynnysarvo ei aina ollut yhdenmukainen eri HEXWears -laitteissa. Yksi suositus on käyttää sarjaplotteria määrittämään flex -anturista luettu analoginen arvo ja osoittamaan, kuinka tämä arvo muuttuu siitä, kun se on taipumaton verrattuna taivutukseen. Sitten voit käyttää tätä määritelläksesi oman kynnysarvon, joka vastaa oikein piirin joustavan anturin käyttäytymiseen.

Vaihe 4: Luo Max 8 Patcher

Max 8 patcher yhdistää näppäimistön tulot tai kannettavan tietokoneen Bluetooth -kanavan kautta vastaanotetut signaalit instrumentaaliseen nuotin ulostuloon. Projektissamme käyttämämme Max 8 -päivitys on liitteenä ja ladattavissa.

Kun käytät Maxia, yhdistä Bluetooth -kumppanisi Maxiin seuraavasti:

• Varmista, että luonnos on lukittu (vasemman alakulman lukon on oltava kiinni)
• Varmista, että metrokohteen yläpuolella oleva X on pois päältä (harmaa, ei valkoinen)
• Paina sarjaobjektiin menevää tulostuspainiketta ja katso Max -konsolin käytettävissä olevia portteja
• Määritä oikea portti yhden merkityn Bluetooth -moduulin avulla ja jos useita on käytettävissä, kokeile kutakin, kunnes voit vahvistaa, mikä toimii
• Koko tämän prosessin ajan Bluetooth -moduulin pitäisi vilkkua punaisena ja kun se toimii oikein, se muuttuu kiinteäksi ahneudeksi
• Jatka yrittämistä, kunnes vihreät valot syttyvät bluetoothiin
• Kun olet muodostanut yhteyden, lukitse luonnos ja paina "X" metrokohteen yläpuolella aloittaaksesi Bluetooth -viestinnän kuuntelun.

Vaihe 5: Juotosportin laajennin, LEDit ja Bluetooth Mate

Koska projektissamme on valtava määrä johtoja ja muita sähköisiä osia, jotka odotetaan mahtuvan käsineeseen, seuraavat juotosvaiheet jätetään avoimemmiksi käyttäjälle.

Jotta MCP23017 -portinlaajennin voitaisiin liittää tukevasti, juotimme sen liitännät ohueseen piirilevyyn, jonka pystyimme asettamaan käsineellemme. Juotimme johdot LED -valomme päälle ja juotimme sitten vastaavat päät maahan tai piirilevyyn, joka yhdistää sen portin laajentimen oikeisiin merkittyihin nastoihin. Sitten käytimme tätä samaa leipälautaa liittämään virta Bluetooth -kumppanimme rinnakkain virran kanssa, jonka toimitimme portinlaajennuksen yhdeksänteen nastaan.

Käytimme lämpökutistusta ja sähköteippiä missä tahansa paikassa, jossa lanka oli paljaana. Liitimme valokuvia saadaksemme paremman käsityksen siitä, miten teimme tämän itse, mutta huomaa, että voit vapaasti käyttää sitä tekniikkaa, joka on sinulle tehokkain.

Vaihe 6: Flex -anturien juottaminen

Kuten edellinenkin vaihe, tämä vaihe ei ole niin rajoitettu ja juotos voidaan tehdä miten tahansa tuntuu tehokkaimmalta.

Hankkeemme suurimman liikkumisvapauden mahdollistamiseksi juotimme johdot joustotunnistimen molempiin päihin ja peitimme sitten lämpökutistuksella peittämään kaikki paljaiden lankojen osat samalla tavalla kuin olimme tehneet LEDien kanssa.

Vaihe 7: Yhdistäminen HEXWear -laitteeseen, mukaan lukien ulkoisen lähteen käyttö

Liittääksemme tämän suuren määrän johtoja suoraan HEXWeariin käytimme puristusliittimiä ja ruuvimme ne sitten suoraan HEXWear -laitteen eri portteihin. Tällä tavalla varmistimme suoran yhteyden jokaiseen satamaamme ja pystyimme poistamaan sen helposti, jos halusimme luoda uusia projekteja HEXWear -laitteellemme.

Liitimme myös pienen ulkoisen virtalähteen, johon mahtuu kolme AAA -paristoa, jotta HEXWear -laitteeseen saadaan riittävästi virtaa. Kiinnitämme tämän ulkoisen virtalähteen rannekkeeseen varmistaaksemme, että se on aina kytketty eikä estänyt merkittävästi liikettä.

Vaihe 8: Kaikkien kiinnittäminen käsineeseen

Lopuksi haluat kiinnittää kaiken käsineeseesi oikein, jotta tuotteesi on todella puettava. Haluat liittää jokaisen joustotunnistimen vastaavaan sormeen, jolloin peukalo on epäkäytännöllinen sen käyttökelpoisuuden vuoksi, ja kytkeä vastaava LED, joka syttyy saman sormen joustotunnistimeen. Tehokkain tapa havaita flex -anturin asianmukainen taivutus oli teippi, mutta sen ompelu käsineeseen ylimääräisellä kankaalla toimii yhtä hyvin.

Sinun on sitten kytkettävä HEXWear, portinlaajennin ja Bluetooth kaikki samaan käsineeseen. Huomasimme, että myös ulkoisen virtalähteen kiinnittäminen rannekkeeseen oli erittäin tehokasta suurimman liikkuvuuden mahdollistamiseksi eikä liikkuvuuden/kulutettavuuden estämiseksi. Muiden komponenttien osalta suosittelemme kierreliitosten käyttöä ylimääräisen langan käärimiseksi tilan vahvistamiseksi.

Varmista, että sinulla on vahvat juotosliitännät eikä paljaita johtoja, jotta voit joustavasti ja vapaasti laittaa komponentteja haluamallesi paikalle niin, että tuote on mahdollisimman esteettinen.

Vaihe 9: Virheenkorjaus ja nauti

Koko prosessin aikana on suuri mahdollisuus virheisiin, joten suosittelemme tarkistamaan, että komponentit toimivat odotetusti johdonmukaisesti koko prosessin ajan. Tämä tarkoittaa sitä, että Arduino -luonnoksen sarjamonitoria käytetään jatkuvasti sen varmistamiseksi, että flex -anturin lukemat ovat johdonmukaisia, ja tarkistaa, että minkä tahansa juottamisen jälkeen yhteys on vahva ja se toimii edelleen kunnolla ja että paljaita johtoja ei ole. Koska suuri määrä sähkökomponentteja on hyvin pienessä paikassa, paljaat johdot ovat suurin vihollinen.

Kun olet onnistuneesti rakentanut toimivan käsineen, nauti! Pidä hauskaa hölmöilyä projektisi kanssa ja voit vapaasti vaihtaa pianoäänesi muihin näytteisiin, jotka haluat todella ainutlaatuisen puettavan teknologian instrumentin!