Bucky Touch: Light-up Dodecahedron-instrument: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Deur jbumsteadJon BumsteadVolg meer deur die skrywer:

Oor: Projekte in lig, musiek en elektronika. Vind hulle almal op my webwerf: www.jbumstead.com Meer oor jbumstead »

Ongeveer twee jaar gelede het ek 'n groot 120 gesig LED geodetiese koepel gebou wat musiek speel met 'n MIDI uitset. Dit was egter 'n moeilike konstruksie en die sensors was nie heeltemal betroubaar nie. Ek het besluit om die Bucky Touch te bou, 'n kleiner weergawe van my geodesiese koepel wat makliker is om te bou en met opgegradeerde kapasitiewe aanraaksensors beskik. Die Bucky Touch is ontwerp met beide 'n MIDI- en klankuitset, sodat u 'n MIDI -toestel (byvoorbeeld 'n rekenaar of 'n MIDI -sleutelbord) kan gebruik om die Bucky Touch te speel OF u kan die Bucky Touch direk aan 'n versterker en luidspreker koppel.

My eerste prototipe in hierdie projek was soortgelyk, maar het nie aanraakgevoelige gesigte nie en bied in plaas daarvan uitbreekpenne wat toegang bied tot digitale I/O-penne, 'n TX (stuur) pen, 'n RX (ontvang) pen, reset pen, en gemaalde pen. Hierdie weergawe het ek die Bucky Glow genoem. Met die penne kan u die Bucky Glow koppel aan sensors (bv. Kapasitiewe aanraking, infrarooi, ultrasoniese), motors, MIDI -aansluitings en enige ander elektronika waaraan u kan dink.

Hierdie instruksies gaan deur die montering van die Bucky Touch, wat meer soos 'n musiekinstrument is in vergelyking met die Bucky Glow.

Stap 1: Voorsieningslys

Materiaal:

1. Twee velle van 16 "x 12" 0.118 "dik MDF

2. Een vel 12 "x 12" 0.118 "dik deurskynende wit plexiglas

3. WS2801 of WS2811 pixel LED strook (11 LED's):

4. Arduino Nano:

5. Prototipe bord

6. ITO (Indium blikoksied) bedekte PET -plastiek - 100mm x 200mm

7. 11X 2MOhm weerstande

8. 11X 1kOhm weerstande

9. 10k weerstand vir klankuitset

10. 2X 0.1uF kapasitors vir klankuitset

11. MIDI -aansluiting:

12. Skakelaar:

13. Drukknoppie:

14. Stereo -klankaansluiting:

15. Kopstukke

16. 2X M3 neute

17. 2X M3x12 boute

18. Draaddraad

19. Skroefband

20. Soldeer

21. Elektriese band

22. MIDI na USB -kabel as u MIDI met 'n rekenaar wil speel

Gereedskap:

1. Lasersnyer

2. 3D -drukker

3. Draadsnyers

4. Soldeerbout

5. Skêr

6. Inbussleutel

7. Warm gomgeweer

8. Gereedskap vir draaddraad

Stap 2: Stelseloorsig

In die hartjie van die Bucky Touch is 'n Arduino Nano. Die datapennetjie en klokpen van 'n WS2081 -aanspreekbare LED -strook is onderskeidelik aan pen A0 en A1 gekoppel. Elke vlak van die dodecahedron het 'n kapasitiewe aanraaksensor wat gekoppel is aan 'n weerstand van 2,2 Mohm op die stuursein wat van pin A2 kom. Die ontvangspennetjies is A3, D2-D8 en D10-D12. Hier is 'n skakel na kapasitiewe aanraaksensors:

Die Bucky Touch het 'n MIDI -uitset en 'n mono -klanksein. Beide hierdie seine word in stap 6 bespreek. Die TX -pen word vir die MIDI gebruik en 'n PWM -sein van pen 9 word vir die klank gebruik. Om tussen MIDI- en mono -uitset te skakel, is daar 'n skakelaar wat aan pin A3 gekoppel is.

Die Arduino is geprogrammeer om al die kapasitiewe aanraaksensors te lees om te bepaal watter vyfhoekige sleutel deur die gebruiker gedruk word. Dit gee dan seine uit om die LED's by te werk en 'n geluid te produseer, óf MIDI óf mono -klank, afhangende van die rigting waarin die skakelaar gedraai word.

Stap 3: Ontwerp en sny van die onderstel

"laai =" lui"

Die Bucky Glow het beide MIDI- en mono -klankuitsette. Kyk na hierdie skakel vir 'n oorsig van MIDI en Arduino. Ek hou van MIDI, want dit is maklik om op te stel met Arduino en bied klank van tallose skoon klinkende instrumente met 'n klik van 'n knoppie. Die nadeel is dat dit 'n MIDI -speeltoestel benodig om die seine te dekodeer en om te skakel in 'n klanksein. Die ontwikkeling van u eie analoog seine gee u ook meer beheer en 'n beter begrip van die sein wat eintlik geproduseer word en in luidsprekers gespeel word.

Die skep van analoog klankseine is 'n uitdagende werk wat kennis vereis van ossillerende stroombane en meer komplekse stroombaanontwerp. Ek het begin met die ontwerp van ossillators vir hierdie projek en het vordering gemaak toe ek 'n wonderlike artikel van Jon Thompson vind oor die skep van komplekse klankseine met 'n enkele PWM -pen op die Arduino. Ek dink dit was 'n perfekte tussenweg tussen MIDI -seine en meer ingewikkelde ontwerp van analoge stroombane. Die seine word steeds digitaal vervaardig, maar ek het baie tyd bespaar in vergelyking met die bou van my eie ossillerende stroombane. Ek wil dit nog 'n rukkie probeer, so enige voorstelle vir goeie hulpbronne sal baie waardeer word.

Jon verduidelik hoe u 'n 2MHz 8-bis digitale uitset met 'n enkele pen kan genereer wat na 'n analoog klanksignaal omgeskakel kan word nadat dit deur 'n laagdeurlaatfilter glad gemaak is. Sy artikel verduidelik ook 'n paar basiese beginsels van Fourier -analise, wat nodig is om meer komplekse golfvorme te verstaan. In plaas van 'n suiwer toon, kan u hierdie benadering gebruik om meer interessante klankseine te genereer. Dit werk tot dusver goed genoeg vir my, maar ek dink daar is nog meer potensiaal met hierdie tegniek! Sien die video hierbo vir 'n voorlopige toets om oor te skakel tussen klank en MIDI -uitset.

Toets die MIDI- en klankuitset op 'n broodbord voordat u na die soldeerkomponente op die prototipe bord gaan.

Stap 7: soldeer die bord en monteer Arduino

Versamel die weerstande, kapasitors, kopstukke en prototipe bord. Verdeel die prototipe -bord tot 50 mm x 34 mm. Voeg die 10MOhm -weerstande in die linkerbovenste deksel by, gevolg deur die koppenne. Hierdie koppenne sal aansluit by die kapasitiewe aanraaksensors. Gaan voort met die toevoeging van die komponente deur die skema van die Bucky Touch te volg. U moet penne hê vir die kapasitiewe aanraak -stuursein, die elf kapasitiewe aanraak -ontvangseine, die MIDI -sein, die klanksein (uit arduino en in die mono stereo -aansluiting), 5V en GND.

Ek het 'n pasgemaakte houer ontwerp om die Arduino- en prototipe -bord in die onderkant van die Bucky Touch te hou. Druk hierdie deel in 3D met behulp van die STL -lêer. Skuif nou die Arduino Nano en prototipe bord in die houer. Let daarop dat die Arduino Nano sy penne na bo moet wys. Skuif twee M3 -moere in die houer. Dit word gebruik om die houer aan die voet van die Bucky Touch te koppel.

Gebruik draaddraad om verbindings te maak tussen die Arduino en die prototipe-bord, soos in die skema getoon. Koppel ook die kapasitiewe aanraakdrade aan die koppenne op die prototipe bord.

Stap 8: Monteer die basis

Druk die Midi -aansluiting, klankaansluiting en skakelaar deur die basisvlak met die toepaslike gate. U kan die jacks vasskroef of aan die agterkant plak. Vir die terugstelskakelaar moet u 'n klein vierkantjie uitsteek sodat dit met die voorkant van die gesig rus. Draai draaddraad aan die skakelaars sodat hulle aan die prototipe bord en Arduino gekoppel kan word.

Dit is nou tyd om die basismure aan die onderkant van die basis te koppel. Skuif een muur op 'n slag in die onder- en voetverbindings (deel G). U moet die muur met groter kerwe in die kant skuif en die muur dan afdruk. Die muur moet op sy plek klik. Nadat u die mure met die gate vir die Arduino verbind het, skuif u die Arduino/prototipe -bord op sy plek en verbind dit met die M3x12 -boute. Miskien moet u met die M3 -moere draai totdat hulle in die regte posisie is.

Nadat u al die basiese kante verbind het, soldeer u die domkragdrade aan die toepaslike penne. Op hierdie stadium is dit 'n goeie idee om die klank- en MIDI -seine te toets met behulp van die kode wat ek hier verskaf het. As dit nie werk nie, kontroleer u verbindings voordat u na die volgende stap gaan.

Stap 9: Maak die pleksiglas geleidend

Ek het verskeie maniere probeer om van die plexiglas 'n sleutel vir die instrument te maak. In my geodesiese koepelprojek het ek IR -sensors gebruik om te bepaal wanneer die gebruiker se hand naby die oppervlak was. Hulle was egter nie betroubaar nie vanweë IR -straling van die omgewing, kruisspraak tussen IR -sensors en onakkurate metings. Vir die Bucky Touch het ek aan drie moontlike oplossings gedink: IR -sensors met frekwensie -kodering, drukknoppies en kapasitiewe aanraking. Die drukknoppies en IR -sensors wat met frekwensie gekodeer is, werk nie as gevolg van probleme waaroor ek op my Hackaday -bladsy praat nie.

Die uitdaging vir kapasitiewe aanraaksensor is dat die meeste geleidende materiaal ondeursigtig is, wat nie vir die Bucky Touch sou werk nie, want lig moet deur die pleksiglas kom. Toe ontdek ek die oplossing: ITO -bedekte plastiek! U kan 'n 200 mm x 100 mm -vel by Adafruit vir 10 dollar koop.

Eers sny ek die ITO -bedekte plastiek in stroke en plak dit op die plexiglas in 'n "X". Maak seker dat die geleidende sye van die plastiek na mekaar toe wys. Kontroleer dit deur die weerstand te meet met behulp van 'n multimeter. Aanvanklik het ek die plastiek gebuig en koper aan soldeerdrade gekoppel vir die kapasitiewe aanraking. GROOT fout: moenie die ITO -bedekte plastiek buig nie! Deur die plastiek te buig, verbreek die verbinding. In plaas daarvan het ek ongeveer 'n sentimeter draaddraad aan die plastiek vasgeplak en dit werk uitstekend. Onthou u die draaddraad van stap 4 wat deur die vyfhoekige LED-oppervlak gevoer is? Dit is nou tyd om dit vir die kapasitiewe aanraaksensors te gebruik. Stel die draad bloot en plak dit vas aan die geleidende plastiek wat op die plexiglas vasgemaak is. Herhaal dit vir al 11 plexiglasvlakke.

Dit is 'n goeie tyd om 'n paar toetse uit te voer om seker te maak dat u plexiglasvlakke as kapasitiewe aanraaksensors funksioneer.

Stap 10: Monteer die pleksiglas

Voeg die verbindings (deel E en F) aan die onderkant van die Bucky Touch, wat die onderkant met al die elektronika aan die bokant verbind met die LED's. Druk dan die pup-gewrigte (deel H) gedeeltelik in die Bucky Touch-mure sodat daar genoeg ruimte is om in die plexiglas te skuif. Die plexiglas kan slegs pas as u nie die gewrigte heeltemal in druk nie, dus wees versigtig. Sodra u al 11 plexiglasvlakke geplaas het, druk die klepgewrigte heeltemal in om die plexiglasvlakke in te sluit. Dit moet 'n goeie pasvorm wees.

Draai en soldeer die ander kant van die kapasitiewe raakdrade aan die toepaslike penne op die prototipe bord, en toets u kapasitiewe aanraaksensors weer. Verbind laastens die boonste en onderste dele met die verbindings (deel E en F). Maak seker dat u nie aan die drade trek nie. Baie geluk, die Bucky Touch is volledig gemonteer!

Stap 11: Ouer prototipes

Tweede prys in die oudiokompetisie 2018