פסנתר נגן סינסטזיה: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

נגן פסנתר זה מנגן מוזיקה באמצעות גלגל צבעים ומצלמה! תמונות נלכדות במצלמה, מעובדות ומתפרשות כתווים מוזיקליים. כרגע הוא מתוכנת לנגן חרוזי ילדים שניתן לשנות על ידי העלאת סקיצה חדשה של ארדואינו שמציינת אילו תווים יש לשחק (אילו צבעים יש להציג למצלמה).

מחשב ה- Linux המשולב מפעיל שירות בעת אתחול שמצלם תמונה עם מצלמה, מחשב פונקציה של ערכי ה- RGB בתמונה ומפיק צליל המבוסס על ערך ההחזרה של הפונקציה. לפני השמעת הצליל הוא שולח איתות האומר לארדואינו לסובב סרוו, ומציג את הצבע המתאים לפתק הבא שישחק. ואז הלולאה מתחילה מחדש, צולמת תמונה, גלגל הצבעים מסתובב וצליל מושמע עד אינסוף.

פרויקט זה הוא דרך מהנה לשלב מוסיקה, תכנות מערכות לינוקס מודרניות, תכנות מיקרו-בקר, שרבוט דיו, חיתוך בלייזר ותכנון מחדש של כמה קופסאות קרטון זבל.

כל קובצי ה- SVG וקוד ה- inkscape זמינים ב- github בכתובת:

github.com/melvyniandrag/pyMusic

חומרים בשימוש:

1. תוויות לבנות ריקות
2. קופסת קרטון
3. מצלמת אינטרנט
4. עפרונות
5. ארדואינו
6. Beagleboard-xM
7. חוטים
8. כבל סידורי
9. ידע בסיסי בעיבוד תמונות ומוזיקה

שלב 1: חומר המחשב

על הלוח תצטרך מחשב קטן בעל יכולת לינוקס כגון Raspberry Pi. השתמשתי ב- BeagleBoard-xM ישן מכיוון שבמקרה היה לי אותו מונח וכבר הייתה לי מערכת הפעלה בכרטיס ה- SD. אתה יכול להשתמש בכל דבר, כל עוד הוא יכול להתמודד עם מצלמת אינטרנט, יכול להריץ OpenCV (ספריית ראיית המחשב המשמשת לצילום ועיבוד תמונות של גלגל הצבעים), ויש לו שקע יציאת שמע.

הגדרתי את מערכת ההפעלה כדי להריץ את קוד הפייתון הלוכד תמונות בעת האתחול בעקבות הדרכה systemd. כדי שהתסריט יפעל תצטרך sudo apt-get להתקין python-pyaudio python-opencv כדי לקבל את הספריות שצוינו. יהיה עליך גם להתקין פיסריאל numpy pip כדי להשיג את הספריות האלה. pyaudio משמש להשמעת צלילים, opencv משמש לצילום ועיבוד תמונות, numpy משמש גם לעיבוד תמונות, ויש צורך בפייסריאלי לתקשורת עם הארדואינו.

ה- Arduino משמש לסיבוב מנוע הסרוו שעליו מותקן גלגל הצבעים. אם היה לך פטל פטל תוכל להשתמש בסיכות GPIO שם ולהשאיר את הארדואינו בחוץ, אך יהיה עליך לשנות את קוד ה- Python.

בתמונות ניתן לראות את האומץ הטכנולוגי של הפעולה וכמה קטעי קוד.

שלב 2: הפסנתר

הכנתי את הפסנתר מקרטון מכמה קופסאות ישנות שהיו לי. יש לי מזל שאני גר ליד מרחב יצרנים שיש בו חותך לייזר. במשך שנה שלמה אני תוהה בשביל מה לעזאזל היה רוצה חותך לייזר, ומתברר שסוף סוף מצאתי לזה שימוש.

מדדתי את המחשב, את הארדואינו ואת הסרוו כך שידעתי כמה מקום אצטרך, ציירתי את חלקי הפסנתר ב- inkscape וחתכתי אותם על חותך הלייזר.) לא משנה בסופו של דבר.)

החלקים הורכבו עם אפוקסי.

שלב 3: הרכבה

להלן כמה תמונות של הפסנתר המורכב וצבוע. אין דיו במדפסת כך שלא יכולתי להדפיס את הצבעים על התוויות הלבנות כפי שתכננתי. אז השתמשתי בעפרונות של בתי. ולא הצלחתי למצוא סכין של xacto לחיתוך התווית לצורת הקרטון, אז פשוט השתמשתי בסכין סטייק והנחתי משהו מגן על השיש במטבח. השתמש במה שיש לך!

שלב 4: אתגרים טכניים ושיקולים עתידיים

חלק מאתגר בפרויקט זה היה קריאת ערכי ה- RGB הנכונים על ידי המצלמה. במצלמת הרשת שיש לי יש עליה כמה נוריות בהירות להפליא שאני לא יודע איך לכבות אותן בלינוקס. אני חושב שיש מנהל התקן של Windows המאפשר לך להפעיל ולכבות אותו. ניסיתי להדביק את הלדים עם סרט חשמלי ולהשאיר אותם דולקים. בדקתי גם את חוסן התוכנה בכך שלא רק הצגתי לה נייר צבעוני, אלא גם כתבתי אתר קטן שמציג צבעים.

הצלילים שמייצר המחשב מכילים לפעמים קופצים ומתפצפצים, וזה נובע מכך שיש לי מעט מאוד ניסיון בתכנות שמע של לינוקס. ספריית pyaudio פולטת חבורה שלמה של תלונות על כך ש- JACK לא מותקן במחשב האישי, אך כברירת מחדל JACK לא רוצה לפעול ללא ראש (ללא שולחן עבודה של gui וצג). זוהי משימת תכנות שחשבתי שהיא עידון, אך לא הייתה הכרחית להביע את המהות של פסנתר הנגן שחשבתי עליו.

שקלתי להשתמש בכף יד כדי לשנות את הצבעים, ואולי להחזיק אותם במערוך, אבל זה מביא סיבוכים משלו. הסרוו קצת רועש, אבל עובד מצוין לעת עתה.

פסנתר הנגן מתוכנת כרגע לנגן 4 תווים בלבד. הסיבה לכך היא שהסרוו נע 180 מעלות בלבד, ניתן לשחק את רוב חרוזי הילדים רק עם 3-4 תווים, ולא רציתי שגלגל הצבעים יתעסק באזורי צבע, ויתכן שיבלבל את המצלמה. אז באמצעות שילוב של מזל מוזיקלי ואילוצים טכניים, 4 תווים זה בסדר.