Sonification Sonata: 36 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

צור הערות MIDI המבוססות על שינויים במוליכות הגלוונית על פני שני בדיקות.

לגרסת הקוד האחרונה והדרכות מעודכנות, בקר בכתובת electricforprogress.com ובדוק את פרויקט github שלי

שלב 1: לוח לחם ללא הלחמה

כלי מפתח בניסויים באלקטרוניקה הוא לוח הלחם ללא מכשיר. המאפשר למשתמשים לחבר רכיבים יחד ולהגדיר מחדש בקלות, לוח הלוח מאפשר למתחילים חדשים לאלקטרוניקה ומהנדסים מנוסים לעצב אב טיפוס ולחבר מערכות אלקטרוניות בקלות.

ללוחות הלחם יש סדרה של חורים המחוברים לחשמל. שורות אופקיות עוברות על לוח הלוח ברצועות מסוף של 5 נקודות מחוברות ומסומנות באותיות abcde ו- fghij. חלוקה גדולה באמצע לוח הלחם מפרידה בין השורות האופקיות, זה מקל על השימוש בשבבי מיקרו כפולים (DIP). בצידי לוח הלחם עמודים חורים אנכיים, המסומנים בדרך כלל בקווים אדומים וכחולים. עמודים אנכיים אלה משמשים לרוב לחיבורי חשמל (מתח חיובי וקרקע), ונקראים 'אוטובוס'. אנו נצמיד את כל החיבורים החיוביים והקרקעיים שלנו לאוטובוסים אלה מכל צד של לוח הלחם. בשלב מאוחר יותר נקשר את הקרקע ואת האוטובוסים החיוביים מכל צד של לוח הלחם.

על מנת 'לחבר' שני רכיבים אלקטרוניים, אנו פשוט ממקמים את מוליכי (או 'רגליים') של החלקים לתוך חורים אופקיים סמוכים. זה מאפשר למשתמש לחבר מספר רכיבים יחד באמצעות כל שורה אופקית של 5 נקודות.

שלב 2: הכנס טיימר 555

טיימר 555 הוא שבב DIP בעל 8 פינים, אותו נגדיר כמולטי -ויברטור יציב המסוגל למדוד מוליכות חשמלית. כוון את השבב כך שסיכה 1 תהיה בחלק העליון - תראה עיגול קטן ליד סיכה 1 על השבב, ראה גם את התרשים המזהה כל אחד מהסיכות בטיימר 555.

מקם את טיימר 555 בתחתית לוח הלחם. לוח הלוח מסודר עם פער באמצע, השבב צריך להשתרע על פני הפער הזה. שורות לוח הלוח ממוספרות, נוסיף את טיימר 555 בשורות 27, 28, 29 ו -30, עם סיכה 1 בשורה 27.

שלב 3: הצמד 1 לקרקע

הצמדת 555 סיכה 1 לאדמה, הוסף חוט מגשר משורה 27 עמודה A לאוטובוס הקרקע.

שלב 4: קבל תזמון C1

חבר את תזמון קבל C1 (0.0042uF) בין פין 1 לפין 2 של טיימר 555. הכנס את הקבל הכחול הזעיר לשורות 27 ו -28 בעמודה B.

קבל זה קובע את טווח התדרים הכולל של הטיימר, כאן אנו משתמשים בערך קטן מאוד על מנת להוציא את הרזולוציה הגבוהה ביותר של הפולסים מתוך 555 כאשר אנו מודדים תנודות בקיבול חשמלי על פני שני הגששים.

שלב 5: ניתוק קבלים C2

חבר את קבל הניתוק בתדר גבוה C2 (1uF) לרוחב החיובי והקרקע של טיימר 555, סיכות 1 ו -8 בשורה 27, עמודה D ו- G.

זה יכול להיות מועיל לקצץ את רגלי הקבל, להתאמה טובה יותר על לוח הלחם, אך היזהר להשאיר מספיק מקום לרגליים כדי להקיף את השבב ולהתחבר באופן מלא לשקעי הלוח.

שלב 6: ניתוק קבלים אלקטרוליטיים C3

חבר את המפצל האלקטרוליטי C3 (41uF) לניתוק התדר הנמוך על פני החיובי והקרקע של טיימר 555, סיכות 1 ו -8 בשורה 27, עמודה C ו- H.

שים לב שקבלים אלקטרוליטיים מקוטבים, המזהים את הקצה השלילי עם פס לבן בצד הכובע; וודא שהצד השלילי של הקבל עובר לעמוד 1 (קרקע) בעמודה C והצד החיובי של הקבל עובר לעמוד 8 (חיובי) בעמודה H.

שלב 7: יציאת LED

הוסף את הנורית האדומה לפין הפלט 3 של 555 טיימר שורה 29 פין A ומעבר לאוטובוס הקרקע. מקם את ההובלה הארוכה יותר של הנורית (האנודה) בשורה 29 עמודה A, עם הרגל הקצרה יותר של הנורית באחד מחורי האוטובוס הקרקע.

**- נוריות מקוטבות ויש להכניס אותן לכיוון הנכון. ניתן לזהות את רגל הקתודה של ה- LED (שלילית) על ידי קצה שטוחה בצד הנורית, ואת האנודה החיובית ניתן לזהות על ידי הרגל הארוכה יותר. ניתן לזהות את הקוטביות והצבע של LED באמצעות סוללת כפתור פשוטה, על ידי החלקת הסוללה בין מולידי הלד, או שתראה את זוהר הלד או לא, נסה להפוך את הסוללה לכיוון השני. הנורית תדלק כאשר הסוללה + קצה (רחב) מחוברת לאנודה (רגל ארוכה יותר) והסוללה - (כפתור קטן יותר) מחוברת לרגל הקתודה הקרקעית. קח סוללת כפתור 3V CR2032 ונסה אותה!

לאחר שהכל יסתדר בשלב האחרון, תוכל לחזור ולקצץ את רגלי הלד אם תרצה בכך.

שים לב: בכל הנסיבות הרגילות יתווסף נגד בין סיכת הפלט לנורית. על מנת לפשט את בניית ערכה זו, הושמטו נגדי הגבלת הזרם. כללנו נגדים לכל LED בערכה. הוראות שהשתנו כולל נגדי הגבלת זרם יסופקו כנספח.

שלב 8: מגשר 555 טריגר לסף

חבר חוט מגשר בין פין 2 לפין 6 של שורת טיימר 555 עמודה D 555 לשורה 29 עמודה G.

זה מחבר את הסף ואת סיכות ההדק של טיימר 555, היוצרות את חיבור הקלט לאלקטרודה הראשית.

שלב 9: מגשר 555 אפס ל- V+

חבר את פין 4 של טיימר 555 לאוטובוס החיובי באמצעות חוט מגשר שורה 30 עמודה D לאוטובוס החיובי

חבר את פין 8 של טיימר 555 לאוטובוס החיובי באמצעות חוט מגשר שורה 27 עמודה I לאוטובוס החיובי

(הוסף תמונה וצעד עבור 555 VCC ל- V+)

שלב 10: הנגד R1 100K 555 פריקה לאוטובוס חיובי

חבר את הנגד R1 (100k) בין פין 7 של ה- 555 לאוטובוס החיובי. מקם צד אחד של הנגד בשורה 28 עמודה J והצד השני של הנגד לאוטובוס החיובי.

שלב 11: שקע קלט בדיקה

כניסת ה- Probe היא שקע מונו 3.5 מ מ, המתחבר ללוח הלחם באמצעות שני סיכות מולחמות. למרות שמדובר בנקודה הדוקה, סיכות הכותרת המולחמות לשקע יתאימו לשורה 28 ו -29 עמודה H.

סיכות הכותרת נוספו לשקעים כדי להקל על המשתמש לבנות את הערכה. שים לב שעודף לחץ על השקע או הפינים עלול לגרום נזק לחיבור הלחמה. אם בערכה שלך אין סיכות הכותרת המולחמות לשקע, עיין בנספח להוראות הלחמה עבור השקע והכותרת.

שלב 12: מגשר אוטובוס חיובי

חבר את האוטובוס החיובי משני צידי לוח הלחם על ידי הכנסת חוט מגשר בין הנקודות הגבוהות ביותר בצד שמאל וימין (אדום) אוטובוס הספק.

שלב 13: מגשר אוטובוס קרקע

חבר את אוטובוס הקרקע משני צידי לוח הלחם על ידי הכנסת חוט מגשר בין הנקודות הגבוהות ביותר בצד שמאל וימין (כחול) אוטובוס קרקע.

שלב 14: בדיקת גלוונומטר

כעת אנו מוכנים לחבר כמה סוללות ולבדוק את ה- Galvanometer שבנינו זה עתה מתוך טיימר 555.

הכנס 3 סוללות AA לתיבת הסוללות השחורה, וודא כי מתג ההפעלה בתיבה במצב 'כבוי'. חבר את קופסת הסוללה חוט אדום לאוטובוס הלוח החיובי (אדום), חבר את קופסת הסוללה חוט שחור לאוטובוס הקרקע של הלוח (כחול). כעת העבר את מתג ההפעלה בתיבת הסוללות ל'ON '. נורית ה- LED צריכה להיות מוארת ומראה שהטיימר 555 מופעל.

חבר את מוליכי האלקטרודה הלבנה (אל תטרח עדיין להשתמש ברפידות הדביקות) לשקע 3.5 מ מ המתחבר לגלוונומטר. על ידי נגיעה באצבעותיכם בכפתורי המתכת של האלקטרודות תוכלו לראות את הבזק הלד המבוסס על שינויים במוליכות. נגיעה קלה מאוד באלקטרודות יכולה להדליק ולכבות את הבזק הלדים לאט, על ידי לחיצת האלקטרודות ממש חזק הנורית מהבהבת מהר מאוד, ונראה כאילו הנורית נשארת דולקת או מעט מעומעמת.

שלב 15: הכנס ATMEGA328 28pin DIP

ערכת MIDIsprout שלך מגיעה עם בקר מיקרו ATMEGA328 מתוכנת מראש, עם נתיכים שהוגדרו לפעול במהירות 8Mhz במתנד הפנימי (נתיכים: Low-E2 High-D9 Ext-FF), ונטענים מראש עם הקושחה MIDIsprout. ל- DIP 28 פינים זו יש שתי שורות מקבילות של 14 סיכות.

הכנס את שבב 328p בחלק העליון של לוח הלחם, מזהה את סיכה 1 לפי העיגול הקטן על השבב, לשורות 1 - 14 המשתרעות על DIP על פני הפער בעמודות E ו- F.

** כדי לתכנת מחדש ולהתנסות בקלות, ניתן להוסיף מתנד 16 מגה -הרץ על פינים 9 ו -10 בלוח הלחם, ולתכנת באמצעות לוח Arduino Uno עם שינויים בקוד MIDIsprout. ניתן לתכנת מחדש את ה- ATMEGA328 באמצעות ICSP עם מתכנת חיצוני (ארדואינו אחר) ומבוך של חוטי מגשר;)

** כמו גם כתוספת, ניתן לבנות את ערכת MIDIsprout באמצעות השלבים הקודמים להרכבת הגלוונומטר, כאשר לוח הלחם מחובר ישירות ל- Arduino Uno! המשך לעקוב…

לעיון, הקוד נטען מראש בגרסת MIDIsprout הנוכחית:

קוד ארדואינו:

שלב 16: הפעל את ה- ATMEGA328

חבר את סיכת ה- VCC ב 328 לאוטובוס החיובי באמצעות מגשר בין שורה 7 עמודה A לאוטובוס החיובי.

שלב 17: טחון את ה- ATMEGA328

חבר את סיכת הקרקע על 328 לאוטובוס הקרקע באמצעות מגשר בין שורה 8 עמודה B לאוטובוס הקרקע.

שלב 18: הפעל את ה- ATMEGA328 (אנלוגי)

חבר את סיכת המתח האנלוגית ב -328 לאוטובוס החיובי באמצעות מגשר בין שורה 9 עמודה J לאוטובוס החיובי.

שלב 19: טחון את ה- ATMEGA328 (אנלוגי)

חבר את סיכת הקרקע על 328 לאוטובוס הקרקע באמצעות מגשר בין שורה 7 עמודה J לאוטובוס הקרקע.

שלב 20: 555 פלט טיימר לכניסת ATMEGA328

חבר את סיכת הפלט מהטיימר 555 אל פין הכניסה 4 ב -328 בעזרת חוט מגשר בין 555 סיכה טיימר 3 שורה 29 עמודה D ושורה 4 עמודה D.

כאן הפלט הדיגיטלי של ה- 555 מעורר סיכת הפסקה ב- 328, INT0, המודדת ומשווה את משכי הדופק.

שלב 21: ידית

יש להכין את הכפתור הכלול על ידי כיפוף עדין של שלוש רגליו (לכופף את שלושתם בו זמנית) כך שהכפתור יוכל לעמוד אנכית. הכנס את הכפתור לצד השמאלי של לוח הלחם בעמודה A שורות 19, 20 ו- 21. '

שלב 22: מגב ידית לכניסת אנלוגי ATMEGA328

חבר את הפין המרכזי של הכפתור לכניסה האנלוגית (A0) של 328 באמצעות חוט מגשר. חבר מגשר בין שורת הכפתורים 20 עמודה E לבין 328 (סיכת A0) שורה 6 עמודה G.

שלב 23: ג'ק MIDI

הכנס את שקע MIDI ללוח הלחם. הכן את השקע על ידי זיהוי שני סיכות ההרכבה המחודדות הממוקמות בחזית שקע ה- MIDI וכופף אותן כלפי מעלה כדי להצביע על החלק הקדמי של שקע ה- MIDI. הנח את שקע MIDI בצד ימין של לוח הלחם, כאשר השקע פונה לצד ימין. הכנס את שקע ה- MIDI לעמודה I ו- J, שורות 18, 19, 21, 23, ו -24. חמשת סיכות השקע של MIDI יתאימו (בצורה נוחה) ללוח הלחם, היזהר לא לדחוף חזק מדי.

שלב 24: פין נתוני MIDI ל- ATMEGA328 Tx

חבר את סיכת הפלט MIDI Data אל סיכת השידור הטריאלית ATMEGA328 (Tx), על ידי הצמדת מגשר בין עמודה F שורה 23 (סיכת נתונים MIDI 5) לבין שורת 3 עמודה B (328 טקסס).

שלב 25: Resistor Power MIDI ל- V+

חבר נגד בין סיכת החשמל של MIDI (4) לבין V+ באמצעות נגד 220 אוהם המחובר לעמוד 19 בשורה 19 (מתח MIDI) והאוטובוס החיובי בצד ימין של הלוח.

שלב 26: מגשר קרקע MIDI

חבר את סיכת ה- MIDI Ground לאוטובוס הקרקע באמצעות חוט מגשר בין שורה F 21 (MIDI Ground) לאוטובוס הקרקע.

שלב 27: ידית מתח חיובי

חבר את סיכת המתח החיובית הידית לאוטובוס החיובי באמצעות מגשר בין עמודה D שורה 19 והאוטובוס החיובי.

שלב 28: קרקע ידית

חבר את סיכת הידית לכפתור לאוטובוס הקרקע באמצעות מגשר בין עמודה D שורה 21 לאוטובוס הקרקע.

שלב 29: נוריות (אדום)

ישנם 5 נוריות LED צבעוניות ב- MIDIsprout המספקות מופע אור ומעיד על מצב תווי ה- MIDI המושמעים.

חבר את האנודה LED (אדום) - רגל ארוכה לעמודה A שורה 5 ואת קתודת ה- LED לאוטובוס הקרקע.

**- לשם הפשטות, אנו משמיטים נגדים מגבילים זרם במבנה זה, אנא עיינו בנספח לשלבים הכוללים נגדים עם נוריות הלדים.

שלב 30: נוריות (צהוב)

חבר את האנודה LED (צהוב) - רגל ארוכה לטור A שורה 11 חבר את האנודה (אדומה) - הרגל הארוכה לעמודה A שורה 5 ואת קתודת ה- LED לאוטובוס הקרקע. ואת קתודת ה- LED לאוטובוס הקרקע.

שלב 31: נוריות (ירוק)

חבר את האנודה LED (ירוק) - רגל ארוכה לעמודה A שורה 12 ואת קתודת ה- LED לאוטובוס הקרקע.

שלב 32: נוריות (כחול)

חבר את האנודה LED (כחולה) - רגל ארוכה לשורה 14 של עמודה J ואת קתודת ה- LED לאוטובוס הקרקע.

שלב 33: נוריות (לבן)

חבר את האנודה LED (לבן) - רגל ארוכה לשורה 13 של טור J ואת קתודת ה- LED לאוטובוס הקרקע.

שלב 34: 16MHz קריסטל מתנד מקום

יש להוסיף את מתנד הקריסטל 16MHz לפינים 9 ו -10 של ATMEGA328 שורה 9 ו -10 עמודה C. החלק אינו מקוטב וניתן להכניס את הגביש לפינים 9 ו -10 בכל כיוון.

שלב 35: מארז סוללות

חבר את מארז הסוללה ללוח הלחם על ידי הנחת חבילת הסוללה לאדום מתח חיובי של לוח הלחם והחוט האחורי לתוך אוטובוס הקרקע. הכנס 3 סוללות AA והפעל את קופסת הסוללות. כשהכוח על ה- LED על ידי 555 גלוונומטר אמור להאיר.

חבר את מוליכי האלקטרודה לשקע שבתחתית לוח הלחם, וגע בשני קצות הכפתורים של הלידים. נורית ה- Galvanometer צריכה להבהב כתגובה למוליכות לרוחב אצבעותיך.

שלב 36: Sonification Biodata

כאשר המגעים של האלקטרודה נוגעים או מחוברים באמצעות כריות ג'ל, תוכנית MIDIspout תזהה שינויים קטנים במוליכות ותייצג את השינויים הללו כהערות MIDI ואורות צבעוניים!

ערכת MIDIsprout מחוברת לכבל MIDI משקע ה- MIDI בלוח הלחם, וניתן לחבר אותה לסינתיסייזרים, מקלדות, מחוללי קול ומחשבים התומכים ב- MIDI כדי להפיק צלילים בתגובה לפתקי ה- MIDI.

על ידי סיבוב הכפתור, ניתן להתאים את סף/רגישות ה- MIDIsprout. על ידי הורדת הסף, ניתן לזהות תנודות קטנות יותר במוליכות מהגלוונומטר; על ידי הגדלת הסף, נדרשים שינויים גדולים יותר כדי להפיק פתקים. במהלך התקנות ארוכות טווח, אני משתמש בהגדרת סף נמוכה המייצרת זרם מפטפט נעים של נתוני MIDI. לאירועים אינטראקטיביים ציבוריים עם מספר צמחים, אני מגביר את הסף גבוה למדי, מה שמביא לכך שהערות MIDI יוצרות רק כאשר אדם מתקרב מאוד או נוגע פיזית בצמח.