באקי טאץ ': מכשיר דודקהדרון מואר: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מאת jbumstead ג'ון בומסטד עקוב אחר המחבר:

אודות: פרויקטים באור, מוזיקה ואלקטרוניקה. מצא את כולם באתר שלי: www.jbumstead.com עוד על jbumstead »

לפני כשנתיים בניתי כיפת LED גיאודזית גדולה בעלת 120 פנים המנגנת מוזיקה עם פלט MIDI. עם זאת, זה היה בנייה קשה והחיישנים לא היו אמינים לחלוטין. החלטתי לבנות את ה- Bucky Touch, גרסה קטנה יותר של הכיפה הגיאודזית שלי שקל יותר לבנות ויש לה חיישני מגע קיבוליים משודרגים. ה- Bucky Touch מתוכנן עם פלט MIDI ושמע, כך שתוכל להשתמש במכשיר MIDI (למשל מחשב או מקלדת MIDI) כדי לנגן את Bucky Touch או שאתה יכול לחבר את ה- Bucky Touch ישירות למגבר ולרמקול.

אב הטיפוס הראשון שלי בפרויקט זה היה דומה, אך אין לו פנים רגישות למגע ובמקום זאת מספק סיכות פריצה המספקות גישה לסיכות קלט/פלט דיגיטליות, סיכת TX (שידור), סיכת RX (קבלה), סיכה איפוס, וסיכה טחונה. לגרסה הזו קראתי ל- Bucky Glow. הפינים מאפשרים לך לחבר את Bucky Glow לחיישנים (למשל מגע קיבולי, אינפרא אדום, קולי), מנועים, שקעי MIDI וכל שאר האלקטרוניקה שעולה על דעתך.

ההנחיה הזו עוברת באמצעות הרכבה של ה- Bucky Touch, הדומה יותר לכלי נגינה בהשוואה ל- Bucky Glow.

שלב 1: רשימת אספקה

חומרים:

1. שני גיליונות של MDF בעובי 16 "x 12" 0.118"

2. גיליון אחד של 12 "x 12" 0.118 "עובי פרספקס לבן שקוף

3. רצועת LED פיקסל WS2801 או WS2811 (11 נוריות):

4. Arduino Nano:

5. לוח אב טיפוס

6. ITO (אינדיום פח תחמוצת) מצופה פלסטיק PET - 100 מ"מ על 200 מ"מ

7. נגדי 11X 2MOhm

8. נגדי 11X 1kOhm

9. נגד 10k לפלט שמע

10. 2X 0.1uF קבלים לפלט שמע

11. שקע MIDI:

12. מתג החלפה:

13. לחצן לחיצה:

14. שקע שמע סטריאו:

15. סיכות כותרת

16. 2X M3 אגוזים

17. 2X ברגים M3x12

18. חוט גלישת חוטים

19. סקוטש

20. הלחמה

21. קלטת חשמל

22. כבל MIDI ל- USB אם אתה רוצה לשחק MIDI עם מחשב

כלים:

1. חותך לייזר

2. מדפסת תלת מימד

3. חותכי חוטים

4. מלחם

5. מספריים

6. מפתח ברגים

7. אקדח דבק חם

8. כלי לעטוף חוטים

שלב 2: סקירת מערכת

בלב ה- Bucky Touch נמצא ננו ארדואינו. סיכת הנתונים וסיכת השעון של פס LED שניתן להתייחס אליה WS2081 מחוברים לסיכה A0 ו- A1, בהתאמה. לכל פנים של הדודקאדרון יש חיישן מגע קיבולי המחובר עם נגד של 2.2Mohm לאות השליחה שמגיע מהסיכה A2. סיכות הקבלה הן A3, D2-D8 ו- D10-D12. להלן קישור לחיישני מגע קיבולי:

ל- Bucky Touch יש גם יציאת MIDI וגם אות שמע מונו. שני האותות הללו נדונים בשלב 6. סיכת TX משמשת ל- MIDI ואות PWM מהסיכה 9 משמש לאודיו. כדי לעבור בין פלט MIDI ומונו, יש מתג מתג המחובר לסיכה A3.

ה- Arduino מתוכנת לקרוא את כל חיישני המגע הקיבולי כדי לקבוע איזה מקש מחומש נלחץ על ידי המשתמש. לאחר מכן הוא פולט אותות לעדכון הנורות והפקת צליל, או MIDI או אודיו מונו בהתאם לכיוון מתג ההפעלה.

שלב 3: תכנון וחיתוך המארז

"טוען =" עצלן"

ל- Bucky Glow יש פלט שמע MIDI ומונו. לסקירה של MIDI ו- Arduino, בדוק את הקישור הזה. אני אוהב את MIDI מכיוון שהוא קל להתקנה עם Arduino ומספק אודיו מאינספור מכשירים בעלי צליל נקי בלחיצת כפתור. החיסרון הוא שהוא דורש מכשיר משחק MIDI כדי לפענח את האותות ולהמיר אותם לאות שמע. כמו כן, פיתוח אותות אנלוגיים משלך נותן לך שליטה רבה יותר והבנה טובה יותר של האות המופק בפועל ומשוחק ברמקולים.

יצירת אותות שמע אנלוגיים היא עבודה מאתגרת הדורשת ידע במעגלים מתנדנדים ועיצוב מעגלים מורכב יותר. התחלתי לעצב מתנדים לפרויקט הזה והתקדמתי, כשגיליתי מאמר נהדר של ג'ון תומפסון על יצירת אותות שמע מורכבים באמצעות סיכת PWM אחת על הארדואינו. אני חושב שזו הייתה דרך ביניים מושלמת בין אותות MIDI לבין עיצוב מעגלים אנלוגיים מסובכים יותר. האותות עדיין מיוצרים דיגיטלית, אבל חסכתי הרבה זמן בהשוואה לבניית מעגלים מתנדנדים משלי. אני עדיין רוצה לנסות את זה זמן מה, כך שכל הצעה למשאבים טובים תתקבל בברכה.

ג'ון מסביר כיצד ניתן לייצר פלט דיגיטלי של 8 מגה-ביט עם סיכה אחת, שניתן להמירו לאות שמע אנלוגי לאחר החלקה באמצעות מסנן מעבר נמוך. מאמרו גם מסביר כמה יסודות של ניתוח פורייה, הנדרש להבנת צורות גל מורכבות יותר. במקום צליל טהור, תוכל להשתמש בגישה זו ליצירת אותות שמע מעניינים יותר. זה עובד מספיק טוב בשבילי עד כה, אבל אני חושב שיש עוד יותר פוטנציאל עם הטכניקה הזו! עיין בסרטון למעלה לבדיקה ראשונית של מעבר בין שמע לפלט MIDI.

בדוק את פלט ה- MIDI והשמע בלוח לחם לפני שתמשיך לרכיבי הלחמה בלוח האבטיפוס.

שלב 7: הלחמת הלוח והרכבת ארדואינו

אסוף את הנגדים, הקבלים, סיכות הכותרת ולוח האבטיפוס. פרק את לוח האב טיפוס ל -50 מ"מ על 34 מ"מ. הוסף את נגדי 10MOhm בכריכה השמאלית העליונה, ואחריו סיכות הכותרת. סיכות הכותרת הללו יתחברו לחיישני המגע הקיבולי. המשך להוסיף את הרכיבים על ידי ביצוע הסכימה של באקי טאץ '. אמורים להיות לך סיכות לאות שליחת המגע הקיבולי, אחת עשרה מגעי הקיבולת הקשיחים, אות ה- MIDI, אות השמע (מתוך ארדואינו ואל שקע הסטריאו המונו), 5V ו- GND.

עיצבתי הר מותאם אישית להחזקת לוח הארדואינו ואב טיפוס בבסיס התחתון של באקי טאץ '. הדפס חלק זה בתלת -ממד באמצעות קובץ ה- STL שסופק. כעת החלק את לוח Arduino Nano ואת אב הטיפוס לתוך הר. שים לב כי ה- Arduino Nano יצטרך שהסיכות שלו יהיו כלפי מעלה. החלק שני אגוזי M3 לתושבת. אלה ישמשו לחיבור התושבת לבסיס ה- Bucky Touch.

השתמש בחוט עוטף חוט כדי ליצור חיבורים בין ה- Arduino ללוח האב טיפוס כפי שמוצג בתרשים. חבר גם את חוטי המגע הקיבולי לסיכות הכותרת בלוח האבטיפוס.

שלב 8: הרכבת הבסיס

דחוף את שקע ה- Midi, שקע השמע והמתג דרך פני הבסיס עם החורים המתאימים. אתה יכול גם להבריג את השקעים או להדביק אותם מאחור. עבור מתג האיפוס, יהיה עליך לחצוב ריבוע קטן כך שהוא ישאר סמוך לקדמת הפנים. חוט עוטף חוט על גבי המתגים כך שניתן לחבר אותם ללוח האב טיפוס ולארדואינו.

כעת הגיע הזמן לחבר את קירות הבסיס לתחתית הבסיס. החלק חלק אחד בכל פעם לתוך החלקים התחתונים של הבסיס ומחבר הבסיס (חלק G). עליך להחליק את הקיר לצד עם חריצים גדולים יותר ולאחר מכן ללחוץ על הקיר כלפי מטה. הקיר אמור להינעל במקומו. לאחר חיבור הקירות עם החורים עבור הארדואינו, החלק את מכלול לוח הארדואינו/אב טיפוס למקומו וחבר אותו באמצעות ברגי M3x12. ייתכן שיהיה עליך לסובב את אגוזים M3 עד שהם נמצאים במיקום הנכון.

לאחר חיבור כל צדי הבסיס, הלחמו את חוטי השקע לפינים המתאימים. בשלב זה, מומלץ לבדוק את אותות השמע ו- MIDI באמצעות הקוד שסיפקתי כאן. אם זה לא עובד, בדוק את החיבורים שלך לפני שתמשיך לשלב הבא.

שלב 9: הפיכת הפרספקס למוליך

ניסיתי מספר דרכים להפוך את הפרספקס למפתח עבור הכלי. בפרויקט הכיפה הגיאודזית שלי, השתמשתי בחיישני IR לאיתור כאשר ידו של המשתמש הייתה קרובה לפני השטח. עם זאת, הם לא היו אמינים בגלל קרינת IR מהסביבה, דיווח חוצה בין חיישני IR ומדידות לא מדויקות. עבור Bucky Touch חשבתי על שלושה פתרונות אפשריים: חיישני IR מקודדים בתדירות, לחצני לחיצה ומגע קיבולי. לחצני הלחיצה וחיישני ה- IR המקודדים בתדירות לא פעלו בגלל בעיות שאני מדבר עליהן בדף Hackaday שלי.

האתגר של חיישן מגע קיבולי הוא שרוב החומרים המוליכים אטומים, מה שלא יעבוד עבור באקי טאץ 'מכיוון שהאור צריך לעבור אותו דרך הפרספקס. ואז גיליתי את הפתרון: פלסטיק מצופה ITO! אתה יכול לקנות גיליון 200 מ"מ על 100 מ"מ מ- Adafruit תמורת 10 דולר.

תחילה חתכתי את הפלסטיק המצופה ITO לרצועות והדבקתי אותן על הפרספקס ב- "X". וודא שהצדדים המוליכים של הפלסטיק פונים זה לזה. בדוק על ידי מדידת ההתנגדות באמצעות מולטימטר. בתחילה כיפפתי את הפלסטיק וחיברתי נחושת לחוטי הלחמה למגע הקיבולי. טעות גדולה: אל תכופף את הפלסטיק המצופה ITO! כיפוף הפלסטיק שובר את החיבור. במקום זאת הדבקתי כסנטימטר של חוט עוטף פלסטיק וזה עבד מצוין. זוכרים את החוט העוטף את החוט משלב 4 שהוזן דרך פני הלד המחומשות? הגיע הזמן להשתמש בהם עבור חיישני המגע הקיבוליים. חשפו את החוט והדביקו אותו לפלסטיק המוליך שהודבק לפרספקס. חזור על פעולה זו עבור כל 11 פני הפרספקס.

עכשיו זה זמן טוב לבצע כמה בדיקות כדי לוודא שפני הפרספקס שלך מתפקדים כחיישני מגע קיבוליים.

שלב 10: הרכבת פרספקס

הוסף את המפרקים (חלק E ו- F) לתחתית ה- Bucky Touch המחברים את החלק התחתון עם כל האלקטרוניקה לחלקו העליון עם הלדים. לאחר מכן דחפו חלקית את מפרקי הגורים (חלק H) לתוך קירות באקי טאץ 'כך שיהיה מספיק מקום להחליק בפרספקס. הפרספקס יכול להתאים רק אם אתה לא דוחף את מפרקי הגורים לכל אורך הדרך, אז היזהר. לאחר שהצבת את כל 11 פני הפרספקס, דחוף את מפרקי הגורים לחלוטין כדי לנעול את פני הפרספקס. זה צריך להיות בכושר הדוק.

עטוף והלחם את הקצה השני של חוטי המגע הקיבולי לפינים המתאימים על לוח האב טיפוס ובדוק שוב את חיישני המגע הקיבולי שלך. לבסוף, חבר את החלקים העליונים והתחתונים יחד באמצעות המפרקים (חלק ה ו -ו). הקפד לא למשוך חוטים. מזל טוב, ה- Bucky Touch מורכב במלואו!

שלב 11: אב טיפוס ישן יותר

פרס שני בתחרות האודיו 2018