Wearable Tech: Tambors d’aire: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

El nostre objectiu per a aquest projecte era fer un kit de bateria portable amb alguns acceleròmetres i discos piezoelèctrics. La idea era que, donat un cop de mà, es produís un soroll de trampes; o, si es prem un peu, es reproduiria un so de barret o bombo. Per controlar el kit, hem utilitzat un microcontrolador Hexwear, un programari de codificació Arduino i Cycling '74 MAX per a la sortida i selecció de so. Aquest projecte formava part d’una col·laboració més gran entre el Pomona College i l’Acadèmia d’Enginyeria de Fremont.

Pas 1: peces i eines

A continuació es mostra una llista de les parts en què consta el nostre projecte i una llista de tots els materials utilitzats.

Parts:

• Samarreta de franela (x1)
• Mitjons difusos (x2)
• Piezo Discs (x2) (https://www.sparkfun.com/products/10293)
• Acceleròmetres MMA8451 (x2) (https://www.adafruit.com/product/2019)
• Microcontrolador HexWear ATmega32U4 (x1) (https://hexwear.com)
• Microchip Bluetooth RN42 (x1) (https://www.sparkfun.com/products/12576)
• Filferro de calibre 18
• Cargols # 2 (x14)
• # 2 Rentadores (x14)
• Connectors de crimp; 22-16 Calibre (x14) (https://www.elecdirect.com/crimp-wire-terminals/ring-crimp-terminals/pvc-ring-terminals/ring-terminal-pvc-red-22-18-6- 100 pk)
• Pin autoadhesiu (x1)

• Connectors de costures aïllades de vinil (x15) (https://www.delcity.net/catalogdetails?item=421005)

Eines:

• Tisores
• Kit de soldadura
• Decapants de filferro
• Talladors de filferro
• Cinta elèctrica
• Eina de premsat
• Tornavís
• Pistola de cola calenta
• Impressora 3D (opcional)
• Pistola d’aire calent

Programari:

• Max Cycling '74 (https://cycling74.com)
• Programari de codificació Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)

Descàrrega dels controladors:

1) (només Windows, els usuaris de Mac poden ometre aquest pas) Instal·leu el controlador visitant https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Descarregueu i instal·leu el controlador (el fitxer.exe que apareix al pas 2). a la part superior de la pàgina de RedGerbera enllaçada).

2) Instal·leu la biblioteca necessària per a Hexware. Obriu l'IDE Arduino. A "Fitxer", seleccioneu "Preferències". A l'espai proporcionat per als URL de gestor de taulers addicionals, enganxeu https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… i feu clic a "D'acord". Aneu a Eines -> Tauler: -> Gestor de taules. Al menú de l'extrem superior esquerre, seleccioneu "Contribuïda". Cerqueu i feu clic a Gerbera Boards i feu clic a Instal·la. Surt i torna a obrir Arduino IDE. Per assegurar-vos que la biblioteca està instal·lada correctament, aneu a Eines -> Tauler i desplaceu-vos fins a la part inferior del menú. Hauríeu de veure una secció titulada "Gerbera Boards", sota la qual hauria d'aparèixer com a mínim HexWear (si no més taulers com el mini-HexWear).

3) Per descarregar la biblioteca de l’acceleròmetre utilitzeu el següent enllaç: https://learn.adafruit.com/adafruit-mma8451-accelerometer-breakout/wiring-and-test. A continuació, feu clic a "Baixeu la biblioteca MMA8451"

Pas 2: prepareu els cables

Talleu 9 trossos de filferro el temps suficient per estendre el braç (aproximadament 1m). Aquestes peces es connectaran als dos acceleròmetres. Talla 4 trossos més llargs, prou llargs per arribar als peus, des de la butxaca de la camisa de franela (uns 2 m). Aquests es connectaran als piezos. Talleu altres 3 peces més curtes (uns 15 cm) per al microxip bluetooth. Tireu els dos extrems de totes les peces de filferro, deixant 2cm de filferro nu.

Pas 3: connecteu els cables als sensors

Utilitzeu un soldador per soldar 4 cables de 1m a un de l’acceleròmetre i 5 cables de 1m a l’altre acceleròmetre. Els acceleròmetres tenen pins etiquetats i hem proporcionat un diagrama de circuits per il·lustrar cap a on hauria d’anar cada fil. Juntament amb el diagrama del circuit, hem adjuntat marques de distribució dels dissenys dels acceleròmetres: connecteu els cables als passadors encerclats de negre.

Cada sensor piezo té dos cables. Tireu els extrems dels cables piezo i soldeu-los als cables de 2 m. Utilitzeu els connectors aïllats de vinil i la pistola d’aire calent per assegurar les connexions.

Finalment, soldeu els 3 cables de 15 cm al microxip Bluetooth (consulteu el diagrama del circuit i el marcador dels pins específics).

Nota: El microxip Bluetooth i els acceleròmetres tenen pins molt estrets. Vam escollir un cable de calibre 18 per ser més robustos i perquè coincideix amb els connectors de crimpatge que estàvem utilitzant, però, si cal, podeu soldar cables més prims als sensors i, a continuació, soldar els cables de calibre 18 als més fins.

Ara hauríeu de tenir un extrem de tots els cables connectats. Els altres extrems es connecten a l'hex.

** Les marques per als acceleròmetres, el bluetooth i el piezo són cortesia de sparkfun (https://www.sparkfun.com) i adafruit (https://www.adafruit.com)

Pas 4: Connexió al diagrama hexagonal i del circuit

A la part superior es mostra un diagrama que detalla el conjunt. Per connectar els cables al Hexware hem utilitzat femelles, cargols i connectors de crimpat (a la imatge superior com a connexions vermelles). Un cop s'hagi connectat el cable al connector de crimpat, es pot connectar a l'hex amb una arandela i un cargol, tal com es mostra a la imatge anterior. Per obtenir un diagrama del programa hexadecimal, consulteu el marcatge de pins anterior.

Seguint el diagrama, específicament les línies negres, connecteu la terra de tots dos peços a un passador de terra de l'hex. A continuació, per als dos acceleròmetres, fixeu els dos terrenys a un passador de terra de l'hex. Com que només hi ha uns quants passadors de terra, recomanem soldar junts tots els cables que van a terra des de l’acceleròmetre o tots els cables que van a terra des dels peixos; Tanmateix, aneu amb compte de fer un seguiment de tot. El passador etiquetat A (o adreça) dels acceleròmetres també s'hauria de fixar a terra. Es tracta de diferenciar els dos acceleròmetres entre si, donant a un d’ells una altra identificació. Finalment, fixeu la terra del bluetooth a terra a l'hex.

Acabeu de connectar la terra i, a continuació, inicieu les connexions amb el VCC, que es mostra en vermell a la part superior. El vin dels dos acceleròmetres s’hauria de connectar a VCC a l’hex, igual que al pin VCC del bluetooth. Una vegada més, a causa de la manca de pins, recomanem soldar cables abans de la connexió final a l'hex.

Als dos acceleròmetres hi ha pins identificats SCL i SDL. Connecteu-los als mateixos pins de la roba hexagonal (SCL és cerúlea i SDA és magenta al diagrama anterior). A continuació, al mòdul bluetooth, connecteu el RX-1 a RX a l'hex (marí a sobre) i TX-1 a TX a l'hex (verd clar a sobre). Això permet les connexions bluetooth. Finalment, connecteu la segona pota d’un dels piezos al pin D12 (verd fosc) i la segona pota del segon piezo a D9 (morat a sobre). Això és per agafar una sortida analògica dels sensors piezoelèctrics a la roba hexagonal.

** el marcatge del pin hexwear és gentilesa de Red Gerbera (https://www.redgerbera.com), imatges de l’acceleròmetre per gentilesa d’Adafruit i matezo piezo / bluetooth per gentilesa de sparkfun

Pas 5: càrrega del codi

Per començar a utilitzar la bateria, obriu primer el codi MAX (anomenat Max_Drum.maxpat). Per poder editar o desar el codi, haureu de tenir un compte a Cycling '74, però tot funciona sense un compte. Voleu connectar el mòdul bluetooth hexadecimal al vostre propi ordinador. Per fer-ho, connecteu l'hex a l'alimentació. Un cop connectada la roba hexagonal, s’hauria d’encendre un llum vermell al mòdul bluetooth. A continuació, obriu les preferències de bluetooth. a l’ordinador. Ha d’aparèixer un nom en la línia de 9CBO. Quan se us demani una contrasenya, escriviu 1234. El bluetooth hauria d'estar connectat a l'ordinador.

A continuació, pengeu el codi Arduino a l'hex (anomenat final_electronics.ino). Ara només queda connectar el bluetooth al MAX. Al codi màxim, hauríeu de veure una cosa anomenada "imprimir". Si feu clic a això i obriu el monitor sèrie, hauríeu de veure tots els ports disponibles i els ports Bluetooth disponibles. Al quadre anomenat serial o 9600. Aquí, serial significa el monitor serial, o és el port i 9600 és l’amplada de banda de la connexió. Per connectar el bluetooth, substituïu la o pels noms d'altres ports Bluetooth. Sovint els heu de provar tots, però el mòdul bluetooth es convertirà en verd quan estigui connectat al port correcte mitjançant MAX.

Un cop carregat el codi, assegureu-vos de donar el camí correcte als fitxers d'àudio a MAX. La millor manera de fer-ho és arrossegant els fitxers de so a MAX.