Sonificació de Biodata: 36 passos

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

Genereu notes MIDI basades en canvis en la conductància galvànica a través de dues sondes.

Per obtenir la versió més recent del codi i els tutorials actualitzats, aneu a electricitatforprogress.com i consulteu el meu projecte de github

Pas 1: Taula de pa sense soldadura

Una eina clau en l’experimentació electrònica és la Taula de Pa Soldless. El Breadboard, que permet als usuaris connectar components i reconfigurar-se fàcilment, permet als nouvinguts a l’electrònica i als enginyers experimentats dissenyar prototips i connectar sistemes electrònics fàcilment.

Les taules de pa tenen una sèrie de forats connectats elèctricament. Les files horitzontals travessen la taula de pa de les tires terminals de 5 punts connectats i es marquen amb les lletres abcde i fghij. Una gran divisòria pel mig de la taula de separació separa les files horitzontals, cosa que facilita l’ús de microxips Dual Inline Package (DIP). Als laterals del tauler hi ha columnes verticals de forats, normalment marcades amb línies vermelles i blaves. Aquestes columnes verticals s'utilitzen més sovint per a connexions d'alimentació (tensió positiva i terra), i s'anomenen "Bus". Anirem connectant totes les nostres connexions positives i de terra a aquests autobusos a cada costat de la placa. En un pas posterior lligarem els terrenys i els autobusos positius a cada costat de la taula.

Per tal de "connectar" dos components electrònics, simplement col·loquem els cables (o "potes") de les parts en forats horitzontals adjacents. Això permet a l'usuari connectar diversos components junts mitjançant cada fila horitzontal de 5 punts.

Pas 2: Inseriu el temporitzador 555

El temporitzador 555 és un microxip DIP de 8 pins, que configurarem com un multivibrador astable capaç de mesurar la conductivitat elèctrica. Orienteu el xip de manera que el pin 1 quedi a la part superior: veureu un petit cercle a prop del pin 1 al xip, també veureu el diagrama que identifica cadascun dels pins del temporitzador 555.

Col·loqueu el temporitzador 555 a la part inferior de la taula de pa. La taula de treball està disposada amb un buit cap al centre; el microxip hauria de travessar aquest buit. Les files de la taula de treball estan numerades, inserirem el temporitzador 555 a les files 27, 28, 29 i 30, amb el pin 1 a la fila 27.

Pas 3: fixeu 1 a terra

Connectant el 555 Pin 1 a terra, afegiu un cable de pont de la fila 27 de la columna A al bus de terra.

Pas 4: sincronització del condensador C1

Connecteu el condensador de temporització C1 (0,0042uF) entre el pin 1 i el pin 2 del temporitzador 555. Introduïu el petit condensador blau a les files 27 i 28 de la columna B.

Aquest condensador estableix el rang de freqüència global del temporitzador, aquí fem servir un valor molt petit per obtenir la màxima resolució d’impulsos dels 555 a mesura que mesurem les fluctuacions de la capacitat elèctrica entre les dues sondes.

Pas 5: Desacoblament del condensador C2

Connecteu el condensador de desacoblament d'alta freqüència C2 (1uF) a través del positiu i del terra del temporitzador 555, els pins 1 i 8 de la fila 27, columna D i G.

Pot ser útil retallar les potes del condensador per obtenir un millor ajustament a la placa de paret, però tingueu cura de deixar suficient espai perquè les potes abastin el microxip i es connectin completament amb els endolls de la placa de paret.

Pas 6: Desacoblament del condensador electrolític C3

Connecteu el condensador electrolític C3 (41uF) de desacoblament de baixa freqüència a través del positiu i del terra del temporitzador 555, els pins 1 i 8 de la fila 27, columna C i H.

Tingueu en compte que els condensadors electrolítics estan polaritzats, identificant l’extrem negatiu amb una franja blanca pel costat del tap; assegureu-vos que el costat negatiu del condensador va a la columna C del pin 1 (terra) i el costat positiu del condensador va a la columna H. del pin 8 (positiu).

Pas 7: sortida LED

Afegiu el LED vermell al pin de sortida 3 del 555 Timer Row 29 pin A i al Bus de terra. Col·loqueu el cable més llarg del LED (ànode) a la columna A de la fila 29, amb la pota més curta del LED en un dels forats del bus de terra.

** - Els LED estan polaritzats i s’han d’inserir en l’orientació correcta. La pota del càtode del LED (negativa) es pot identificar per una vora aplanada al costat del LED i l’ànode positiu es pot identificar per la pota més llarga. La polaritat i el color del LED es poden identificar mitjançant una senzilla bateria de botó, fent lliscar la bateria entre els cables del LED, veureu el LED brillant o no, proveu de girar la bateria en l’altra direcció. El LED s’encendrà quan l’extrem de la bateria + (ampla plana) estigui connectat a l’ànode (cama més llarga) i la bateria (botó més petit) estigui connectada a la cama de terra del càtode. Agafa una bateria de botó CR2032 3v i prova-ho!

Després de que tot funcioni a l'últim pas, podeu tornar i retallar les potes del LED si ho desitgeu.

AVÍS: en totes les circumstàncies normals, s’afegiria una resistència entre el pin de sortida i el LED. Per simplificar la construcció d’aquest kit, s’han omès les resistències limitants de corrent. Hem inclòs resistències per a cada LED al kit. Les instruccions modificades, incloses les resistències de limitació de corrent, es proporcionaran com a apèndix.

Pas 8: saltar 555 desencadenant al llindar

Connecteu un cable de pont entre el pin 2 i el pin 6 de la columna D del temporitzador 555 fila 28 a la fila 29 columna G.

Això connecta el llindar i els passadors del disparador del temporitzador 555, que formen la connexió d’entrada de l’elèctrode primari.

Pas 9: restableix el pont 555 a V +

Connecteu el pin 4 del temporitzador 555 al bus positiu mitjançant un filferro de pont fila 30 de la columna D al bus positiu

Connecteu el pin 8 del temporitzador 555 al bus positiu mitjançant un filferro de pont fila 27 de la columna I al bus positiu

(afegiu imatge i pas per a 555 VCC a V +)

Pas 10: Descàrrega de la resistència R1 100K 555 al bus positiu

Connecteu la resistència R1 (100k) entre el pin 7 del 555 i el bus positiu. Col·loqueu un costat de la resistència a la fila 28 de la columna J i l'altre costat de la resistència al bus positiu.

Pas 11: Proveu Jack d'entrada

L’entrada Probe és un connector mono de 3,5 mm, que es connecta a la placa mitjançant dos pins soldats. Tot i que és un punt estret, els passadors de capçalera soldats al jack s’adaptaran a la columna H. de la fila 28 i 29.

Els passadors de capçalera s’han afegit a les preses per facilitar a l’usuari la construcció del kit. Tingueu en compte que l'excés de tensió del connector o dels pins pot causar danys a la connexió de soldadura. Si el vostre kit no té els passadors de capçalera soldats al jack, consulteu l'apèndix per obtenir instruccions de soldadura del jack i la capçalera.

Pas 12: pont de bus positiu

Connecteu el bus positiu a banda i banda de la placa mitjançant la inserció d’un cable de pont entre els punts més alts de l’esquerra i la dreta (vermell) Power Bus.

Pas 13: pont de bus de terra

Connecteu el bus de terra a ambdós costats de la placa mitjançant la inserció d’un cable de pont entre els punts més alts de l’esquerra i la dreta (blau).

Pas 14: provar el galvanòmetre

Ara estem preparats per connectar algunes bateries i provar el galvanòmetre que acabem de construir amb el temporitzador 555.

Introduïu 3 piles AA a la caixa de bateries negra, assegureu-vos que l’interruptor d’alimentació de la caixa estigui en la posició “OFF”. Connecteu el filferro vermell de la caixa de la bateria al bus Positiu (vermell) de la Taula de pa, connecteu el fil negre de la caixa de la bateria al Bus de terra (blau) de la Taula de pa. Ara poseu l'interruptor d'alimentació de la caixa de la bateria a "ON". El LED s’ha d’il·luminar, mostrant que el temporitzador 555 està encès.

Connecteu els cables blancs de l’elèctrode (encara no us molesteu en fer servir els coixinets adhesius) a la presa de 3,5 mm que es connecta al galvanòmetre. En tocar els extrems dels botons metàl·lics dels elèctrodes amb els dits, podreu veure el flaix LED basat en els canvis de conductivitat. Si toqueu els elèctrodes molt lleugerament, es pot activar i apagar el flaix del LED lentament, en prémer els elèctrodes molt fort, el LED parpelleja molt ràpidament, ja que apareix com si el LED es mantingui encès o una mica atenuat.

Pas 15: Inseriu ATMEGA328 28pin DIP

El vostre kit MIDIsprout inclou un microcontrolador ATMEGA328 preprogramat, amb fusibles configurats per funcionar a 8Mhz a l’oscil·lador intern (fusibles: Low-E2 High-D9 Ext-FF) i precarregat amb el microprogramari MIDIsprout. Aquest DIP de 28 pins té dues files paral·leles de 14 pins.

Introduïu el xip de 328p a la part superior de la taula, identificant el pin 1 pel petit cercle del xip, a les files 1-14 que abasten el DIP a través de la bretxa de les columnes E i F.

** Per reprogramar i experimentar fàcilment, és possible afegir un oscil·lador de 16 MHz als pins 9 i 10 de la taula de programació i programar-lo mitjançant una placa arduino Uno amb modificacions del codi MIDIsprout. L'ATMEGA328 també es pot reprogramar mitjançant ICSP amb un programador extern (un altre arduino) i un laberint de cables Jumper;)

** També com a addenda, el MIDIsprout Kit es pot construir seguint els passos anteriors per muntar el galvanòmetre, amb la placa de connexió connectada directament a un Arduino Uno. Estigueu atents …

Com a referència, el codi precarregat a la versió actual MIDIsprout:

Codi Arduino:

Pas 16: engegueu l'ATMEGA328

Connecteu el pin VCC al 328 al bus positiu mitjançant un pont entre la fila 7 de la columna A i el bus positiu.

Pas 17: connecteu a terra l'ATMEGA328

Connecteu el passador de terra del 328 al bus de terra mitjançant un pont entre la columna B de la fila 8 i el bus de terra.

Pas 18: engegueu l'ATMEGA328 (analògic)

Connecteu el pin de tensió analògic al 328 al bus positiu mitjançant un pont entre la columna J de la fila 9 i el bus positiu.

Pas 19: connecteu a terra l'ATMEGA328 (analògic)

Connecteu el passador de terra del 328 al bus de terra mitjançant un pont entre la columna J de la fila 7 i el bus de terra.

Pas 20: 555 Sortida del temporitzador a l'entrada ATMEGA328

Connecteu el pin de sortida del temporitzador 555 al pin d’entrada 4 del 328 amb un cable de pont entre el pin del temporitzador 555 3 fila 29 columna D i fila 4 columna D.

Aquí la sortida digital del 555 activa un pin d'interrupció al 328, INT0, que mesura i compara la durada del pols.

Pas 21: botó

El comandament inclòs s’ha de preparar doblegant suaument les tres potes (doblegueu les tres alhora) de manera que el comandament pugui estar vertical. Inseriu el comandament a la part esquerra de la tauleta de la columna A de les files 19, 20 i 21."

Pas 22: moure el netejador a l'entrada analògica ATMEGA328

Connecteu el pin central del comandament a l'entrada analògica (A0) del 328 mitjançant un cable de pont. Connecteu un pont entre el botó fila 20 columna E i 328 (pin A0) fila 6 columna G.

Pas 23: Jack MIDI

Inseriu la presa MIDI a la taula de treball. Prepareu el jack identificant els dos pins de muntatge apuntats situats a la part frontal del jack MIDI i doblegant-los cap amunt per assenyalar la part frontal del jack MIDI. Col·loqueu la presa MIDI al costat dret de la taula de treball, amb la presa orientada cap al costat dret. Introduïu la presa MIDI a les columnes I i J, files 18, 19, 21, 23 i 24. Els cinc pins MIDI s’adaptaran (còmodament) a la placa de paret, tingueu cura de no empènyer massa.

Pas 24: Pin de dades MIDI a ATMEGA328 Tx

Connecteu el pin de sortida de dades MIDI al pin de transmissió (Tx) sèrie ATMEGA328, connectant un pont entre la columna F fila 23 (pin de dades MIDI 5) i la columna B fila 3 (328 Tx).

Pas 25: resistència de potència MIDI a V +

Connecteu una resistència entre el pin d’alimentació MIDI (4) i V + mitjançant una resistència de 220 Ohm connectada a la columna H fila 19 (alimentació MIDI) i al bus positiu al costat dret de la placa.

Pas 26: MIDI Ground Jumper

Connecteu el pin MIDI de terra al bus de terra mitjançant un cable de pont entre la columna F fila 21 (MIDI Ground) i el bus de terra.

Pas 27: perilla de tensió positiva

Connecteu el pin de voltatge positiu del pom al bus positiu mitjançant un pont entre la columna D fila 19 i el bus positiu.

Pas 28: terra del comandament

Connecteu el pin de terra del comandament al bus de terra mitjançant un pont entre la columna D fila 21 i el bus de terra.

Pas 29: LEDs (vermells)

Hi ha 5 LEDs de colors al MIDIsprout que proporcionen un espectacle de llum i una indicació de l’estat de les notes MIDI que s’estan reproduint.

Connecteu el LED (vermell) ànode - pota llarga a la columna A fila 5 i el càtode LED al bus de terra.

** - Per simplificar, estem ometent les resistències de limitació de corrent en aquesta compilació. Consulteu l'apèndix per conèixer els passos per incloure resistències amb els LED.

Pas 30: LEDs (grocs)

Connecteu el LED (groc) ànode - pota llarga a la columna A fila 11 Connecteu el LED (vermell) ànode - pota llarga a la columna A fila 5 i el càtode LED al bus de terra i el càtode LED al bus de terra.

Pas 31: LEDs (verds)

Connecteu l'ànode LED (verd) de la cama llarga a la columna A fila 12 i el càtode LED al bus de terra.

Pas 32: LEDs (blaus)

Connecteu l'ànode LED (blau): pota llarga a la columna J fila 14 i el càtode LED al bus de terra.

Pas 33: LEDs (blancs)

Connecteu l'ànode LED (blanc) de la cama llarga a la columna J fila 13 i el càtode LED al bus de terra.

Pas 34: 16MHz Crystal Oscillator PlaceHolder

L'oscil·lador de cristall de 16 MHz s'ha d'afegir als pins 9 i 10 de la columna C. de la fila 9 i 10 de l'ATMEGA328. La peça no està polaritzada i el cristall es pot inserir als pins 9 i 10 en qualsevol de les seves orientacions.

Pas 35: bateria

Connecteu el paquet de bateries a la taula de fixació col·locant la bateria Cable vermell al bus de tensió positiva de la tauleta de pa i el cable posterior al bus de terra de la taula de pa. Introduïu 3 piles AA i enceneu la caixa de piles. Amb l’encesa del LED pel galvanòmetre 555 s’ha d’il·luminar.

Connecteu els cables de l’elèctrode a la presa de la part inferior de la placa i toqueu els dos extrems dels botons dels cables. El LED del galvanòmetre hauria de parpellejar en resposta a la conductivitat dels dits.

Pas 36: Sonificació de dades biodegradables

Quan es toquen o s’uneixen els cables de l’elèctrode mitjançant gel pads, el programa MIDIspout detectarà petits canvis de conductivitat i representarà aquests canvis com a notes MIDI i llums de colors.

Connectant un cable MIDI des de la presa MIDI de la placa de pa, el MIDIsprout Kit es pot connectar a sintetitzadors, teclats, generadors de so i ordinadors que suportin MIDI per produir sons en reacció a les notes MIDI.

En girar el comandament, es pot ajustar el llindar / sensibilitat del MIDIsprout. En disminuir el llindar, es poden detectar fluctuacions menors en la conductància del galvanòmetre; en augmentar el llindar, es necessiten canvis més grans per produir notes. Durant les instal·lacions a llarg termini, faig servir un paràmetre de llindar baix que produeix un agradable flux de dades MIDI. Per a esdeveniments interactius públics amb diverses plantes, augmento el llindar bastant alt, cosa que fa que les notes MIDI només es produeixin quan una persona s’acosta molt o toca físicament la planta.