Com fer un guant de piano d'aire sense fils: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Propòsits i funcions:

El nostre projecte de tecnologia portable és crear un guant de piano d’aire sense fils amb llums sincronitzades mitjançant electrònica bàsica, un microcontrolador com un HexWear i un ordinador portàtil amb el programari Arduino i Max 8. Els usos del nostre projecte són tocar notes de piano a través d’un altaveu Bluetooth movent els dits sense estar connectats a cap sistema estacionari o instrument real, així com desplaçar-se per una selecció d’eleccions d’instruments de manera que totes les seves notes o sons també puguin ser reproduït mitjançant el guant sense fils a l’ordre.

La manera com funciona aquest projecte és que quan es porta el guant de piano d’aire, cadascun dels quatre dits connectats conté un sensor de flexió que determina si es doblega un dit. Quan es doblega un dit, s’encén el LED del dit corresponent que informa a l’usuari que el dit s’ha doblegat prou i, mitjançant el programari Max 8, es reproduirà una nota corresponent des de l’ordinador. Per tant, cada dit correspon a una nota única i l’usuari podrà reproduir música sense fils a través d’una forma externa mitjançant aquest guant a la mà. Mitjançant el programari Max 8, això no limita el guant a reproduir només música de piano, ja que es poden reproduir altres sons únics des de cada dit corresponent, cosa que permet a qualsevol usuari manipular el tipus de sons que vulgui.

Llista de materials necessaris:

• Sensors de flexió curta Adafruit (4),
• Mòduls de llum de fons LED blancs Adafruit (4),
• Resistències de 100 kΩ (4)
• Resistència d'1 kΩ (1)
• Kit de microcontroladors HexWear,
• Cable micro USB a USB
• Bateria externa que es connecta a una sortida micro USB
• Bateries AAA
• Guant amb teixit elàstic
• Portàtil amb el programari Arduino IDE i Max 8 instal·lats
• Soldador i soldador
• Cinta adhesiva, cinta elèctrica i tirants
• Filferro gratuït, tallador de filferro i separador de filferro
• Altaveu Bluetooth o un altaveu i cable AUX
• Termoretràctil i tubs termorretractors
• Crimpers de filferro
• Taula de circuits prims,

Pas 1: Construeix el circuit

El circuit principal és aquell que implica diversos divisors de tensió en paral·lel. També inclou sensors de flexió, que són resistències les resistències dels quals canvien en funció del grau de flexió en una direcció. Quan es doblega un sensor de flexió, la seva resistència augmenta d’uns 25 kΩ fins a 100 kΩ i també augmenta la tensió que es llegeix.

Tanmateix, atès que el nostre disseny utilitza quatre sensors flex, quatre LEDs i un bluetooth mate, també hem d’utilitzar un expansor de ports a causa del nombre limitat de ports disponibles a HEXWear. Connectem els quatre sensors flex mitjançant entrades analògiques al HEXWear, el Bluetooth mate al TX i als pins RX, i connectem l’expansor de ports MCP23017 als pins SDA i SCL que alimentaran els LED.

Consulteu el diagrama de circuits adjunt per obtenir més detalls. (Tingueu en compte que el Vcc dels diagrames correspon als pins Vcc del HEXWear. Es poden connectar en paral·lel si no hi ha prou pins disponibles o una font d'alimentació externa d'un voltatge similar també és una altra opció viable)

Pas 2: Instal·lació de biblioteques addicionals:

Degut al fet que hem utilitzat un HEXWear, cal instal·lar biblioteques addicionals per poder utilitzar correctament el programari Arduino. Utilitzeu les instruccions següents per fer-ho:

1). 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/… 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).

Pas 3: Creació de l'Arduino Sketch

L’esbós d’Arduino llegeix els valors de tensió de les resistències de la sèrie del circuit i decideix si s’ha complert o no un llindar establert. Si es supera el llindar, el HexWear il·lumina el LED corresponent i envia un senyal de codi ASCII a l'ordinador portàtil, que pot llegir i assignar a una nota de Max 8 en un pas posterior. Mitjançant les configuracions de cablejat corresponents als diagrames de circuits s'han definit correctament tots els pins necessaris a l'HexWear.

Vam observar que el valor llindar assenyalat a l'esbós no sempre era coherent entre diferents HEXWears. Una de les recomanacions que tenim és fer servir el traçador en sèrie per determinar el valor analògic que es llegeix del sensor de flexió i indicar com canvia aquest valor des del moment en què no està doblegat en comparació amb el doblegat. A continuació, podeu utilitzar-lo per definir el vostre propi valor llindar que respongui correctament al comportament del sensor de flexió al vostre circuit.

Pas 4: creeu el parche Max 8

El parcel·la Max 8 mapea les entrades o senyals del teclat rebuts a través del canal Bluetooth d’un ordinador portàtil a les sortides de notes instrumentals. El pegat Max 8 que hem utilitzat en el nostre projecte està adjunt i està disponible per descarregar-lo.

Quan utilitzeu Max, seguiu aquests passos per connectar el vostre bluetooth mate a Max:

• Confirmeu que l'esbós està bloquejat (el pany de la part inferior esquerra s'hauria de tancar)
• Confirmeu que la "X" que hi ha a sobre de l'objecte del metro està apagada (gris no blanc)
• Feu clic al botó d'impressió que apareix a l'objecte de sèrie i mireu els ports disponibles a la consola màxima
• Determineu el port correcte mitjançant el mòdul bluetooth etiquetat i, si hi ha diversos disponibles, proveu-los fins que pugueu confirmar quin funciona.
• Durant tot aquest procés, el mòdul bluetooth hauria de parpellejar en vermell i, quan funcioni correctament, passarà a ser una cobdícia sòlida
• Continueu provant fins que apareguin els llums verds al bluetooth
• Un cop us hàgiu connectat, bloquegeu l'esbós i premeu la "X" que hi ha a sobre de l'objecte de metro per començar a escoltar les comunicacions bluetooth.

Pas 5: soldar l'expansor de ports, els LED i Bluetooth Mate

A causa de la gran quantitat de cables i altres components elèctrics que es preveu que s'adapta al guant del nostre projecte, els següents passos de soldadura es deixen més oberts per a la interpretació de l'usuari.

Per connectar de manera sòlida l'expansor de ports MCP23017, hem soldat les seves connexions a una placa de circuit prim que hem pogut col·locar al guant. Vam soldar cables als nostres LED i, a continuació, vam soldar els respectius extrems a terra o la placa de circuit que el connectava als pins correctes etiquetats de l’expansor de ports. A continuació, hem utilitzat aquesta mateixa placa per connectar l’alimentació al nostre Bluetooth mate en paral·lel a l’alimentació que hem subministrat al novè pin de l’expansor de ports.

Hem utilitzat el termoretràctil i una mica de cinta elèctrica en qualsevol dels llocs on hi havia filferro exposat. Adjuntem fotos per donar una millor idea de com ho hem fet nosaltres mateixos, però tingueu en compte que podeu utilitzar la tècnica que us sigui més efectiva.

Pas 6: soldar els sensors flex

De manera similar al pas anterior, aquest pas no és tan limitat i es pot fer la soldadura, tot i que se sent el més eficaç.

Per permetre la major llibertat de moviment del nostre projecte, hem soldat cables a ambdós extrems del sensor de flexió i, a continuació, hem utilitzat un encongit de calor per tapar qualsevol part del cable exposat de manera similar a la que havíem fet amb els LED.

Pas 7: Connexió a HEXWear, inclòs l'ús d'una font externa

Per connectar aquesta infinitat de cables directament a HEXWear, hem utilitzat connectors de crimpat i els hem cargolat directament als diferents ports del nostre HEXWear. D’aquesta manera vam assegurar una connexió directa amb cadascun dels nostres ports i vam poder eliminar fàcilment si volíem crear nous projectes per al nostre HEXWear.

També hem connectat una petita font d’alimentació externa que podria contenir tres bateries AAA per proporcionar energia suficient per al nostre HEXWear. Vam fixar aquesta font d'alimentació externa a una polsera per garantir que sempre estigués connectada i que no inhibís significativament el moviment.

Pas 8: Col·locar tot el guant

Per últim, voldreu fixar-ho tot correctament al guant perquè el vostre producte sigui realment usable. Voldreu connectar cada sensor de flexió a un dit corresponent, negant el polze a causa de la poca utilitat de la seva utilitat, i connectar el LED corresponent que s’il·lumini al sensor de flexió del mateix dit. La forma més eficaç que hem trobat per assegurar una flexió adequada del sensor de flexió va ser la cinta adhesiva, però enganxar-la al guant utilitzant un tros de tela addicional funcionarà igualment.

Aleshores haureu de connectar HEXWear, expansor de ports i bluetooth al mateix guant. Vam observar que també era molt efectiu fixar la font d’energia externa a una polsera per permetre una major mobilitat i no inhibir la mobilitat / portabilitat. Pel que fa a la resta de components, us recomanem que utilitzeu tirants per embolicar l'excés de fil per consolidar l'espai.

Assegureu-vos que disposeu de connexions soldades fortes i que no tingueu fil exposat, de manera que hi hagi una gran flexibilitat i llibertat per posar els components allà on calgui, de manera que el producte sigui el més estètic possible.

Pas 9: depureu i gaudiu

Al llarg d’aquest procés hi ha una gran possibilitat d’error, de manera que us recomanem que comproveu que els components funcionin de manera coherent durant tot el procés. Això vol dir que utilitzeu constantment el monitor sèrie a l’esbós d’Arduino per confirmar que les lectures del sensor de flexió són coherents, comprovar que després de soldar-se qualsevol cosa hi hagi una connexió forta i que funcioni correctament i que no hi hagi cables exposats. A causa de la gran quantitat de components elèctrics en un lloc molt petit, els cables exposats seran el vostre major enemic.

Un cop hàgiu construït amb èxit un guant de treball, gaudiu-ne! Diverteix-te jugant amb el teu projecte i no dubtis a canviar els sons del piano per qualsevol altra mostra que vulguis que tingui un instrument de tecnologia portable realment únic.