Bucky Touch: Világító Dodekaéder eszköz: 12 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Jon BumsteadKövetés a szerzőtől:

Névjegy: Fény-, zene- és elektronikai projektek. Mindegyiket megtalálja a webhelyemen: www.jbumstead.com További információ a jbumstead -ről »

Körülbelül két évvel ezelőtt építettem egy nagy, 120 arcú LED -es geodéziai kupolát, amely MIDI kimenettel zenét játszik le. Ez azonban nehéz konstrukció volt, és az érzékelők nem voltak teljesen megbízhatóak. Úgy döntöttem, hogy megépítem a Bucky Touch -ot, a geodéziai kupolám kisebb változatát, amelyet könnyebb megépíteni, és továbbfejlesztett kapacitív érintésérzékelőket tartalmaz. A Bucky Touch MIDI és audio kimenettel is rendelkezik, így akár MIDI eszközt (például számítógépet vagy MIDI billentyűzetet) használhat a Bucky Touch lejátszásához VAGY közvetlenül csatlakoztathatja a Bucky Touch készüléket egy erősítőhöz és hangszóróhoz.

Az első prototípusom ebben a projektben hasonló volt, de nem rendelkezik érintésérzékeny arccal, hanem kitörőcsapokat biztosít, amelyek hozzáférést biztosítanak a digitális I/O érintkezőkhöz, egy TX (átviteli), egy RX (fogadó) tűhöz, reset pinhez, és földelt csap. Ezt a verziót Bucky Glow -nak hívtam. A tűk lehetővé teszik a Bucky Glow csatlakoztatását érzékelőkhöz (pl. Kapacitív érintés, infravörös, ultrahangos), motorokhoz, MIDI aljzatokhoz és bármilyen más elektronikához, amire gondolhat.

Ez az utasítás a Bucky Touch összeszerelésén megy keresztül, amely inkább hasonlít egy hangszerre, mint a Bucky Glow.

1. lépés: Ellátási lista

Anyagok:

1. Két lap 16 "x 12" 0.118 "vastag MDF -ből

2. Egy lap 12 "x 12" 0.118 "vastag áttetsző fehér plexi

3. WS2801 vagy WS2811 pixeles LED szalag (11 LED):

4. Arduino Nano:

5. Prototípus tábla

6. ITO (indium -ón -oxid) bevonatú PET műanyag - 100 mm x 200 mm

7. 11X 2MOhm ellenállások

8. 11X 1kOhm ellenállások

9. 10k ellenállás az audio kimenethez

10. 2X 0,1uF kondenzátor az audio kimenethez

11. MIDI jack:

12. Váltókapcsoló:

13. Nyomógomb:

14. Sztereó audio jack:

15. Fejcsapok

16. 2X M3 anya

17. 2X M3x12 csavar

18. Dróttekercselő huzal

19. Scotch tape

20. Forrasztó

21. Elektromos szalag

22. MIDI -USB kábel, ha számítógépen szeretné lejátszani a MIDI -t

Eszközök:

1. Lézervágó

2. 3D nyomtató

3. Drótvágók

4. Forrasztópáka

5. Olló

6. imbuszkulcs

7. Forró ragasztópisztoly

8. Dróttekercselő szerszám

2. lépés: A rendszer áttekintése

A Bucky Touch középpontjában egy Arduino Nano található. A WS2081 címezhető LED szalag adattűje és óracsapja az A0 és A1 tűhöz van csatlakoztatva. A dodekaéder minden oldala rendelkezik egy kapacitív érintésérzékelővel, amely egy 2.2Mohm ellenállással van összekötve az A2 érintkezőből érkező küldőjelekkel. A fogadócsapok A3, D2-D8 és D10-D12. Itt egy link a kapacitív érintésérzékelőkhöz:

A Bucky Touch rendelkezik MIDI kimenettel és mono hangjelzéssel is. Mindkét jelet a 6. lépés tárgyalja. A MXI -hez a TX -tűt, a 9. tűből származó PWM -jelet pedig az audióhoz használják. A MIDI és a mono kimenet közötti váltáshoz van egy kapcsoló, amely az A3 érintkezőhöz van csatlakoztatva.

Az Arduino programozottan olvassa el az összes kapacitív érintésérzékelőt, hogy megállapítsa, melyik ötszög gombot nyomja meg a felhasználó. Ezután jeleket ad ki, hogy frissítse a LED -eket, és hangot adjon ki, akár MIDI, akár mono hang, attól függően, hogy a váltókapcsolót milyen irányba forgatják.

3. lépés: Az alváz tervezése és vágása

"betöltés =" lusta"

A Bucky Glow MIDI és mono hangkimenettel is rendelkezik. A MIDI és az Arduino áttekintéséhez nézze meg ezt a linket. Szeretem a MIDI-t, mert könnyen beállítható az Arduino segítségével, és számtalan tiszta hangzású hangszerről biztosít hangot egyetlen kattintással. A hátránya az, hogy a jelek dekódolásához és audió jellé alakításához MIDI lejátszó eszközre van szükség. Ezenkívül saját analóg jelek kifejlesztése nagyobb irányítást és jobb megértést biztosít a ténylegesen előállított és a hangszórókba lejátszott jelhez.

Az analóg hangjelek létrehozása nehéz feladat, amely ismereteket igényel az oszcilláló áramkörökről és az összetettebb áramkörök kialakításáról. Elkezdtem tervezni az oszcillátorokat ehhez a projekthez, és némi előrelépést tettem, amikor Jon Thompson fantasztikus cikkére bukkantam az Arduino egyetlen PWM -tűvel történő összetett hangjelek létrehozásáról. Azt hiszem, ez egy tökéletes középút volt a MIDI jelek és a bonyolultabb analóg áramkörök között. A jeleket továbbra is digitálisan állítják elő, de sok időt spóroltam meg a saját oszcilláló áramköreim építéséhez képest. Ezt még szeretném kipróbálni egy ideig, ezért minden jó forrásra vonatkozó javaslatot nagyra értékelnénk.

Jon elmagyarázza, hogyan lehet egyetlen tűvel létrehozni egy 2 MHz-es, 8 bites digitális kimenetet, amely aluláteresztő szűrőn való simítás után átalakítható analóg audiójellé. Cikke a Fourier -elemzés néhány alapját is megmagyarázza, amelyek a bonyolultabb hullámformák megértéséhez szükségesek. A tiszta hang helyett ezt a módszert használhatja érdekesebb hangjelek generálására. Nekem eddig elég jól működik, de azt hiszem, még több potenciál van ezzel a technikával! Tekintse meg a fenti videót az audio és a MIDI kimenet közötti váltás előzetes tesztjéhez.

Tesztelje a MIDI -t és az audió kimenetet egy kenyértáblán, mielőtt áttérne a prototípus táblán lévő forrasztó alkatrészekre.

7. lépés: A lemez forrasztása és az Arduino felszerelése

Gyűjtse össze az ellenállásokat, kondenzátorokat, fejléceket és a prototípuslapot. Bontsa le a prototípus táblát 50 x 34 mm -re. Adja hozzá a 10MOhm -os ellenállásokat a bal felső fedélhez, majd a fejléceket. Ezek a fejlécek a kapacitív érintésérzékelőkhöz csatlakoznak. Folytassa az összetevők hozzáadását a Bucky Touch vázlatának követésével. Tüskékkel kell rendelkeznie a kapacitív érintéses küldési jelhez, a tizenegy kapacitív érintéses vételi jelhez, a MIDI -jelhez, az audiojelhez (az arduino -ból és a mono sztereó jack csatlakozóba), az 5 V -hoz és a GND -hez.

Egyedi rögzítést terveztem az Arduino és a prototípus tábla tartásához a Bucky Touch alsó alján. 3D nyomtatja ki ezt a részt a mellékelt STL fájl használatával. Most csúsztassa az Arduino Nano és a prototípus táblát a tartóba. Vegye figyelembe, hogy az Arduino Nano csapjait felfelé kell fordítani. Csúsztasson két M3 anyát a tartóba. Ezeket fogja használni a tartó csatlakoztatásához a Bucky Touch alapjához.

Használjon drótkötélhuzalt az Arduino és a prototípus tábla közötti összeköttetések létrehozásához, az ábrán látható módon. Csatlakoztassa a kapacitív érintkező vezetékeket is a prototípus tábla fejléceihez.

8. lépés: Az alap összeszerelése

Nyomja meg a Midi jack -aljzatot, az audio -aljzatot és a kapcsológombot az alaplapon a megfelelő lyukakkal. Csavarhatja be az emelőket, vagy ragaszthatja vissza. A visszaállító kapcsolóhoz egy kis négyzetet kell faragni, hogy az az arc elejével egy síkban legyen. Forrasztjon drótkötélhuzalt a kapcsolókra, így csatlakoztatható a prototípushoz és az Arduino-hoz.

Most itt az ideje, hogy csatlakoztassa az alapfalakat az alap aljához. Csúsztassa egyenként az egyik falat az alap aljába és az alapcsatlakozó illesztéseibe (G rész). A falakat nagyobb bevágásokkal az oldalába kell csúsztatni, majd le kell nyomni a falat. A falnak a helyére kell pattannia. Miután összekapcsolta a falakat az Arduino furataival, csúsztassa a helyére az Arduino/prototípus táblát, és csatlakoztassa az M3x12 csavarokkal. Lehet, hogy addig kell forgatni az M3 anyákat, amíg a megfelelő helyzetbe nem kerülnek.

Miután csatlakoztatta az összes alapoldalt, forrasztja az emelő vezetékeket a megfelelő csapokhoz. Ezen a ponton érdemes tesztelni az audio- és MIDI -jeleket az itt megadott kód használatával. Ha nem működik, ellenőrizze a kapcsolatokat, mielőtt folytatná a következő lépést.

9. lépés: A plexi vezetőképessé tétele

Több módszert is kipróbáltam, hogy a plexi legyen a hangszer kulcsa. A geodéziai kupola projektemben IR érzékelőket használtam annak érzékelésére, hogy a felhasználó keze a felszín közelében van -e. Ezek azonban nem voltak megbízhatóak a környezet IR sugárzása, az IR érzékelők közötti áthallás és a pontatlan mérések miatt. A Bucky Touch esetében három lehetséges megoldáson gondolkodtam: frekvenciakódolt IR -érzékelőkön, nyomógombokon és kapacitív érintésen. A nyomógombok és a frekvenciakódolt IR érzékelők nem működtek a Hackaday oldalamon beszélt problémák miatt.

A kapacitív érintésérzékelő kihívása az, hogy a legtöbb vezető anyag átlátszatlan, ami nem működne a Bucky Touch esetében, mert a fénynek át kell jutnia a plexin. Aztán felfedeztem a megoldást: ITO bevonatú műanyag! 200 x 100 mm -es lapot vásárolhat az Adafruit -tól 10 dollárért.

Először csíkokra vágtam az ITO bevonatú műanyagot, és „X” betűvel ragasztottam a plexire. Győződjön meg arról, hogy a műanyag vezető oldalai egymással szemben vannak. Ellenőrizze az ellenállást multiméterrel. Kezdetben meghajlítottam a műanyagot, és a rezet a forrasztóvezetékekhez kötöttem a kapacitív érintés érdekében. NAGY TÉV: ne hajlítsa meg az ITO bevonatú műanyagot! A műanyag hajlítása megszakítja a kapcsolatot. Ehelyett körülbelül egy hüvelyk drótkötélhuzalt ragasztottam a műanyagra, és ez remekül működött. Emlékszel arra a drótkötélhuzalra a 4. lépésből, amelyet az ötszögletű LED-es felületen keresztül tápláltak? Itt az ideje, hogy ezeket a kapacitív érintésérzékelőkhöz használja. Tegye ki a vezetéket, és ragasztja rá a plexire ragasztott vezető műanyagra. Ismételje meg mind a 11 plexilapot.

Itt az ideje, hogy futtasson néhány tesztet, hogy megbizonyosodjon arról, hogy plexilapjai kapacitív érintésérzékelőként működnek.

10. lépés: A plexiüveg felszerelése

Adja hozzá az illesztéseket (E és F rész) a Bucky Touch aljához, amelyek összekötik az alját az összes elektronikával a tetejével a LED -ekkel. Ezután részben nyomja be a kölyökcsuklókat (H rész) a Bucky Touch falakba, hogy elegendő hely legyen a plexiben. A plexi csak akkor illeszkedik, ha nem nyomja be teljesen a kölyökízületeket, ezért legyen óvatos. Miután mind a 11 plexilapot elhelyezte, teljesen nyomja be a kölyökcsuklókat, hogy rögzüljenek a plexilapok. Kényelmes illeszkedésnek kell lennie.

Csavarja be és forrasztja be a kapacitív érintkezők másik végét a prototípus megfelelő csapjaira, és tesztelje újra a kapacitív érintésérzékelőket. Végül csatlakoztassa össze a felső és alsó részeket az illesztések segítségével (E és F rész). Ügyeljen arra, hogy ne húzzon semmilyen vezetéket. Gratulálunk, a Bucky Touch teljesen össze van szerelve!

11. lépés: Régebbi prototípusok

Második díj a hangversenyen 2018