Haptic Flute Teacher: 10 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Κουραστήκατε ποτέ να ξεχνάτε το δάχτυλο για ένα ψηλό B και να ντρέπεστε τον εαυτό σας μπροστά στα μέλη της μπάντας σας; Οχι? Μόνο εγώ? Λοιπόν, για να με βοηθήσει να απομνημονεύσω τα δακτυλικά μου στοιχεία στο φλάουτο (αντί να εξασκούμαι), έφτιαξα έναν Καθηγητή Χαπτικού Φλάουτου για να με βοηθήσει να θυμηθώ πώς να παίζω κάθε νότα. Αφού διάβασα αυτό το άρθρο για έναν απτικό δάσκαλο πιάνου, προσπάθησα να φτιάξω ένα για φλάουτο. Χρησιμοποίησα δύο Arduinos, μερικά ζουζούνια και πολλά καλώδια για να ζωντανέψω αυτό το πράγμα. Ο Haptic Flute Teacher γνωρίζει τα δακτυλικά αποτυπώματα για όλες τις νότες στο φλάουτο (συμπεριλαμβανομένων των επίπεδων και αιχμηρών) και μπορεί να σας διδάξει πώς να παίζετε τη χρωματική ζυγαριά! Για να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον δάσκαλο φλάουτου, βάζετε τα γάντια και στη συνέχεια επιλέγετε τη νότα ή το τραγούδι στην οθόνη LCD πατώντας ένα κουμπί. Όταν εμφανιστεί η επιθυμητή νότα ή τραγούδι, πατήστε το άλλο κουμπί και τα δάχτυλα που θα πατούσατε στο φλάουτο αρχίζουν να δονούνται, δείχνοντάς σας το δάχτυλο. Με τη δόνηση κάθε δακτύλου, η ιδέα είναι ότι το δάχτυλο για τη νότα θα γίνει μυϊκή μνήμη. Αυτό το έργο απευθύνεται κυρίως σε άτομα που ξέρουν κάπως να παίζουν φλάουτο και χρειάζονται βοήθεια για να απομνημονεύσουν δακτυλικά αποτυπώματα για νότες και τραγούδια. Αυτό το έργο θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει εκείνους που δεν έχουν πολύ συντονισμό ή τραυματισμούς στο χέρι όταν δεν μπορούν να κρατήσουν τα πράγματα ακίνητα. Πριν επιχειρήσετε αυτό το έργο, βεβαιωθείτε ότι γνωρίζετε τα βασικά του Arduino και κάποια κυκλώματα. Με την εισαγωγή εκτός δρόμου, ας φτάσουμε στη διαδικασία κατασκευής!

Βήμα 1: Λίστα μερών

Απαραίτητη:

2 Arduinos

Breadboards

Οθόνη LCD - για την εμφάνιση της νότας/τραγουδιού

2 Πλήκτρα - για να επιλέξετε ποια νότα/τραγούδι θα παίξετε

Καλώδια

10 Δονούμενοι κινητήρες - για να κολλήσουν στα γάντια

Ένα ζευγάρι γάντια - για να τοποθετήσετε τους κινητήρες

2 αντιστάσεις 330 ohm

1 Ποτενσιόμετρο 10k

3 μάρκες L293D

Προαιρετικός:

1 Παθητικός βομβητής

Ένα κουτί για να στεγάσετε τα ηλεκτρονικά καθώς ασκείστε

Εργαλεία:

Πυροβόλο θερμό κόλλα

Συγκολλητικό σίδερο

Ταινία-κασέτα

Συρματόσχοινα

Ο εγκέφαλός σας (ο πιο σημαντικός)

Βήμα 2: Πρωτόκολλο I2C

Δεδομένου ότι έχουμε να κάνουμε με δέκα κινητήρες και το Arduino μπορεί να ελέγξει μόνο την ταχύτητα των κινητήρων με ακίδες PWM, χρειαζόμαστε περισσότερους από έναν Ardunio για τον έλεγχο και των δέκα κινητήρων. Κάθε Arduino έχει περίπου 6 ακίδες PWM, οπότε όταν συνδέουμε δύο Arduinos έχουμε συνολικά 12 ακίδες PWM. Για τη σύνδεση των δύο Arduinos χρησιμοποιούμε το πρωτόκολλο I2C. Με απλά λόγια, αυτός είναι ένας τρόπος για να έχετε έναν "κύριο" Arduino να ελέγχει έναν άλλο "σκλάβο" Arduinos στέλνοντας δεδομένα μέσω των καλωδίων. Κοιτάξτε το διάγραμμα μου για να ρυθμίσετε το πρωτόκολλο I2C. Συνδέστε τα A4, A5 και GND των δύο Arduinos. Στον κώδικα, ο κύριος Arduino στέλνει μια τιμή μέσω των καλωδίων και ο υποτελής Arduino την λαμβάνει. Ανάλογα με την τιμή, ο υποτελής Arduino εκτελεί μια διαφορετική εργασία. Για παράδειγμα, εάν θέλω να παίξω χαμηλό C στο φλάουτο μου, ο κύριος Arduino στέλνει την τιμή για χαμηλό C μέσω των καλωδίων (ενώ λέει επίσης ποια δάχτυλα στο δεξί χέρι να δονήσουν) για να πει στον σκλάβο Arduino να κάνει τα δάχτυλα να βουίζουν για χαμηλό C. Εδώ υπάρχουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πρωτόκολλο I2C.

Βήμα 3: Προετοιμάστε τους κινητήρες σας

Αυτοί οι κινητήρες είναι φθηνοί και αρκετά κακοί. Τα καλώδια θα πέσουν έξω από τον κινητήρα εύκολα και θα καταστούν άχρηστα. Θα θελήσετε να βάλετε μια σταγόνα θερμής κόλλας όπου το καλώδιο συνδέεται με τον κινητήρα για να τα στερεώσετε. Στη συνέχεια, απογυμνώστε προσεκτικά τα αδύνατα καλώδια του κινητήρα και κολλήστε καλύτερα καλώδια στα σύρματα του κινητήρα. Είναι εντάξει αν κάποιος είναι ελαττωματικός ή καταλήξετε να τον σπάσετε επειδή όταν παίζετε φλάουτο δεν υπάρχει κλειδί για τον δεξί αντίχειρά σας, οπότε χρειάζεστε μόνο 9 κινητήρες.

Βήμα 4: Τοποθέτηση κινητήρων στα γάντια

Πρώτα, φορέστε τα γάντια και βεβαιωθείτε ότι ταιριάζουν. Κρατήστε τα και πιάστε τα μοτέρ σας. Βρείτε ένα μέρος όπου οι δονητικοί κινητήρες θα ταιριάζουν άνετα και τα άκρα θα περιστρέφονται χωρίς εμπόδια. Στη συνέχεια, πιάστε λίγη ζεστή κόλλα και ενώ το γάντι είναι στο χέρι σας (ή όχι αν δεν μπορείτε να χειριστείτε τη θερμότητα) κολλήστε τους κινητήρες στο επιθυμητό σημείο στο δάχτυλό σας. Στη συνέχεια, πάρτε τα καλά καλώδια στα οποία κολλήσατε και κολλήστε τα στο μήκος του γαντιού για να μην μπερδευτούν. Στη συνέχεια, πάρτε μερικά μακρύτερα καλώδια που τελικά θα συνδεθούν με το Arduino (βεβαιωθείτε ότι είναι αρκετά μακριά ώστε να μπορείτε να κινείστε ελεύθερα όταν συνδέονται με το Arduino (πιθανότατα στο μήκος του βραχίονα)) και να τα κολλήσετε στα καλώδια που συνδέονται με τον κινητήρα Το Περιστρέψτε τα δύο καλώδια κάθε μοτέρ μαζί ώστε να γνωρίζετε ποια σύρματα ελέγχουν κάθε κινητήρα. Τώρα που έχετε εγκαταστήσει τους κινητήρες και το γάντι, θα εγκαταστήσουμε τον κόμβο ελέγχου για τους κινητήρες στο ψωμί.

Βήμα 5: Συνδέστε την οθόνη LCD

Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί οδηγοί βήμα προς βήμα που σας δείχνουν πώς να συνδέσετε μια οθόνη LCD σε ένα Arduino. Ακολουθεί ένας σύνδεσμος προς τον ιστότοπο Arduino που σας λέει πώς να τον συνδέσετε. Το πρόβλημα με τον ιστότοπο Arduino είναι ότι το σεμινάριο χρησιμοποιεί τις ακίδες PWM για την οθόνη LCD που χρειαζόμαστε για τον έλεγχο των κινητήρων. Έτσι, άλλαξα σε ποιους πείρους συνδέεται η οθόνη LCD έτσι ώστε να μπορώ να ελευθερώσω τις ακίδες PWM για τους κινητήρες. Ελέγξτε το διάγραμμά μου για αυτό που έκανα. Συγκεκριμένα, εδώ είναι αυτό που άλλαξα: rs = 7, en = 11, d4 = 5, d5 = 8, d6 = 12, d7 = 13. Χρησιμοποιείτε το δοχείο 10k για την οθόνη LCD. Βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδέσει την οθόνη LCD με το κύριο Arduino και όχι με το σκλάβο Arduino.

Βήμα 6: Ρύθμιση L293D

Εντάξει, έτσι αυτά τα τσιπ είναι προγράμματα οδήγησης κινητήρα. Κάθε οδηγός μπορεί να ελέγξει 2 κινητήρες, με τη δυνατότητα να αντιστρέψει την κατεύθυνση του κινητήρα στον κωδικό. Για τους σκοπούς μου, έχω πολλούς κινητήρες και όχι πολύ χώρο. Δεδομένου ότι δεν έχει σημασία με ποιον τρόπο γυρίζει ο κινητήρας (βουίζει ανεξάρτητα από τον τρόπο που γυρίζει), ένωσα το ένα άκρο κάθε μοτέρ στη γείωση και το άλλο στο πείρο εξόδου του οδηγού κινητήρα, επιτρέποντας στο τσιπ να ελέγχει 4 κινητήρες του 2. Ελέγξτε το διάγραμμα καλωδίωσής μου παραπάνω πώς να τα συνδέσετε. Πρόσθεσα επίσης το φύλλο δεδομένων για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το τι κάνει κάθε καρφίτσα στο τσιπ L239D. Προς το παρόν, αφήστε τις καρφίτσες εισόδου κενές καθώς θα τις καλύψω στο επόμενο βήμα.

Βήμα 7: Συνδέστε το Arduino σας σε L293D Set-Up

Τώρα πάρτε τα τρία εξαρτήματά σας (το γάντι με τους κινητήρες, τη ρύθμιση L293D και την οθόνη LCD με 2 Arduinos) και συνδέστε τα μεταξύ τους. Ο κύριος Arduino θα ελέγχει τους κινητήρες στο δεξί σας χέρι και ο σκλάβος Arduino θα ελέγχει τους κινητήρες στο αριστερό σας χέρι. Στο κύριο Arduino συνδέστε: Κινητήρας Rpointer στην ακίδα 3. Rmiddle = 10; Rring = 9; Rpinky = 6. Για το slave Arduino συνδέστε: Lpointer = pin 11; Lmiddle = 10; Lring = 9; Lpinky = 6; Lthumb = 5. Τα καλώδια από το Arduino συνδέονται με τον πείρο του L293D δίπλα στον πείρο στον οποίο είναι συνδεδεμένος ο κινητήρας που ελέγχει. Ελέγξτε τη φρύξη μου για τα ακριβή σημεία. Επίσης, πρέπει να έχετε ρυθμίσει τα κουμπιά σας εδώ. Αυτά θα πρέπει να ρυθμιστούν γρήγορα, απλώς ακολουθήστε τα συναρπαστικά μου. Χρησιμοποίησα αντιστάσεις 330 ohm για τα κουμπιά. Συνδέστε το ένα στην καρφίτσα 2 και το άλλο στην καρφίτσα 4 και τα δύο στο κύριο Arduino. Αυτός που είναι συνδεδεμένος στον ακροδέκτη 2 θα επιλέξει τη σημείωση και αυτός που συνδέεται με τον πείρο 4 θα κάνει τους κινητήρες να δονούνται για τη νότα που εμφανίζεται στην οθόνη LCD.

Βήμα 8: Κωδικός και για τα δύο Arduinos

Χρειαζόμαστε δύο ξεχωριστά σύνολα κώδικα για κάθε Arduino. Τα ανέβασα στο GitHub μου. Έχουν το καθένα τα ονόματα του Arduino στα οποία υποτίθεται ότι πρέπει να μεταφορτωθούν. Βεβαιωθείτε ότι έχετε ρίξει μια ματιά στον κωδικό μου. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις θα πρέπει να απαντηθούν εκεί.

Βήμα 9: Τροφοδοτήστε το

Δεδομένου ότι οι κινητήρες καταναλώνουν πολλή ισχύ, χρησιμοποίησα 2 μπαταρίες 9V για να τον τροφοδοτήσω. Probablyσως δεν είναι το καλύτερο, αλλά λειτούργησε για μένα. Συνδέστε το vin και των δύο Arduino στις ράγες τροφοδοσίας των σανίδων και συνδέστε το έδαφος του κυρίου με τις ράγες των σανίδων ψωμιού. Και τώρα είστε έτοιμοι να εξασκήσετε το φλάουτο σας!

Βήμα 10: Ορισμένα πρόσθετα

Στον κωδικό μου, ίσως έχετε παρατηρήσει ότι έχω σχολιάσει μερικές γραμμές. Αυτές οι γραμμές προορίζονται για να κάνουν τον δάσκαλο του φλάουτου να παίζει μαζί σας μέσω ενός παθητικού βομβητή. Δεν είχα βομβητή, οπότε πρόσθεσα απλώς τη λειτουργία ως κάτι υπέροχο. Απλώς αποσυνδέστε τον κωδικό μου και προσθέστε ένα βομβητή σε μια ανοιχτή καρφίτσα στο Arduino. Τώρα έχετε ένα παιχνίδι μαζί με δάσκαλο!

Τοποθετήστε τα ηλεκτρονικά σε ένα κουτί ή μια τσάντα για να κάνετε τη δασκάλα του φλάουτου σας φορητή!

Μπορείτε να προγραμματίσετε περισσότερα τραγούδια! Δεδομένου ότι έχω κάθε νότα ως μέθοδο, μπορείτε απλά να προσθέσετε μια άλλη συνθήκη στη δήλωση διακόπτη μου και να βάλετε τη σειρά των νότες του τραγουδιού που θέλετε να παίξετε. Για να αλλάξετε το χρονοδιάγραμμα, αλλάξτε την καθυστέρηση μεταξύ κάθε σημείωσης.

Ενημερώστε με εάν έχετε ερωτήσεις ή ανησυχίες στα παρακάτω σχόλια. Ευτυχισμένο φλάουτο!