MIDI Step Interface: 12 βήματα (με εικόνες)

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

Ισπανική έκδοση εδώ.

Σε αυτό το διδακτικό θα σας δείξουμε πώς να φτιάξετε μια διεπαφή φωτός και ήχου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναπαραγωγή του "Simon Says" και ως διεπαφή MIDI. Και οι δύο λειτουργίες θα παιχτούν με τα πόδια σας.

Ιστορικό

Το έργο γεννήθηκε επειδή θέλαμε να κάνουμε μια διαδραστική εγκατάσταση όπου σχεδόν οποιοδήποτε είδος κοινού θα μπορούσε να το χρησιμοποιήσει ανεξάρτητα από την ηλικία του. Αναπτύχθηκε για ένα εμπορικό κέντρο, ως ένα από τα αξιοθέατά του.

Η πρώτη αναφορά που πήραμε από τον πελάτη ήταν αυτή η έκδοση του Simon Says που μπορούσε να παιχτεί με τα πόδια των ανθρώπων. Βασικά έπρεπε να επαναλάβουμε αυτήν την ιδέα.

Ερευνήσαμε παρόμοια παιχνίδια/πλατφόρμες και βρήκαμε πολλά πατώματα χορού, τα περισσότερα από αυτά λειτουργούν με φως αλλά όχι ήχο. Βρήκαμε επίσης μεγάλα πιάνα για πόδια, έτσι σκεφτήκαμε ότι κάτι ενδιαφέρον θα μπορούσε να βγει από την προσθήκη της λειτουργικότητας του μουσικού οργάνου. Για την αγάπη της μουσικής!

Εξετάσαμε επίσης το σχήμα της πλατφόρμας. Σχεδόν κάθε πίστα που βρήκαμε ήταν ορθογώνια, με τετράγωνα μαξιλάρια. Υπάρχει μια εξαίρεση που έχει κυκλικά μαξιλάρια. Θέλαμε να δώσουμε μια διαφορετική αίσθηση στην πλατφόρμα μας διατηρώντας παράλληλα την αρθρωτή όψη των τετραγώνων, γι 'αυτό αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε εξάγωνα.

Whileάχνοντας για έργα με εξαγωνικά σχήματα, βρήκαμε αυτό. Η ιδέα να κάνουμε εξαγωνικά σχήματα ήταν συναρπαστική για εμάς… δεν είχαμε ιδέα για το τι θα ερχόταν.

Είχαμε έναν σαφέστερο στόχο:

• Το παιχνίδι Simon Simon λέει
• Μουσικό όργανο
• Εξαγωνικά μαξιλάρια

Βήμα 1: Υλικά

Για κάθε Pad:

1.5) Μέτρο ταινίας Neopixel

1) Βιομηχανικός οριακός διακόπτης

1) Ακρυλικό Opaline πάχους 1cm

1) εξάγωνο PVC

1) Εξαγωνική δομή μεταλλικού προφίλ

Γενικός:

1) LattePanda

1) MUX

1) Πηγή ισχύος 5VDC 50A

1) Βιομηχανικός πίνακας ελέγχου

1) Πέρμα-Πρώτο

1) Θήκη LattePanda

1) Πρίζα 5V @2.5a

10) Αντίσταση 10k ohms

5) Βιδώστε τον ακροδέκτη

1) Ηχείο

Πλαστικοί ιμάντες ασφάλισης

Βήμα 2: Επιλογή πίνακα ελέγχου

Το Arduino είναι ο πίνακας ανάπτυξης που έχουμε χρησιμοποιήσει εδώ και πολύ καιρό. Δεν απέτυχε ποτέ, ωστόσο πρέπει να ελέγξουμε όλες τις απαιτήσεις για αυτό το έργο:

• Φως: Φωτεινότητα υψηλής έντασης και πολύπλοκα μοτίβα, χρησιμοποιούμε Neopixels
• Μαξιλάρια: Τα τακάκια πρέπει να ανταποκρίνονται στα βήματα του χρήστη. Αποφασίσαμε να πάμε με διακόπτες.
• Παιχνίδι: Θα υποβληθεί σε επεξεργασία από μικροελεγκτή.
• Sχος: Στην αρχή σκεφτήκαμε να σχεδιάσουμε τους δικούς μας ήχους με το PureData, επομένως χρειαζόμασταν έναν υπολογιστή από αυτόν που θα μπορούσε να εκτελέσει το πρόγραμμα.

Θα προχωρήσουμε βαθύτερα σε αυτά τα θέματα καθώς συνεχίζουμε, προς το παρόν, το μέρος που πρέπει να λύσουμε είναι ο ήχος.

Σκεφτήκαμε τη χρήση του PureData επειδή ακόμη και όταν μπορείτε να δημιουργήσετε ήχο με το Arduino μπορεί να γίνει περίπλοκο και περιορισμένο κάποια στιγμή, ενώ με το PD μπορούμε να κάνουμε σύνθεση ή ένα έμπλαστρο για να ενεργοποιήσουμε ήχους μέσω MIDI. Χρειαζόμασταν έναν υπολογιστή για να τρέξουμε το PD και το Arduino για να ελέγξουμε τα υπόλοιπα.

Ερευνήσαμε τις επιλογές που μπορούσαμε να έχουμε και μας άρεσαν πολύ οι δυνατότητες με τον πίνακα LattePanda: έναν υπολογιστή με Windows 10 και ένα ενσωματωμένο Arduino. Λοταρία!

Το LattePanda διαθέτει μια θύρα GPIO όπου μπορείτε να βρείτε τις καρφίτσες Arduino χαρτογραφημένες, μέσω αυτών θα μπορούσαμε να αποκτήσουμε τον έλεγχο των διακοπτών και των νέοπιξελ των μαξιλαριών.

Ο προγραμματισμός του παιχνιδιού θα πραγματοποιηθεί επίσης στον πίνακα Arduino που ενσωματώνεται, ότι παρεμπιπτόντως, είναι ένα Arduino Leonardo.

Το LattePanda διαθέτει υποδοχή 3.5 από όπου θα πάρουμε ήχο.

Υπάρχουν πολλοί πίνακες που θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε, ίσως αναρωτιέστε γιατί δεν χρησιμοποιήσαμε ένα Raspberry Pi. Να γιατί:

• Η Adafruit προτείνει να μην ελέγχετε τα Neopixels με το RaspberryPie λόγω προβλημάτων με το ρολόι. Αυτό είναι ένα πρόβλημα που δεν έχει το Arduino.
• Ο προγραμματισμός των ακίδων GPIO στο RaspberryPie πρέπει να γίνει μέσω Python. Δεν είμαστε εξοικειωμένοι με τη γλώσσα προγραμματισμού.
• Ακόμα και όταν μπορούσαμε να συνδυάσουμε ένα Arduino και ένα RaspberryPie, θέλαμε να λύσουμε τα πάντα μόνο με έναν πίνακα.
• Το RaspberryPie τρέχει μια ειδική έκδοση των Windows 10 (IoT Core).

Το LattePanda είναι πιο ακριβό και έχει πολύ μικρότερη κοινότητα προγραμματιστών από άλλους πίνακες. Εάν δεν είστε βέβαιοι ότι χρησιμοποιείτε ένα LattePanda, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε άλλους πίνακες (Raspy, UDOO, BeagleBone, κλπ …), θα χαρούμε να μάθουμε τα αποτελέσματά σας.

Βήμα 3: Σχεδιασμός και δημιουργία πρωτοτύπου της δομής

Σημεία που θεωρήσαμε ότι περιγράφουν τη δομή:

• Αντέξτε το βάρος ενός ενήλικα
• Κατάλληλο για εξωτερικούς χώρους
• Κρατήστε τα ηλεκτρονικά ασφαλή

Αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε μεταλλικά προφίλ λόγω της αντοχής, του χαμηλού κόστους και της διαθεσιμότητας του υλικού.

Η δομή αποτελείται από δύο εξάγωνα που ενώνονται με έξι κοντούς πόλους:

Για κάθε εξάγωνο κόβουμε 12 κομμάτια μετάλλου με μύλο ίδιο για τους στύλους και στη συνέχεια συγκολλούμε τα πάντα.

Ο χώρος που απομένει μεταξύ των δύο εξαγώνων, βοηθά στην προστασία από το νερό ή οτιδήποτε μπορεί να προκαλέσει βλάβη στα ηλεκτρονικά και επίσης για τη δρομολόγηση των καλωδίων.

Βήμα 4: Βήμα επιφάνειας

Μόλις είχαμε τη μεταλλική δομή έπρεπε να καλύψουμε δύο σημεία:

• Επιφάνεια που διατηρεί ασφαλή τα ηλεκτρονικά
• Επιφάνεια όπου θα πατήσει ο χρήστης

Για την επιφάνεια που προστατεύει τα ηλεκτρονικά και είναι μέσα στο εξάγωνο αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε υλικό pvc, δεν είναι ακριβό, είναι εύκολο να δουλέψουμε και μπορεί να αντέξει το νερό σε κάποιο βαθμό.

Για την επιφάνεια στην οποία πατούν οι χρήστες, επιλέξαμε ακρυλική οπαλίνη λόγω της αλληλεπίδρασής της με το φως και με πάχος 1cm, ώστε να αντέχει το βάρος ενός ενήλικα.

Κόψαμε τα πάντα με ένα μηχάνημα λέιζερ ήταν γρήγορο και όχι ακριβό. Μπορείτε να βρείτε τα συνημμένα αρχεία

Βήμα 5: Εγκατάσταση ταινιών Neopixel

Επιλέξαμε τις αδιάβροχες λωρίδες με 96 neopixels ανά μέτρο. Το Adafruit έχει έναν λεπτομερή οδηγό σχετικά με τα νεοπίξελ.

Εμείς…

• Συγκολλήθηκε μια αντίσταση 470 ohm στην αρχή κάθε λωρίδας
• Τοποθετήθηκε η λωρίδα στο εσωτερικό άκρο του Εξαγώνου
• Χρησιμοποιείται velcro για να στερεώσει τις λωρίδες στη θέση τους
• Συγκολλήθηκε μια επέκταση στη λωρίδα που βγαίνει από την επιφάνεια του PVC.

Βήμα 6: Εγκατάσταση του διακόπτη

Επιλέξαμε έναν βιομηχανικό μηχανικό διακόπτη για την ενεργοποίηση των μαξιλαριών. Λόγω της ευελιξίας του ακρυλικού και επειδή ο διακόπτης τοποθετείται στο κέντρο του εξάγωνου μέσω του φύλλου pvc, η ποσότητα πίεσης που χρειάζεται ο διακόπτης να ενεργοποιηθεί μπορεί να επιτευχθεί όταν ο χρήστης πατήσει στην ακρυλική επιφάνεια. Βαθμονομήσαμε πόσο ψηλά ή χαμηλά έπρεπε να είναι οι διακόπτες με τις ροδέλες.

Βήμα 7: Σύνδεση και καλώδια συγκόλλησης

Κάθε εξάγωνο διαθέτει διακόπτη και λωρίδα LED με συνολικά 5 καλώδια. Αυτά τα καλώδια πρέπει να συνδεθούν σε ένα κύκλωμα ελέγχου όπου θα συγκεντρωθούν τα πάντα.

Χρησιμοποιήσαμε δύο υποδοχές XLR. το ένα για τα neopixels (3 καλώδια) και το άλλο για το διακόπτη (2 καλώδια). Το ιδανικό σενάριο θα ήταν μόνο ένας σύνδεσμος, αλλά δεν μπορούσαμε να το αντέξουμε, σε περίπτωση που μπορείτε, θα κάνει τα πράγματα πολύ πιο εύκολα.

Βήμα 8: Προετοιμασία του πίνακα ελέγχου

Τι υπάρχει μέσα στον πίνακα ελέγχου:

• Θηλυκές υποδοχές XLR
• Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος
• LattePanda

Βήμα 9: Κύκλωμα ελέγχου συγκόλλησης και συνδέσεις LattePanda

Οι διακόπτες συνδέονται με έναν πολυπλέκτη εισόδου 16

Τα neopixels συνδέονται απευθείας με τις ακίδες Arduino.

Για το LattePanda χρησιμοποιήσαμε τη θήκη που σχεδιάστηκε από τη μάρκα.

Μπορείτε να βρείτε το σχέδιο του κυκλώματος συνημμένο.

Βήμα 10: Σύνδεση μαξιλαριών στον πίνακα ελέγχου και τροφοδοτικό

Διορθώστε την υποδοχή XLR στον πίνακα

Επισήμανση των συνδετήρων

· Συγκόλληση των καλωδίων XLR σε βίδες βίδας

· Διορθώστε την πηγή ισχύος, το κύκλωμα ελέγχου και το LattePanda

· Οργάνωση καλωδίων

· Σύνδεση των καλωδίων του μαξιλαριού στον πίνακα ελέγχου

Βήμα 11: Προγραμματισμός

Για τον έλεγχο του MIDI, βρήκαμε αυτές τις πληροφορίες πολύ χρήσιμες

Χρησιμοποιήσαμε αυτήν τη βιβλιοθήκη για το Arduino

Χρησιμοποιήσαμε αυτό το έμπλαστρο για το PureData

Για δείγματα μουσικής υπάρχουν αρκετές δωρεάν εναλλακτικές λύσεις στον ιστό

Για τον έλεγχο Neopixels χρησιμοποιήσαμε τη βιβλιοθήκη FastLED

Για το παιχνίδι "Simon Says" αυτό το διδακτικό ήταν πραγματικά χρήσιμο

Βήμα 12: Κατασκευή δομής που προστατεύει την πλατφόρμα

Ο κύριος σκοπός αυτής της δομής είναι:

Κρατώντας ενωμένα τα εξάγωνα

Προστασία των εξαγώνων από τις καιρικές συνθήκες

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό ioχου 2018