Πώς να φτιάξετε ένα ασύρματο γάντι πιάνου αέρα: 9 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σκοποί και λειτουργίες:

Το φορετό τεχνολογικό μας έργο είναι να δημιουργήσουμε ένα ασύρματο γάντι πιάνου αέρα με συγχρονισμένα φώτα χρησιμοποιώντας βασικά ηλεκτρονικά, έναν μικρο-ελεγκτή όπως το HexWear και ένα φορητό υπολογιστή με λογισμικό Arduino και Max 8. Οι χρήσεις του έργου μας είναι να παίζουμε νότες πιάνου μέσω ηχείου Bluetooth, μετακινώντας τα δάχτυλα χωρίς να είμαστε συνδεδεμένοι με κάποιο ακίνητο σύστημα ή πραγματικό όργανο, καθώς και να περιηγηθούμε σε μια επιλογή από επιλογές οργάνων, ώστε όλες οι νότες ή οι ήχοι τους να μπορούν επίσης παίζεται μέσω ασύρματου γαντιού κατά εντολή.

Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί αυτό το έργο είναι ότι όταν φοράτε το γάντι πιάνου αέρα, καθένα από τα τέσσερα συνδεδεμένα δάχτυλα περιέχει έναν ευέλικτο αισθητήρα που καθορίζει εάν ένα δάχτυλο λυγίζει. Όταν λυγίζει ένα δάχτυλο, ανάβει η λυχνία LED στο αντίστοιχο δάχτυλο που ενημερώνει τον χρήστη ότι το δάχτυλο αυτό έχει λυγίσει επαρκώς και, χρησιμοποιώντας το λογισμικό Max 8, μια αντίστοιχη νότα θα αναπαράγεται από τον υπολογιστή. Έτσι, κάθε δάχτυλο αντιστοιχεί σε μια μοναδική νότα και ο χρήστης θα μπορεί να αναπαράγει ασύρματα μουσική από εξωτερική πηγή μέσω αυτού του γαντιού στο χέρι του. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό Max 8, αυτό δεν περιορίζει το γάντι να παίζει μόνο μουσική πιάνου, μπορούν να αναπαράγονται άλλοι μοναδικοί ήχοι από κάθε αντίστοιχο δάχτυλο επιτρέποντας σε κάθε χρήστη να χειριστεί όποιον τύπο ήχου επιθυμεί.

Λίστα απαιτούμενων υλικών:

• Adafruit short flex sensors (4),
• Adafruit λευκές μονάδες οπίσθιου φωτισμού LED (4),
• Αντίσταση 100 kΩ (4)
• Αντίσταση 1kΩ (1)
• Σετ μικροελεγκτή HexWear,
• Καλώδιο micro USB σε USB
• Εξωτερική μπαταρία που συνδέεται με έξοδο micro USB
• Μπαταρίες AAA
• Γάντι με ελαστικό ύφασμα
• Φορητός υπολογιστής με εγκατεστημένο το λογισμικό Arduino IDE και Max 8
• Συγκολλητικό σίδερο και συγκόλληση
• Σκωτσέζικη ταινία, Ηλεκτρική ταινία και γραβάτες συστροφής
• Δωρεάν σύρμα, κόπτης σύρματος και απογυμνωτής σύρματος
• Ηχείο Bluetooth ή ηχείο και καλώδιο AUX
• Heat Shrink και Heat Shrink Tubing
• Πτυσσόμενα σύρματα
• Thin Circuit Board,

Βήμα 1: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Το κύριο κύκλωμα είναι αυτό που περιλαμβάνει πολλούς διαχωριστές τάσης παράλληλα. Περιλαμβάνει επίσης εύκαμπτους αισθητήρες, οι οποίοι είναι αντιστάσεις των οποίων οι αντιστάσεις αλλάζουν με βάση το βαθμό κάμψης προς μία κατεύθυνση. Όταν κάμπτετε ένας αισθητήρας κάμψης, η αντίστασή του αυξάνεται από περίπου 25 kΩ έως 100 kΩ και η ένταση που διαβάζεται σε αυτόν αυξάνεται επίσης.

Ωστόσο, δεδομένου ότι ο σχεδιασμός μας χρησιμοποιεί τέσσερις ευέλικτους αισθητήρες, τέσσερις λυχνίες LED και ένα bluetooth mate, πρέπει επίσης να χρησιμοποιήσουμε μια επέκταση θυρών λόγω του περιορισμένου αριθμού θυρών που διατίθενται στο HEXWear. Συνδέουμε τους τέσσερις ευέλικτους αισθητήρες μέσω αναλογικών εισόδων στο HEXWear, το Bluetooth mate με τους ακροδέκτες TX και RX και συνδέουμε τον διαστολέα θύρας MCP23017 με τις καρφίτσες SDA και SCL, οι οποίες στη συνέχεια θα τροφοδοτήσουν τα LED.

Δείτε το συνημμένο διάγραμμα κυκλώματος για περισσότερες λεπτομέρειες. (Σημειώστε ότι το Vcc στα διαγράμματα αντιστοιχεί στις ακίδες Vcc στο HEXWear. Αυτά μπορούν να συνδεθούν παράλληλα εάν δεν υπάρχουν αρκετοί πείροι ή μια εξωτερική πηγή ισχύος παρόμοιας τάσης είναι επίσης μια άλλη βιώσιμη επιλογή)

Βήμα 2: Εγκατάσταση πρόσθετων βιβλιοθηκών:

Λόγω του γεγονότος ότι χρησιμοποιήσαμε ένα HEXWear, πρέπει να εγκατασταθούν επιπλέον βιβλιοθήκες για να χρησιμοποιηθεί σωστά το λογισμικό Arduino. Χρησιμοποιήστε τις ακόλουθες οδηγίες για να το κάνετε:

1) (Μόνο για Windows, οι χρήστες Mac μπορούν να παραλείψουν αυτό το βήμα) Εγκαταστήστε το πρόγραμμα οδήγησης μεταβαίνοντας στη διεύθυνση https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… το επάνω μέρος της συνδεδεμένης σελίδας RedGerbera).

2) Εγκαταστήστε την απαιτούμενη βιβλιοθήκη για το Hexware. Ανοίξτε το Arduino IDE. Στην ενότητα "Αρχείο" επιλέξτε "Προτιμήσεις". Στο χώρο που παρέχεται για διευθύνσεις διευθύνσεων πρόσθετων πινάκων, επικολλήστε https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… κάντε κλικ στο "OK". Μεταβείτε στην επιλογή Εργαλεία -> Πίνακας: -> Διαχειριστής πίνακα. Από το μενού στην επάνω αριστερή γωνία, επιλέξτε "Συνεισφορά". Αναζητήστε και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στους πίνακες Gerbera και κάντε κλικ στην επιλογή Εγκατάσταση. Κλείστε και ανοίξτε ξανά το Arduino IDE.

Για να διασφαλίσετε ότι η βιβλιοθήκη έχει εγκατασταθεί σωστά, μεταβείτε στην επιλογή Εργαλεία -> Πίνακας και μεταβείτε στο κάτω μέρος του μενού. Θα πρέπει να δείτε μια ενότητα με τίτλο "Gerbera Boards", κάτω από την οποία θα πρέπει να εμφανίζεται τουλάχιστον το HexWear (αν όχι περισσότεροι πίνακες όπως το mini-HexWear).

Βήμα 3: Δημιουργία του Arduino Sketch

Το σκίτσο Arduino διαβάζει τις τιμές τάσης στις αντιστάσεις σειράς στο κύκλωμα και αποφασίζει εάν έχει επιτευχθεί ή όχι ένα καθορισμένο όριο. Εάν το όριο υπερβεί, το HexWear ανάβει τη σχετική λυχνία LED και στέλνει ένα σήμα κωδικού ASCII στον φορητό υπολογιστή, το οποίο μπορεί να διαβαστεί και να χαρτογραφηθεί σε σημείωση από το Max 8 σε μεταγενέστερο βήμα. Χρησιμοποιώντας τις αντίστοιχες διαμορφώσεις καλωδίωσης στα διαγράμματα κυκλώματος, όλες οι απαραίτητες ακίδες στο HexWear έχουν οριστεί σωστά.

Παρατηρήσαμε ότι η τιμή κατωφλίου που σημειώνεται στο σκίτσο δεν ήταν πάντα συνεπής σε διαφορετικά HEXWears. Μια σύσταση που έχουμε είναι να χρησιμοποιήσουμε το σειριακό σχεδιαστή για να προσδιορίσουμε την αναλογική τιμή που διαβάζεται από τον ευαίσθητο αισθητήρα και να υποδηλώσουμε πώς αλλάζει αυτή η τιμή από όταν είναι μη λυγισμένη σε σύγκριση με την κάμψη. Στη συνέχεια, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να ορίσετε τη δική σας τιμή κατωφλίου που ανταποκρίνεται σωστά στη συμπεριφορά του εύκαμπτου αισθητήρα στο κύκλωμά σας.

Βήμα 4: Δημιουργήστε το Max 8 Patcher

Το επιθεματικό Max 8 χαρτογραφεί τις εισόδους ή τα σήματα του πληκτρολογίου που λαμβάνονται μέσω του καναλιού Bluetooth ενός φορητού υπολογιστή σε εξόδους οργάνων σημειώσεων. Το προσαρμογέα Max 8 που χρησιμοποιήσαμε στο έργο μας επισυνάπτεται και είναι διαθέσιμο για λήψη.

Όταν χρησιμοποιείτε το Max, ακολουθήστε αυτά τα βήματα για να συνδέσετε το bluetooth mate σας στο Max:

• Επιβεβαιώστε ότι το σκίτσο είναι κλειδωμένο (η κλειδαριά κάτω αριστερά πρέπει να είναι κλειστή)
• Επιβεβαιώστε ότι το "X" πάνω από το αντικείμενο του μετρό είναι απενεργοποιημένο (γκρι όχι λευκό)
• Πατήστε το κουμπί εκτύπωσης που μπαίνει στο σειριακό αντικείμενο και κοιτάξτε τις διαθέσιμες θύρες στο Max Console
• Προσδιορίστε τη σωστή θύρα από τη μονάδα bluetooth με ετικέτα και, εάν υπάρχουν πολλές, δοκιμάστε το καθένα μέχρι να επιβεβαιώσετε ποια λειτουργεί
• Καθ 'όλη τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας η μονάδα bluetooth σας θα αναβοσβήνει με κόκκινο χρώμα και όταν λειτουργεί σωστά θα μετατραπεί σε σταθερή απληστία
• Συνεχίστε να προσπαθείτε μέχρι να εμφανιστούν τα πράσινα φώτα στο bluetooth
• Μόλις συνδεθείτε, κλειδώστε το σκίτσο σας και πατήστε το "X" πάνω από το αντικείμενο του μετρό για να αρχίσετε να ακούτε τις επικοινωνίες bluetooth.

Βήμα 5: Συγκόλληση του Port Expander, των LED και του Bluetooth Mate

Λόγω του τεράστιου αριθμού καλωδίων και άλλων ηλεκτρικών εξαρτημάτων στο έργο μας που αναμένεται να ταιριάζουν στο γάντι, τα ακόλουθα βήματα συγκόλλησης αφήνονται πιο ανοιχτά για ερμηνεία για τον χρήστη.

Για ισχυρή σύνδεση του διαστολέα θύρας MCP23017, κολλήσαμε τις συνδέσεις του σε μια πλακέτα λεπτού κυκλώματος που μπορέσαμε να τοποθετήσουμε στο γάντι μας. Συγκολλήσαμε καλώδια στα LED μας και στη συνέχεια κολλήσαμε τα αντίστοιχα άκρα στη γείωση ή την πλακέτα που το συνδέει με τις σωστές επισημασμένες ακίδες του διαστολέα θύρας. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε αυτόν τον ίδιο πίνακα για να συνδέσουμε την τροφοδοσία στο bluetooth mate μας παράλληλα με την ισχύ που δώσαμε στην ένατη ακίδα του διαστολέα θύρας.

Χρησιμοποιήσαμε τη θερμική συρρίκνωση και κάποια ηλεκτρική ταινία σε οποιαδήποτε από τις θέσεις όπου υπήρχε εκτεθειμένο σύρμα. Επισυνάψαμε φωτογραφίες για να δώσουμε μια καλύτερη αίσθηση του πώς το κάναμε αυτό μόνοι μας, αλλά σημειώστε ότι είστε ελεύθεροι να χρησιμοποιήσετε όποια τεχνική είναι πιο αποτελεσματική για εσάς.

Βήμα 6: Συγκόλληση των αισθητήρων Flex

Παρόμοια με το προηγούμενο βήμα, αυτό το βήμα δεν είναι τόσο περιορισμένο και η συγκόλληση μπορεί να γίνει, όπως νομίζει κανείς ότι είναι το πιο αποτελεσματικό.

Για να επιτρέψουμε τη μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων για το έργο μας, κολλήσαμε καλώδια και στα δύο άκρα του εύκαμπτου αισθητήρα μας και στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε θερμική συρρίκνωση για να καλύψουμε οποιαδήποτε μέρη του εκτεθειμένου σύρματος παρόμοια με αυτά που κάναμε με τα LED.

Βήμα 7: Σύνδεση στο HEXWear συμπεριλαμβανομένης της χρήσης εξωτερικής πηγής

Για να συνδέσουμε αυτήν την πληθώρα καλωδίων απευθείας στο HEXWear χρησιμοποιήσαμε συνδετήρες πτύχωσης και στη συνέχεια τα βιδώσαμε απευθείας στις διαφορετικές θύρες του HEXWear. Με αυτόν τον τρόπο εξασφαλίσαμε μια άμεση σύνδεση με κάθε θύρα μας και καταφέραμε να αφαιρέσουμε εύκολα αν θέλαμε να δημιουργήσουμε νέα έργα για το HEXWear.

Συνδέσαμε επίσης μια μικρή εξωτερική πηγή ενέργειας που χωρούσε τρεις μπαταρίες AAA για να παρέχει επαρκή ισχύ για το HEXWear. Κολλήσαμε αυτήν την εξωτερική πηγή ενέργειας σε ένα βραχιολάκι για να διασφαλίσουμε ότι είναι πάντα συνδεδεμένο και δεν εμποδίζει σημαντικά την κίνηση.

Βήμα 8: Προσάρτηση των πάντων στο γάντι

Τέλος, θα θέλετε να συνδέσετε σωστά τα πάντα στο γάντι σας, ώστε το προϊόν σας να είναι πραγματικά φορετό. Θα θέλετε να συνδέσετε κάθε εύκαμπτο αισθητήρα σε ένα αντίστοιχο δάχτυλο, αναιρώντας τον αντίχειρα λόγω της μη πρακτικότητας της χρησιμότητάς του και συνδέστε το αντίστοιχο LED που ανάβει με τον αισθητήρα κάμψης στο ίδιο δάχτυλο. Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος που βρήκαμε για να διασφαλίσουμε τη σωστή κάμψη του εύκαμπτου αισθητήρα ήταν η ταινία, αλλά η ραφή του στο γάντι χρησιμοποιώντας ένα επιπλέον κομμάτι ύφασμα θα λειτουργήσει εξίσου καλά.

Στη συνέχεια, θα χρειαστεί να συνδέσετε το HEXWear, τη διεύρυνση θυρών και το bluetooth όλα στο ίδιο γάντι. Παρατηρήσαμε ότι ήταν επίσης πολύ αποτελεσματικό να καρφώσετε την εξωτερική πηγή ενέργειας σε ένα βραχιολάκι για μεγαλύτερη κινητικότητα και να μην εμποδίσετε την κινητικότητα/φορητότητα. Όσον αφορά τα άλλα εξαρτήματα, συνιστούμε τη χρήση περιστρεφόμενων δεσμών για να τυλίξετε τυχόν περίσσεια καλωδίων για να ενοποιήσετε το χώρο.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε ισχυρές συγκολλημένες συνδέσεις και δεν έχετε εκτεθειμένο σύρμα, ώστε να υπάρχει μεγάλη ευελιξία και ελευθερία να τοποθετήσετε τα εξαρτήματα εκεί που πρέπει, ώστε το προϊόν να είναι όσο το δυνατόν πιο αισθητικά ευχάριστο.

Βήμα 9: Αποσφαλμάτωση και απόλαυση

Καθ 'όλη τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας υπάρχει μεγάλη πιθανότητα σφάλματος, γι' αυτό συνιστούμε να ελέγξετε ότι τα συστατικά σας λειτουργούν όπως αναμένεται με συνέπεια σε όλη τη διαδικασία. Αυτό σημαίνει τη συνεχή χρήση της σειριακής οθόνης στο σκίτσο του Arduino για να επιβεβαιώσετε ότι οι ενδείξεις των ευέλικτων αισθητήρων σας είναι συνεπείς, ελέγχοντας ότι μετά τη συγκόλληση οτιδήποτε υπάρχει ισχυρή σύνδεση και εξακολουθεί να λειτουργεί σωστά και ότι δεν υπάρχουν εκτεθειμένα καλώδια. Λόγω της μεγάλης ποσότητας ηλεκτρικών εξαρτημάτων σε πολύ μικρό μέρος τα εκτεθειμένα σύρματα θα είναι ο μεγαλύτερος εχθρός σας.

Μόλις φτιάξετε με επιτυχία ένα γάντι εργασίας, απολαύστε! Διασκεδάστε χαζεύοντας το έργο σας και μη διστάσετε να αλλάξετε τους ήχους του πιάνου σας για οποιαδήποτε άλλα δείγματα θέλετε να έχετε ένα πραγματικά μοναδικό φορετό όργανο τεχνολογίας!