Носимая технология: воздушные барабаны: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Нашей целью в этом проекте было сделать носимую ударную установку из некоторых акселерометров и пьезодисков. Идея заключалась в том, что при ударе руки воспроизводился звук малого барабана; или при нажатии ноги воспроизводится звук хай-хэта или большого барабана. Для управления комплектом мы использовали микроконтроллер Hexwear, программное обеспечение для кодирования Arduino и Cycling '74 MAX для вывода и выбора звука. Этот проект был частью более крупного партнерства между Колледжем Помона и Инженерной академией Фремонта.

Шаг 1. Детали и инструменты

Ниже приведен список частей, из которых состоит наш проект, и список всех используемых материалов.

Части:

• Фланелевая рубашка (x1)
• Пушистые носки (x2)
• Пьезодиски (x2) (https://www.sparkfun.com/products/10293)
• Акселерометры MMA8451 (x2) (https://www.adafruit.com/product/2019)
• Микроконтроллер ATmega32U4 HexWear (x1) (https://hexwear.com)
• RN42 Microchip Bluetooth (x1) (https://www.sparkfun.com/products/12576)
• Провод 18 калибра
• # 2 Винты (x14)
• # 2 Шайбы (x14)
• Обжимные соединители; Калибр 22-16 (x14) (https://www.elecdirect.com/crimp-wire-terminals/ring-crimp-terminals/pvc-ring-terminals/ring-terminal-pvc-red-22-18-6- 100шт)
• Самоклеящийся штифт (1 шт.)

• Соединители стыкового шва с виниловой изоляцией (x15) (https://www.delcity.net/catalogdetails?item=421005)

Инструменты:

• Ножницы
• Набор для пайки
• Инструмент для зачистки проводов
• Кусачки
• Электроизоляционная лента
• Обжимной инструмент
• Отвертка
• Пистолет для горячего клея
• 3D-принтер (опционально)
• Пистолет горячего воздуха

Программное обеспечение:

• Max Cycling '74 (https://cycling74.com)
• Программное обеспечение для кодирования Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)

Скачивание драйверов:

1) (Только Windows, пользователи Mac могут пропустить этот шаг) Установите драйвер, посетив https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Загрузите и установите драйвер (файл.exe, указанный на шаге 2). вверху связанной страницы RedGerbera).

2) Установите необходимую библиотеку для Hexware. Откройте IDE Arduino. В разделе «Файл» выберите «Настройки». В поле, предназначенном для URL-адресов Additional Boards Manager, вставьте https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… Затем нажмите «ОК». Перейдите в Инструменты -> Доска: -> Менеджер доски. В меню в верхнем левом углу выберите «Внесено». Найдите, а затем нажмите Gerbera Boards и нажмите Install. Закройте и снова откройте Arduino IDE. Чтобы убедиться, что библиотека установлена правильно, перейдите в Инструменты -> Плата и прокрутите меню вниз. Вы должны увидеть раздел под названием «Доски с герберами», в котором должно быть хотя бы HexWear (если не больше досок, таких как mini-HexWear).

3) Чтобы загрузить библиотеку акселерометра, воспользуйтесь следующей ссылкой: https://learn.adafruit.com/adafruit-mma8451-accelerometer-breakout/wiring-and-test. Затем нажмите "Загрузить библиотеку MMA8451".

Шаг 2: Подготовьте провода

Отрежьте 9 кусков проволоки достаточной длины, чтобы охватить вашу руку (около 1 м). Эти детали подключатся к двум акселерометрам. Отрежьте 4 более длинных куска, достаточно длинных, чтобы достать ногу из кармана фланелевой рубашки (около 2 м). Они подключатся к пьезоэлектрическим элементам. Отрежьте еще 3 части короче (примерно 15 см) для микрочипа bluetooth. Зачистите оба конца всех кусков проволоки, оставив 2 см неизолированной проволоки.

Шаг 3: Подключите провода к датчикам

Используйте паяльник, чтобы припаять 4 из 1-метровых проводов к одному из акселерометра и 5 из 1-метровых проводов к другому акселерометру. На акселерометрах есть маркированные контакты, и мы предоставили принципиальную схему, чтобы проиллюстрировать, куда должен идти каждый провод. Вместе со схемой мы приложили разметку к макетам акселерометров: прикрепите провода к контактам, обведенным черным кружком.

Каждый пьезоэлектрический датчик имеет два провода. Зачистите концы пьезопроводов и припаяйте их к 2-метровым проводам. Используйте разъемы с виниловой изоляцией и термофен для закрепления соединений.

Наконец, припаяйте 3 провода длиной 15 см к микрочипу Bluetooth (см. Принципиальную схему и разметку для конкретных контактов).

Примечание: микрочип Bluetooth и акселерометры имеют очень узкие контакты. Мы выбрали провод 18 калибра из-за надежности и того, что он соответствует обжимным разъемам, которые мы использовали, но при необходимости вы можете припаять более тонкие провода к датчикам, а затем припаять провода калибра 18 к тонким.

Теперь у вас должен быть подключен один конец всех проводов! Другие концы подключаются к шестиграннику.

** Наценки для акселерометров, bluetooth и пьезо предоставлены компанией sparkfun (https://www.sparkfun.com) и adafruit (https://www.adafruit.com).

Шаг 4: Подключение к шестиграннику и принципиальной схеме

Выше представлена схема с подробным описанием сборки. Для подключения проводов к Hexware мы использовали гайки, винты и обжимные соединители (на фото выше показаны красные соединения). После того, как провод был прикреплен к обжимному соединителю, его можно подсоединить к шестиграннику с помощью шайбы и винта, как показано на рисунке выше. Схему шестигранного изделия см. На разметке штифта выше.

Следуя схеме, в частности черным линиям, соедините заземление обоих пьезоэлектрических преобразователей с контактом заземления на шестиграннике. Затем для двух акселерометров прикрепите оба заземления к штифту заземления на шестиграннике. Поскольку имеется только несколько контактов заземления, мы рекомендуем спаять вместе все провода, которые собираются на землю от акселерометра, или все провода, идущие на землю от пьезоэлектрических датчиков; тем не менее, будьте осторожны, чтобы все отслеживать! Штырь с надписью A (или адрес) на акселерометре также должен быть заземлен. Это сделано для того, чтобы отличить два акселерометра друг от друга, давая одному из них еще одну идентификацию. Наконец, прикрепите заземление bluetooth к заземлению на шестиграннике.

Завершив подключение заземления, начните подключение к VCC, выделенному красным выше. Vin от обоих акселерометров должен быть подключен к VCC в шестнадцатеричной системе, то же самое с контактом VCC на bluetooth. Опять же, из-за отсутствия контактов мы рекомендуем припаять провода перед окончательным подключением к шестиграннику.

На обоих акселерометрах есть контакты с маркировкой SCL и SDL. Подключите их к тем же контактам на шестиграннике (SCL - голубой, а SDA - пурпурный на схеме выше). Затем на модуле bluetooth подключите RX-1 к RX в шестнадцатеричной системе (темно-синий вверху) и TX-1 к TX в шестнадцатеричной системе (светло-зеленый вверху). Это позволяет подключаться по Bluetooth. Наконец, подключите вторую ножку одного из пьезоэлектрических преобразователей к контакту D12 (темно-зеленый), а вторую ножку второго пьезоэлектрического преобразователя - к D9 (пурпурный наверху). Это необходимо для передачи аналогового сигнала от пьезодатчиков на шестигранник.

** разметка булавки hexwear любезно предоставлена Red Gerbera (https://www.redgerbera.com), изображения акселерометра любезно предоставлены adafruit, а пьезо / Bluetooth-помощник любезно предоставлен sparkfun

Шаг 5: загрузка кода

Чтобы начать использовать барабаны, сначала откройте код MAX (называемый Max_Drum.maxpat). Чтобы иметь возможность редактировать код или сохранять его, вам необходимо иметь учетную запись в Cycling '74, но все работает без учетной записи. Вы хотите подключить шестнадцатеричный модуль Bluetooth к своему компьютеру. Для этого включите шестигранник в питание. После того, как шестигранник подключен, на модуле Bluetooth должен загореться красный свет. Затем откройте настройки Bluetooth. на твоем компьютере. Должно появиться имя в строке 9CBO. При запросе пароля введите 1234. Затем ваш Bluetooth должен быть подключен к компьютеру.

Затем загрузите код Arduino в шестнадцатеричный (называемый final_electronics.ino). Теперь осталось только подключить bluetooth к MAX. В максимальном коде вы должны увидеть что-то под названием «печать». Если вы щелкните по нему и откроете монитор последовательного порта, вы должны увидеть все доступные порты и доступные порты Bluetooth. В поле с именем serial o 9600. Здесь serial означает монитор последовательного порта, o - порт, а 9600 - пропускная способность соединения. Чтобы подключить bluetooth, замените o на названия других портов bluetooth. Вам часто приходится пробовать все из них, но модуль bluetooth станет зеленым, как только он будет подключен к нужному порту через MAX.

После загрузки кода убедитесь, что указали правильный путь к аудиофайлам в MAX. Лучший способ сделать это - перетащить звуковые файлы в MAX.