Hvordan lage en trådløs luftpianohanske: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Formål og funksjoner:

Vårt bærbare teknologiprosjekt er å lage en trådløs luftpianohanske med synkroniserte lys ved hjelp av grunnleggende elektronikk, en mikrokontroller som HexWear og en bærbar datamaskin med Arduino og Max 8-programvare. Bruken av prosjektet vårt er å spille pianotoner gjennom en Bluetooth -høyttaler ved å bevege fingrene uten å være koblet til et stasjonært system eller et faktisk instrument, samt å bla gjennom et utvalg av instrumentvalg slik at alle notene eller lydene deres også kan spilles via den trådløse hansken på kommando.

Måten dette prosjektet fungerer på er at hver av de fire tilkoblede fingrene inneholder en flex -sensor som avgjør om en finger blir bøyd når du bruker airpianohanske. Når en finger blir bøyd, lyser LED -en på den tilsvarende fingeren for å informere brukeren om at denne fingeren har blitt tilstrekkelig bøyd, og ved bruk av Max 8 -programvare vil en tilsvarende tone spilles av fra datamaskinen. Dermed tilsvarer hver finger et unikt notat, og brukeren kan trådløst spille musikk fra en ekstern kilde via denne hansken på hånden. Ved å bruke Max 8 -programvare, begrenser dette ikke hansken til å bare spille pianomusikk, andre unike lyder kan spilles fra hver tilsvarende finger slik at enhver bruker kan manipulere hvilken type lyd de vil.

Liste over nødvendig materiale:

• Adafruit short flex sensorer (4),
• Adafruit hvite LED -bakgrunnsbelysningsmoduler (4),
• 100 kΩ motstander (4)
• 1kΩ motstand (1)
• HexWear mikrokontrollersett,
• Micro USB til USB kabel
• Ekstern batteripakke som kobles til en mikro -USB -utgang
• AAA batterier
• Hanske med stretchbart stoff
• Bærbar datamaskin med Arduino IDE og Max 8 -programvaren installert
• Loddejern og loddetinn
• Skrapebånd, elektrisk tape og vridningsbånd
• Gratis wire, wire cutter og wire stripper
• Bluetooth -høyttaler, eller en høyttaler og AUX -ledning
• Varmekrymp og varmekrympeslange
• Wire Crimpers
• Thin Circuit Board,

Trinn 1: Bygg kretsen

Hovedkretsen er en som involverer flere spenningsdelere parallelt. Den inkluderer også flexsensorer, som er motstander hvis motstand endres basert på bøyningsgraden i en retning. Når en flex -sensor er bøyd, øker motstanden fra omtrent 25 kΩ opp til 100 kΩ, og spenningen som leses over den øker også.

Siden vårt design bruker fire flexsensorer, fire lysdioder og en Bluetooth -kompakt, må vi imidlertid også bruke en portutvidelse på grunn av det begrensede antallet porter som er tilgjengelige på HEXWear. Vi kobler de fire flex -sensorene via analoge innganger på HEXWear, Bluetooth -parringen til TX- og RX -pinnene, og kobler MCP23017 -portutvideren til SDA- og SCL -pinnene som deretter vil drive LED -lampene.

Se det vedlagte kretsdiagrammet for flere detaljer. (Vær oppmerksom på at Vcc i diagrammene tilsvarer Vcc -pinnene på HEXWear. Disse kan kobles parallelt hvis ikke nok pinner er tilgjengelige, eller en ekstern strømkilde med lignende spenning er også et annet levedyktig alternativ)

Trinn 2: Installere flere biblioteker:

På grunn av det faktum at vi brukte en HEXWear, må flere biblioteker installeres for å kunne bruke Arduino -programvaren. Bruk følgende instruksjoner for å gjøre det:

1) (Bare Windows, Mac-brukere kan hoppe over dette trinnet) Installer driveren ved å gå til https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Last ned og installer driveren (.exe-filen oppført på trinn 2 på toppen av den koblede RedGerbera -siden).

2) Installer nødvendig bibliotek for Hexware. Åpne Arduino IDE. Velg "Preferanser" under "File". Lim inn https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… i plassen som er gitt for flere nettadresser for Boards Manager, klikk på "OK". Gå til Tools -> Board: -> Board Manager. Velg "Bidraget" fra menyen i venstre hjørne. Søk etter, og klikk deretter på Gerbera Boards og klikk på Installer. Avslutt og åpne Arduino IDE på nytt.

For å sikre at biblioteket er riktig installert, gå til Verktøy -> Brett og bla til bunnen av menyen. Du bør se en seksjon med tittelen "Gerbera Boards", der det i det minste skulle vises HexWear (om ikke flere tavler som mini-HexWear).

Trinn 3: Lag Arduino Sketch

Arduino -skissen leser spenningsverdier over seriemotstandene i kretsen og avgjør om en etablert terskel er oppfylt eller ikke. Hvis terskelen er passert, tenner HexWear den relevante LED -en og sender et ASCII -kodesignal til den bærbare datamaskinen, som kan leses og kartlegges til et notat av Max 8 i et senere trinn. Ved å bruke de tilsvarende ledningskonfigurasjonene i kretsdiagrammene er alle de nødvendige pinnene på HexWear definert riktig.

Vi la merke til at terskelverdien som er angitt i skissen ikke alltid var konsistent på tvers av forskjellige HEXWears. En anbefaling vi har er å bruke serieplotteren til å bestemme den analoge verdien som er lest fra flexsensoren og angi hvordan denne verdien endres fra den er ubøyet sammenlignet med å bli bøyd. Deretter kan du bruke dette til å definere din egen terskelverdi som riktig reagerer på oppførselen til flexsensoren i kretsen din.

Trinn 4: Lag Max 8 Patcher

Max 8 patcher kartlegger tastaturinnganger eller signaler mottatt via Bluetooth -kanalen til en bærbar datamaskin til instrumentelle notatutganger. Max 8 patcher som vi brukte i prosjektet vårt er vedlagt og tilgjengelig for nedlasting.

Når du bruker Max, følger du disse trinnene for å koble din Bluetooth -kompis til Max:

• Bekreft at skissen er låst (låsen nederst til venstre bør lukkes)
• Bekreft at "X" over metro -objektet er slått av (grå ikke hvit)
• Trykk på utskriftsknappen som går inn i det serielle objektet og se på de tilgjengelige portene på Max Console
• Bestem riktig port med den ene merkede bluetooth -modulen, og hvis flere er tilgjengelige, prøv hver til du kan bekrefte hvilken som fungerer
• Gjennom denne prosessen bør Bluetooth -modulen din blinke rødt, og når den fungerer som den skal, endres den til en solid grådighet
• Fortsett å prøve til de grønne lysene vises på bluetooth
• Når du har koblet til, låser du skissen din og trykker på "X" over metro -objektet for å begynne å lytte til Bluetooth -kommunikasjonen.

Trinn 5: Lodding av portutvidelsen, lysdioder og Bluetooth Mate

På grunn av den store mengden ledninger og andre elektriske komponenter i prosjektet som forventes å passe på hansken, blir følgende loddetrinn mer åpne for tolkning for brukeren.

For å koble til MCP23017 portutvideren loddet vi forbindelsene til et tynt kretskort som vi kunne plassere på hansken. Vi loddet ledninger på våre lysdioder og loddet deretter de respektive endene til bakken eller kretskortet som koblet det til de riktige merkede pinnene på portutvideren. Vi brukte deretter det samme brødbrettet til å koble strømmen til vår bluetooth -kompis parallelt med strømmen vi leverte til den niende tappen på portutvideren.

Vi brukte varmekrympingen og litt elektrisk tape på noen av stedene der det var utsatt ledning. Vi la ved bilder for å gi en bedre følelse av hvordan vi gjorde dette selv, men merk at du står fritt til å bruke den teknikken som er mest effektiv for deg.

Trinn 6: Lodding av Flex -sensorene

I likhet med det forrige trinnet, er dette trinnet ikke så begrenset, og lodding kan utføres, men man føler at det er det mest effektive.

For å gi størst bevegelsesfrihet for prosjektet vårt loddet vi ledninger til begge ender av flexsensoren vår og brukte deretter varmekrymping for å dekke over deler av den eksponerte ledningen på samme måte som vi hadde gjort med lysdiodene.

Trinn 7: Koble til HEXWear inkludert bruk av en ekstern kilde

For å koble denne mengden ledninger direkte til HEXWear brukte vi krympekontakter og skrudde dem deretter direkte på de forskjellige portene på HEXWear. På denne måten sikret vi en direkte forbindelse til hver av våre havner og kunne enkelt fjerne hvis vi ønsket å lage nye prosjekter for HEXWear.

Vi har også koblet til en liten ekstern strømkilde som kan inneholde tre AAA -batterier for å gi tilstrekkelig strøm til HEXWear. Vi festet denne eksterne strømkilden til et armbånd for å sikre at den alltid var tilkoblet og ikke hemmet bevegelse vesentlig.

Trinn 8: Fest alt på hansken

Til slutt vil du feste alt riktig til hansken din, slik at produktet virkelig er bærbart. Du vil koble hver flexsensor til en tilsvarende finger, negere tommelen på grunn av upraktisk brukbarhet, og koble den tilhørende LED -lampen som lyser til flex -sensoren på den samme fingeren. Den mest effektive måten vi fant for å sikre riktig bøyning av flexsensoren var tape, men å sy den på hansken ved å bruke et ekstra tøystykke vil fungere like bra.

Du må deretter koble HEXWear, portekspander og bluetooth til den samme hansken. Vi la merke til at det også var veldig effektivt å feste den eksterne strømkilden til et armbånd for å gi størst mobilitet og ikke hemme mobilitet/bærbarhet. Når det gjelder de andre komponentene, anbefaler vi at du bruker vridningsbånd for å pakke opp overflødig ledning for å konsolidere plass.

Pass på at du har sterke loddede tilkoblinger og ingen utsatte ledninger, slik at det er stor fleksibilitet og frihet til å sette komponenter der de trenger å være, slik at produktet er så estetisk tiltalende som mulig.

Trinn 9: Feilsøk og nyt

Gjennom hele denne prosessen er det stor mulighet for feil, så vi anbefaler å sjekke at komponentene fungerer som forventet gjennomgående i prosessen. Dette betyr at du konsekvent bruker den serielle skjermen på Arduino -skissen for å bekrefte at dine flexsensoravlesninger er konsistente, sjekke at etter at alt er loddet er det en sterk forbindelse og at den fortsatt fungerer som den skal, og at det ikke er noen utsatte ledninger. På grunn av den store mengden elektriske komponenter på et veldig lite sted vil eksponerte ledninger være din største fiende.

Når du har lykkes med å bygge en arbeidshanske, nyt det! Ha det gøy å tulle rundt med prosjektet ditt, og bytt pianolyd for andre prøver du ønsker å ha et helt unikt bærbart teknologiinstrument!