Bærbar teknologi: Air Drums: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Vores mål for dette projekt var at lave et bærbart trommesæt af nogle accelerometre og piezo -skiver. Ideen var, at hvis der blev truffet et håndslag, ville der spille en lillestøj; eller hvis der trykkes på en fod, afspilles en hi-hat eller en basstromlyd. Til at styre sættet brugte vi en Hexwear-mikrokontroller, Arduino-kodningssoftware og Cycling '74 MAX til lydoutput og valg. Dette projekt var en del af et større partnerskab mellem Pomona College og Fremont Academy of Engineering.

Trin 1: Dele og værktøjer

Nedenfor er en liste over de dele, vores projekt består af og en liste over alle de anvendte materialer.

Dele:

• Flannel skjorte (x1)
• Fuzzy Socks (x2)
• Piezo -diske (x2) (https://www.sparkfun.com/products/10293)
• Accelerometre MMA8451 (x2) (https://www.adafruit.com/product/2019)
• ATmega32U4 mikrokontroller HexWear (x1) (https://hexwear.com)
• RN42 Microchip Bluetooth (x1) (https://www.sparkfun.com/products/12576)
• 18 gauge Wire
• #2 Skruer (x14)
• #2 Skiver (x14)
• Krympestik; 22-16 Gauge (x14) (https://www.elecdirect.com/crimp-wire-terminals/ring-crimp-terminals/pvc-ring-terminals/ring-terminal-pvc-red-22-18-6- 100pk)
• Selvklæbende stift (x1)

• Vinylisolerede Butted Seam Butt-stik (x15) (https://www.delcity.net/catalogdetails?item=421005)

Værktøjer:

• Saks
• Loddesæt
• Wire Strippers
• Trådskærere
• Elektrisk tape
• Krympeværktøj
• Skruetrækker
• Varmlimpistol
• 3D -printer (valgfri)
• Varmluftspistol

Software:

• Max Cycling '74 (https://cycling74.com)
• Arduino -kodningssoftware (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)

Download af drivere:

1) (kun Windows, Mac-brugere kan springe dette trin over) Installer driveren ved at besøge https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Download og installer driveren (.exe-filen angivet i trin 2 øverst på den linkede RedGerbera -side).

2) Installer det nødvendige bibliotek til Hexware. Åbn Arduino IDE. Vælg "Indstillinger" under "Fil". I den plads, der er givet til yderligere Boards Manager-webadresser, skal du indsætte https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… Klik derefter på "OK". Gå til Værktøjer -> Board: -> Board Manager. Vælg "Bidraget" i menuen øverst til venstre. Søg efter, og klik derefter på Gerbera Boards, og klik på Installer. Afslut og genåbn Arduino IDE. For at sikre, at biblioteket er installeret korrekt, skal du gå til Værktøjer -> Board og rulle til bunden af menuen. Du bør se et afsnit med titlen "Gerbera Boards", hvorunder der i det mindste skal vises HexWear (hvis ikke flere boards som mini-HexWear).

3) For at downloade accelerometerbiblioteket skal du bruge følgende link: https://learn.adafruit.com/adafruit-mma8451-accelerometer-breakout/wiring-and-test. Klik derefter på "Download MMA8451 -biblioteket"

Trin 2: Forbered ledningerne

Klip 9 stykker ledning lang nok til at spænde din arm (ca. 1 m). Disse stykker vil forbinde til de to accelerometre. Skær 4 længere stykker, lange nok til at nå dine fødder fra flanelleskjorte -lommen (ca. 2 m). Disse vil forbinde til piezoer. Skær yderligere 3 kortere stykker (ca. 15 cm) til bluetooth -mikrochippen. Strimler begge ender af alle trådstykkerne og efterlader 2 cm bar ledning.

Trin 3: Tilslut ledningerne til sensorerne

Brug et loddejern til at lodde 4 af 1m -ledningerne til et af accelerometeret og 5 af 1m -ledningerne til det andet accelerometer. Accelerometrene har mærket pins, og vi har leveret et kredsløbsdiagram for at illustrere, hvor hver ledning skal gå. Sammen med kredsløbsdiagrammet har vi vedhæftet markeringer i accelerometerernes layout: fastgør ledningerne til stifterne, der er cirkuleret i sort.

Hver piezosensor har to ledninger. Strim enderne af piezotrådene og lod dem til 2 m ledningerne. Brug de vinylisolerede stik og varmluftspistolen til at fastgøre forbindelserne.

Endelig loddes de 3 15 cm ledninger til Bluetooth -mikrochippen (se kredsløbsdiagrammet og markeringen for de specifikke stifter).

Bemærk: Bluetooth -mikrochippen og accelerometrene har meget smalle stifter. Vi valgte 18 Gauge wire til robusthed, og fordi den matcher de krympe stik, som vi brugte, men hvis det er nødvendigt, kan du lodde tyndere ledninger til sensorerne og derefter lodde de 18 gauge ledninger til de tynde.

Du skal nu have den ene ende af alle ledninger tilsluttet! De andre ender forbinder til Hex.

** Markeringer for accelerometre, bluetooth og piezo er takket være sparkfun (https://www.sparkfun.com) og adafruit (https://www.adafruit.com)

Trin 4: Tilslutning til hex- og kredsløbsdiagrammet

Ovenfor er et diagram, der beskriver samlingen. For at forbinde ledningerne til Hexware brugte vi møtrikker, skruer og krympestik (billedet ovenfor som de røde forbindelser). Når tråden er blevet fastgjort til krympestikket, kan den tilsluttes sekskantet med en skive og en skrue som vist på billedet ovenfor. For et diagram over hex -ware, se pin -markeringen ovenfor.

Følg diagrammet, specifikt de sorte linjer, forbinder jorden på begge piezoer til en jordstift på hexen. For de to accelerometre skal du derefter fastgøre begge deres grunde til en jordstift på sekskantet. Da der kun er få jordstifter, vil vi anbefale at lodde sammen alle de ledninger, der skal jordes fra accelerometeret, eller alle ledninger, der skal jordes fra piezoer; dog pas på med at holde styr på alt! Stiften mærket A (eller adresse) på accelerometre skal også fastgøres til jorden. Dette er for at differentiere de to accelerometre fra hinanden og give en af dem en anden identifikation. Til sidst fastgøres jorden til bluetooth til jord på hex.

Afslut forbindelsen af jorden, og begynd derefter forbindelserne til VCC, skitseret med rødt ovenfor. Vin fra begge accelerometre skal tilsluttes VCC på hex, det samme med VCC pin på bluetooth. Igen, på grund af mangel på stifter, vil vi anbefale lodningstråde før den sidste forbindelse til sekskantet.

På begge accelerometre er der stifter mærket SCL og SDL. Tilslut disse til de samme ben på hexwear (SCL er cerulean og SDA er magenta i diagrammet ovenfor). Forbind derefter på bluetooth-modulet RX-1 til RX på hex (navy ovenfor) og TX-1 til TX på hex (lysegrøn over). Dette muliggør bluetooth -forbindelser. Tilslut til sidst det andet ben på en af piezoer til pin D12 (mørkegrøn) og det andet ben i den anden piezo til D9 (lilla ovenfor). Dette er for at tage et analogt output fra piezosensorerne til hexwear.

** hexwear -pin -markeringen er tilladt af Red Gerbera (https://www.redgerbera.com), accelerometerbilleder høflighed af adafruit og piezo/bluetooth mate med høflighed af sparkfun

Trin 5: Upload af koden

For at begynde at bruge trommerne skal du først åbne MAX -koden (kaldet Max_Drum.maxpat). For at kunne redigere koden eller gemme den skal du have en konto hos Cycling '74, men alt fungerer uden en konto. Du vil slutte hex -bluetooth -modulet til din egen computer. For at gøre dette skal du tilslutte sekskantstrømmen. Når hexwear er tilsluttet, skal der lyse et rødt lys på bluetooth -modulet. Åbn derefter Bluetooth -præferencer. på din computer. Et navn i retning af 9CBO skulle dukke op. Når du bliver bedt om en adgangskode, skal du skrive 1234. Din bluetooth skal derefter tilsluttes computeren.

Upload derefter Arduino -koden til hex (kaldet final_electronics.ino). Nu er det bare at slutte bluetooth til MAX. I max -koden skal du se noget, der hedder 'print'. Hvis du klikker på dette og åbner den serielle skærm, skal du se alle de tilgængelige porte og de tilgængelige bluetooth -porte. I boksen kaldet seriel o 9600. Her betyder seriel den serielle skærm, o er porten, og 9600 er forbindelsesbåndbredden. For at tilslutte bluetooth skal du erstatte o med navnene på andre bluetooth -porte. Du skal ofte prøve dem alle, men Bluetooth -modulet bliver grønt, når det er forbundet til den rigtige port via MAX.

Når koden er uploadet, skal du sørge for at give den rigtige vej til lydfilerne i MAX. Den bedste måde at gøre dette på er ved at trække lydfilerne ind i MAX.