Draagbare technologie: luchtdrums: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Ons doel voor dit project was om een draagbare drumkit te maken van enkele versnellingsmeters en piëzo-schijven. Het idee was dat bij een slag van een hand een snare-geluid zou spelen; of, gegeven een voetdruk, zou een hi-hat- of basdrumgeluid spelen. Om de kit te besturen, gebruikten we een Hexwear-microcontroller, Arduino-coderingssoftware en Cycling '74 MAX voor geluidsuitvoer en selectie. Dit project maakte deel uit van een grotere samenwerking tussen Pomona College en de Fremont Academy of Engineering.

Stap 1: Onderdelen en gereedschappen

Hieronder vindt u een overzicht van de onderdelen waaruit ons project bestaat en een overzicht van alle gebruikte materialen.

Onderdelen:

• Flanellen overhemd (x1)
• Fuzzy Sokken (x2)
• Piëzo-schijven (x2) (https://www.sparkfun.com/products/10293)
• Versnellingsmeters MMA8451 (x2) (https://www.adafruit.com/product/2019)
• ATmega32U4 Microcontroller HexWear (x1) (https://hexwear.com)
• RN42 Microchip Bluetooth (x1) (https://www.sparkfun.com/products/12576)
• 18 gauge draad
• #2 Schroeven (x14)
• #2 Ringen (x14)
• Krimp connectoren; 22-16 Gauge (x14) (https://www.elecdirect.com/crimp-wire-terminals/ring-crimp-terminals/pvc-ring-terminals/ring-terminal-pvc-red-22-18-6- 100 pk)
• Zelfklevende pin (x1)

• Met vinyl geïsoleerde Butted Seam Butt Connectors (x15) (https://www.delcity.net/catalogdetails?item=421005)

Gereedschap:

• Schaar
• Soldeerset
• Draadstrippers
• Draadsnijders
• Elektrische tape
• Krimptang
• Schroevendraaier
• Heet lijmpistool
• 3D-printer (optioneel)
• Heteluchtpistool

Software:

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

De stuurprogramma's downloaden:

1) (Alleen Windows, Mac-gebruikers kunnen deze stap overslaan) Installeer de driver door naar https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i te gaan… Download en installeer de driver (het.exe-bestand vermeld in stap 2 bovenaan de gelinkte RedGerbera-pagina).

2) Installeer de vereiste bibliotheek voor Hexware. Open de Arduino-IDE. Selecteer onder "Bestand" "Voorkeuren". In de daarvoor bestemde ruimte voor URL's van extra Boards Manager, plak je https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… Klik vervolgens op "OK". Ga naar Tools -> Board: -> Board Manager. Selecteer 'Bijgedragen' in het menu in de linkerbovenhoek. Zoek naar en klik vervolgens op Gerbera Boards en klik op Installeren. Sluit Arduino IDE af en open het opnieuw. Om ervoor te zorgen dat de bibliotheek correct is geïnstalleerd, gaat u naar Extra -> Bord en scrolt u naar de onderkant van het menu. Je zou een sectie moeten zien met de titel "Gerbera Boards", waaronder er op zijn minst HexWear zou moeten verschijnen (zo niet meer boards zoals mini-HexWear).

3) Gebruik de volgende link om de versnellingsmeterbibliotheek te downloaden: https://learn.adafruit.com/adafruit-mma8451-accelerometer-breakout/wiring-and-test. Klik vervolgens op "Download de MMA8451-bibliotheek"

Stap 2: Bereid de draden voor

Knip 9 stukken draad af die lang genoeg zijn om uw arm te spannen (ongeveer 1 m). Deze stukken worden verbonden met de twee versnellingsmeters. Knip 4 langere stukken, lang genoeg om uit de zak van het flanellen overhemd te komen (ongeveer 2 m). Deze zullen verbinding maken met de piëzo's. Knip nog 3 kortere stukken (ongeveer 15 cm) voor de bluetooth-microchip. Strip beide uiteinden van alle draadstukken en laat 2 cm blanke draad over.

Stap 3: Sluit de draden aan op de sensoren

Gebruik een soldeerbout om 4 van de 1m-draden aan een van de accelerometers en 5 van de 1m-draden aan de andere accelerometer te solderen. De versnellingsmeters hebben gelabelde pinnen en we hebben een schakelschema verstrekt om te illustreren waar elke draad moet gaan. Samen met het schakelschema hebben we markeringen toegevoegd aan de lay-outs van de versnellingsmeters: bevestig de draden aan de zwart omcirkelde pinnen.

Elke piëzosensor heeft twee draden. Strip de uiteinden van de piëzo-draden en soldeer ze aan de 2m-draden. Gebruik de met vinyl geïsoleerde connectoren en het heteluchtpistool om de verbindingen vast te zetten.

Soldeer tot slot de 3 draden van 15 cm aan de Bluetooth-microchip (raadpleeg het schakelschema en de opmaak voor de specifieke pinnen).

Opmerking: de Bluetooth-microchip en de versnellingsmeters hebben zeer smalle pinnen. We kozen voor 18 gauge draad vanwege de robuustheid en omdat deze overeenkomt met de krimpconnectoren die we gebruikten, maar indien nodig kunt u dunnere draden aan de sensoren solderen en vervolgens de 18 gauge draden aan de dunne solderen.

U zou nu één uiteinde van alle draden moeten hebben aangesloten! De andere uiteinden verbinden met de Hex.

** Markeringen voor de versnellingsmeters, bluetooth en piëzo zijn afkomstig van sparkfun (https://www.sparkfun.com) en adafruit (https://www.adafruit.com)

Stap 4: Aansluiten op het hex- en schakelschema

Hierboven ziet u een diagram waarin de montage wordt beschreven. Om de draden op de Hexware aan te sluiten, gebruikten we moeren, schroeven en krimpconnectoren (hierboven afgebeeld als de rode verbindingen). Nadat de draad is bevestigd aan de krimpconnector, kan deze worden aangesloten op de zeskant met behulp van een ring en een schroef, zoals hierboven afgebeeld. Zie de pinmarkering hierboven voor een diagram van de hexware.

Volg het diagram, met name de zwarte lijnen, en sluit de aarde van beide piëzo's aan op een aardpen op de zeskant. Bevestig vervolgens voor de twee versnellingsmeters beide gronden aan een grondpen op de zeskant. Aangezien er maar een paar aardingspinnen zijn, raden we aan om alle draden die vanaf de versnellingsmeter naar de aarde gaan, of alle draden die vanaf de piëzo's naar de aarde gaan, aan elkaar te solderen; wees echter voorzichtig om alles bij te houden! De pin met het label A (of Adres) op de versnellingsmeters moet ook aan de grond worden bevestigd. Dit is om de twee versnellingsmeters van elkaar te onderscheiden, waardoor een van hen een andere identificatie krijgt. Bevestig tot slot de aarde van de bluetooth aan de aarde op de hex.

Voltooi het aansluiten van de grond en begin dan met de verbindingen met de VCC, hierboven in rood aangegeven. Vin van beide versnellingsmeters moet verbonden zijn met VCC op de hex, hetzelfde met de VCC-pin op de bluetooth. Nogmaals, vanwege het ontbreken van pinnen, raden we aan om draden te solderen voordat de definitieve verbinding met de hex wordt gemaakt.

Op beide versnellingsmeters bevinden zich pinnen met het label SCL en SDL. Sluit deze aan op dezelfde pinnen op de hexwear (SCL is cerulean en SDA is magenta in het bovenstaande diagram). Verbind vervolgens op de Bluetooth-module de RX-1 met RX op de hex (marineblauw hierboven) en TX-1 op TX op de hex (lichtgroen hierboven). Dit maakt bluetooth-verbindingen mogelijk. Verbind tenslotte het tweede been van een van de piëzo's met pin D12 (donkergroen) en het tweede been van de tweede piëzo met D9 (paars hierboven). Dit is om een analoge uitgang van de piëzo-sensoren naar de hexwear te brengen.

** de markering van de hexwear-pin is afkomstig van Red Gerbera (https://www.redgerbera.com), afbeeldingen van de versnellingsmeter met dank aan adafruit en piëzo/bluetooth-partner met dank aan sparkfun

Stap 5: De code uploaden

Om de drums te gaan gebruiken, opent u eerst de MAX-code (genaamd Max_Drum.maxpat). Om de code te kunnen bewerken of opslaan moet je een account hebben bij Cycling '74, maar alles werkt zonder account. Je wilt de hex bluetooth module aansluiten op je eigen computer. Om dit te doen, steekt u de hex in het stopcontact. Zodra de hexwear is aangesloten, moet een rood lampje op de Bluetooth-module gaan branden. Open vervolgens bluetooth-voorkeuren. op jouw computer. Een naam in de trant van 9CBO zou moeten verschijnen. Wanneer u om een toegangscode wordt gevraagd, typt u 1234. Uw bluetooth moet dan verbonden zijn met de computer.

Upload vervolgens de Arduino-code naar de hex (genaamd final_electronics.ino). Nu hoef je alleen nog maar de bluetooth met de MAX te verbinden. In de max-code zou je iets moeten zien met de naam 'print'. Als je hierop klikt en de seriële monitor opent, zou je alle beschikbare poorten en de beschikbare bluetooth-poorten moeten zien. In het vak met de naam seriële o 9600. Hier betekent serieel de seriële monitor, o is de poort en 9600 is de verbindingsbandbreedte. Om de bluetooth te verbinden, vervang je de o door de namen van andere bluetooth-poorten. Vaak moet je ze allemaal proberen, maar de bluetooth-module wordt groen zodra deze via MAX op de juiste poort is aangesloten.

Nadat de code is geüpload, moet u ervoor zorgen dat u het juiste pad naar de audiobestanden in MAX geeft. De beste manier om dit te doen is door de geluidsbestanden naar MAX te slepen.