MIDI Step Interface: 12 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Spaanse versie hier.

In deze instructable laten we je zien hoe je een licht- en geluidsinterface maakt die kan worden gebruikt om "Simon Says" te spelen en als een MIDI-interface. Beide modi worden met je voeten gespeeld.

Achtergrond

Het project is ontstaan omdat we een interactieve installatie wilden maken waar bijna elk soort publiek gebruik van kon maken, ongeacht hun leeftijd. Het werd ontwikkeld voor een winkelcentrum, als een van de attracties.

De eerste referentie die we van de klant kregen, was deze versie van Simon Says die met de voeten van mensen gespeeld kon worden. We moesten dit idee eigenlijk repliceren.

We hebben vergelijkbare games/platforms onderzocht en we hebben veel dansvloeren gevonden, waarvan de meeste met licht werken, maar niet met geluid. We vonden ook grote piano's voor voeten, dus we dachten dat er iets interessants uit zou kunnen komen door de functionaliteit van het muziekinstrument toe te voegen. Voor de liefde van muziek!

We hebben ook gekeken naar de vorm van het platform. Bijna elke dansvloer die we vonden was rechthoekig, met vierkante pads. Er is één uitzondering die ronde pads heeft. We wilden een ander gevoel geven aan ons platform en tegelijkertijd het modulaire aspect van vierkanten behouden, daarom hebben we besloten om zeshoeken te gebruiken.

Tijdens het zoeken naar projecten met zeshoekige vormen, vonden we deze. Het idee om zeshoekige vormen te maken was spannend voor ons… we hadden geen idee van wat er zou komen.

We hadden een duidelijker doel:

• Simon Says spel
• Muziekinstrument
• Zeshoekige pads

Stap 1: Materialen

Voor elk kussen:

1.5) Meter Neopixel-strip

1) Industriële eindschakelaar

1) Opaline Acrylique 1cm dikte

1) PVC zeshoek

1) Zeshoekige structuur met metalen profiel

Algemeen:

1) LattePanda

1) MUX

1) 5VDC 50A stroombron

1) Industrieel bedieningspaneel

1) Perma-Proto

1) LattePanda-koffertje

1) Stopcontact 5V @2.5a

10) Weerstand 10k ohm

5) Schroefaansluiting:

1) Spreker

Kunststof veiligheidsgordels

Stap 2: Een besturingskaart kiezen

Arduino is het ontwikkelbord dat we al heel lang gebruiken. Het heeft nooit gefaald, toch moeten we alle vereisten voor dit project controleren:

• Licht: helderheid met hoge intensiteit en complexe patronen, we gebruiken Neopixels
• Pads: Pads moeten reageren op de voetstap van de gebruiker. We besloten om voor schakelaars te gaan.
• Spel: Wordt verwerkt door een microcontroller.
• Geluid: In het begin dachten we aan het ontwerpen van onze eigen geluiden met PureData, daarom hadden we een computer nodig die het programma kon draaien.

We zullen gaandeweg dieper op deze onderwerpen ingaan, voor nu is het deel dat we moeten oplossen het geluid.

We hebben overwogen om PureData te gebruiken, want zelfs als je geluid kunt genereren met Arduino, kan het op een gegeven moment ingewikkeld en beperkt worden, terwijl we met PD synthese of een patch kunnen maken om geluiden via MIDI te triggeren. We hadden een computer nodig om PD te draaien en Arduino om al het andere te besturen.

We hebben onderzoek gedaan naar de opties die we konden krijgen en we waren erg enthousiast over de mogelijkheden met het LattePanda-bord: een computer met Windows 10 en een geïntegreerde Arduino. Bingo!

LattePanda heeft een GPIO-poort waar je de Arduino-pinnen in kaart kunt vinden, waardoor we controle kunnen krijgen over de schakelaars en neopixels van de pad.

Het programmeren van het spel zou ook plaatsvinden in het Arduino-bord dat is ingebouwd, dat overigens een Arduino Leonardo is.

LattePanda heeft een 3,5-aansluiting van waaruit we geluid krijgen.

Er zijn veel boards die we hadden kunnen gebruiken, misschien vraag je je af waarom we geen Raspberry Pi hebben gebruikt. Hier is waarom:

• Adafruit stelt voor Neopixels niet met RaspberryPie te bedienen vanwege klokproblemen. Dit is een probleem dat Arduino niet heeft.
• Het programmeren van de GPIO-pinnen in de RaspberryPie moet via Python gebeuren. We zijn niet bekend met de programmeertaal.
• Zelfs toen we een Arduino en een RaspberryPie konden combineren, wilden we alles oplossen met slechts één bord.
• RaspberryPie draait op een speciale versie van Windows 10 (IoT Core).

LattePanda is duurder en heeft een veel kleinere gemeenschap van ontwikkelaars dan andere boards. Als je niet zeker bent van het gebruik van een LattePanda, kun je ook andere boards gebruiken (Raspy, UDOO, BeagleBone, enz…), we zullen graag je resultaten weten.

Stap 3: De structuur ontwerpen en prototypen

Punten die we hebben overwogen om de structuur te ontwerpen:

• Draag het gewicht van een volwassene
• Geschikt voor buiten
• Houd elektronica veilig

We besloten om metalen profielen te gebruiken vanwege de sterkte, lage kosten en beschikbaarheid van het materiaal.

De structuur bestaat uit twee zeshoeken verbonden door zes korte palen:

Voor elke zeshoek hebben we 12 stukken metaal gesneden met een slijper hetzelfde voor de palen en vervolgens hebben we alles gelast.

De ruimte die overblijft tussen de twee zeshoeken, helpt beschermen tegen water of iets dat schade aan de elektronica kan veroorzaken en ook voor het geleiden van de kabels.

Stap 4: Opstapoppervlak

Toen we eenmaal de metalen structuur hadden, moesten we twee punten behandelen:

• Oppervlak dat de elektronica veilig houdt
• Oppervlak waar de gebruiker op zal stappen

Voor het oppervlak dat de elektronica beschermt en zich in de zeshoek bevindt, hebben we besloten om pvc-materiaal te gebruiken, het is niet duur, het is gemakkelijk om mee te werken en het kan tot op zekere hoogte water weerstaan.

Voor het oppervlak waarop de gebruikers stappen hebben we acrylique opalin gekozen vanwege de interactie met licht en met een dikte van 1 cm zodat het het gewicht van een volwassene kan dragen.

We sneden alles met een lasermachine, het was snel en niet duur. U kunt de bijgevoegde bestanden vinden

Stap 5: Neopixel-strips installeren

We kozen voor de waterdichte strips met 96 neopixels per meter. Adafruit heeft een gedetailleerde gids over neopixels.

We…

• Aan het begin van elke strip een weerstand van 470 ohm gesoldeerd
• Geïnstalleerd de strip aan de binnenrand van de Hexagon
• Gebruikt klittenband om de strips op hun plaats te bevestigen
• Een verlengstuk gesoldeerd aan de strip die uit het pvc-oppervlak komt.

Stap 6: De schakelaar installeren

We kozen voor een industriële mechanische schakelaar om de pads te activeren. Door de flexibiliteit van de acrylique en omdat de schakelaar in het midden van de zeshoek door de pvc-plaat wordt geplaatst, kan de hoeveelheid druk die de schakelaar moet worden geactiveerd worden bereikt wanneer de gebruiker op het acrylique-oppervlak stapt. We hebben met ringen gekalibreerd hoe hoog of laag de schakelaars moesten zijn.

Stap 7: Soldeerconnector en kabels

Elke zeshoek heeft een schakelaar en een ledstrip met in totaal 5 kabels. Deze kabels moeten worden aangesloten op een regelcircuit waar alles wordt geconcentreerd.

We gebruikten twee XLR-connectoren; één voor de neopixels (3 kabels) en de andere voor de switch (2 kabels). Het ideale scenario zou slechts één connector zijn, maar we konden het ons niet veroorloven, in het geval dat je kunt, zal het de zaken veel gemakkelijker maken.

Stap 8: Het configuratiescherm voorbereiden

Wat zit er in het bedieningspaneel:

• XLR vrouwelijke connectoren
• Stroomvoorziening
• LattePanda

Stap 9: Soldeerbesturingscircuit en LattePanda-verbindingen

De schakelaars zijn aangesloten op een multiplexer met 16 ingangen

Neopixels zijn rechtstreeks verbonden met de Arduino-pinnen.

Voor de LattePanda hebben we de door het merk ontworpen hoes gebruikt.

U vindt het ontwerp van het circuit bijgevoegd.

Stap 10: Pads aansluiten op het bedieningspaneel en de voeding

De XLR-connector op het paneel bevestigen

De connectoren labelen

· Solderen van de XLR-kabels aan schroefconnectoren

· Bevestiging van de stroombron, het regelcircuit en LattePanda

· Kabels ordenen

· De kabels van de pad aansluiten op het bedieningspaneel

Stap 11: Programmeren

Voor het aansturen van MIDI vonden we deze informatie erg handig

We gebruikten deze bibliotheek voor Arduino

We hebben deze patch gebruikt voor PureData

Voor muziekvoorbeelden zijn er verschillende gratis alternatieven op internet

Voor de Neopixels-besturing hebben we de FastLED-bibliotheek gebruikt

Voor het spel "Simon Says" was deze instructable erg handig

Stap 12: Een structuur vervaardigen die het platform beschermt

Het belangrijkste doel van deze structuur is:

De zeshoeken verenigd houden

De zeshoeken beschermen tegen weersinvloeden

Eerste prijs in de audiowedstrijd 2018