Tecnologia indossabile: Air Drum: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Il nostro obiettivo per questo progetto era realizzare una batteria indossabile con alcuni accelerometri e dischi piezoelettrici. L'idea era che, dato un colpo di mano, suonasse un rumore di rullante; oppure, premendo un piede, suonava un charleston o una grancassa. Per controllare il kit, abbiamo utilizzato un microcontrollore Hexwear, software di codifica Arduino e Cycling '74 MAX per l'uscita e la selezione del suono. Questo progetto faceva parte di una più ampia partnership tra il Pomona College e la Fremont Academy of Engineering.

Passaggio 1: parti e strumenti

Di seguito è riportato un elenco delle parti che compongono il nostro progetto e un elenco di tutti i materiali utilizzati.

Parti:

• Camicia di flanella (x1)
• Calzini pelosi (x2)
• Dischi Piezo (x2) (https://www.sparkfun.com/products/10293)
• Accelerometri MMA8451 (x2) (https://www.adafruit.com/product/2019)
• Microcontrollore ATmega32U4 HexWear (x1) (https://hexwear.com)
• Microchip RN42 Bluetooth (x1) (https://www.sparkfun.com/products/12576)
• Cavo calibro 18
• #2 Viti (x14)
• #2 Rondelle (x14)
• connettori a crimpare; Calibro 22-16 (x14) (https://www.elecdirect.com/crimp-wire-terminals/ring-crimp-terminals/pvc-ring-terminals/ring-terminal-pvc-red-22-18-6- 100 pezzi)
• Spilla autoadesiva (x1)

• Connettori di testa con giuntura di testa isolati in vinile (x15) (https://www.delcity.net/catalogdetails?item=421005)

Utensili:

• Forbici
• Kit di saldatura
• Spelafili
• Pinza tagliafili
• Nastro elettrico
• Strumento di crimpatura
• Cacciavite
• Pistola per colla a caldo
• Stampante 3D (opzionale)
• Pistola ad aria calda

Software:

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

Download dei driver:

1) (Solo Windows, gli utenti Mac possono saltare questo passaggio) Installare il driver visitando https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Scaricare e installare il driver (il file.exe elencato al passaggio 2 nella parte superiore della pagina RedGerbera collegata).

2) Installa la libreria richiesta per Hexware. Apri l'IDE di Arduino. In "File" seleziona "Preferenze". Nello spazio fornito per gli URL di Additional Boards Manager, incolla https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… Quindi fai clic su "OK". Vai su Strumenti -> Bacheca: -> Gestore bacheca. Dal menu nell'angolo in alto a sinistra, seleziona "Contribuito". Cerca, quindi fai clic su Gerbera Boards e fai clic su Installa. Esci e riapri Arduino IDE. Per assicurarti che la libreria sia installata correttamente, vai su Strumenti -> Lavagna e scorri fino alla fine del menu. Dovresti vedere una sezione intitolata "Schede Gerbera", sotto la quale dovrebbe apparire almeno HexWear (se non più schede come mini-HexWear).

3) Per scaricare la libreria dell'accelerometro utilizzare il seguente link: https://learn.adafruit.com/adafruit-mma8451-accelerometer-breakout/wiring-and-test. Quindi fare clic su "Scarica la libreria MMA8451"

Passaggio 2: preparare i cavi

Taglia 9 pezzi di filo abbastanza lunghi da coprire il tuo braccio (circa 1 m). Questi pezzi si collegheranno ai due accelerometri. Taglia 4 pezzi più lunghi, abbastanza lunghi da raggiungere i tuoi piedi dal taschino della camicia di flanella (circa 2 m). Questi si collegheranno ai piezo. Taglia altri 3 pezzi più corti (circa 15 cm) per il microchip bluetooth. Spellare entrambe le estremità di tutti i pezzi di filo, lasciando 2 cm di filo nudo.

Passaggio 3: collegare i cavi ai sensori

Usa un saldatore per saldare 4 dei fili da 1 m a uno degli accelerometri e 5 dei fili da 1 m all'altro accelerometro. Gli accelerometri hanno pin etichettati e abbiamo fornito uno schema circuitale per illustrare dove dovrebbe andare ogni filo. Insieme allo schema del circuito, abbiamo allegato i markup sui layout degli accelerometri: collega i fili ai pin cerchiati in nero.

Ogni sensore piezo ha due fili. Spellare le estremità dei fili piezoelettrici e saldarli ai fili da 2 m. Utilizzare i connettori con isolamento in vinile e la pistola ad aria calda per fissare i collegamenti.

Infine, saldare i 3 fili da 15 cm al microchip Bluetooth (fare riferimento allo schema elettrico e alla marcatura per i pin specifici).

Nota: il microchip Bluetooth e gli accelerometri hanno pin molto stretti. Abbiamo scelto un cavo calibro 18 per robustezza e perché corrisponde ai connettori a crimpare che stavamo utilizzando, ma se necessario, puoi saldare fili più sottili ai sensori, quindi saldare i fili calibro 18 a quelli sottili.

Ora dovresti avere un'estremità di tutti i fili collegati! Le altre estremità si collegano all'esagono.

** I markup per accelerometri, bluetooth e piezo sono gentilmente concessi da sparkfun (https://www.sparkfun.com) e adafruit (https://www.adafruit.com)

Passaggio 4: collegamento all'esagono e al diagramma del circuito

Sopra c'è uno schema che descrive in dettaglio l'assemblaggio. Per collegare i fili all'Hexware abbiamo usato dadi, viti e connettori a crimpare (nella foto sopra come connessioni rosse). Una volta che il filo è stato collegato al connettore a crimpare, può essere collegato all'esagono utilizzando una rondella e una vite come illustrato sopra. Per un diagramma dell'esagono, vedere il contrassegno dei pin sopra.

Seguendo lo schema, in particolare le linee nere, collegare la massa di entrambi i piezo a un pin di massa sull'esagono. Quindi, per i due accelerometri, collega entrambi i loro terreni a un perno di massa sull'esagono. Poiché ci sono solo pochi pin di terra, ti consigliamo di saldare insieme tutti i fili che vanno a massa dall'accelerometro o tutti i fili che vanno a massa dai piezo; però, fai attenzione a tenere traccia di tutto! Anche il pin etichettato A (o Indirizzo) sugli accelerometri dovrebbe essere collegato a terra. Questo per differenziare i due accelerometri l'uno dall'altro, dando ad uno di loro un'altra identificazione. Infine, collega la massa del bluetooth alla massa dell'esagono.

Finire di collegare la terra, quindi iniziare i collegamenti al VCC, delineati in rosso sopra. Vin da entrambi gli accelerometri dovrebbe essere collegato a VCC sull'esagono, lo stesso con il pin VCC sul bluetooth. Ancora una volta, a causa della mancanza di pin, consigliamo di saldare i fili prima della connessione finale all'esagono.

Su entrambi gli accelerometri ci sono pin etichettati SCL e SDL. Collegali agli stessi pin dell'hexwear (SCL è ceruleo e SDA è magenta nel diagramma sopra). Quindi, sul modulo bluetooth, collega RX-1 a RX sull'esagono (navy sopra) e TX-1 a TX sull'esagono (verde chiaro sopra). Ciò consente le connessioni Bluetooth. Infine, collega la seconda gamba di uno dei piezo al pin D12 (verde scuro) e la seconda gamba del secondo piezo a D9 (viola sopra). Questo per portare un'uscita analogica dai sensori piezoelettrici all'hexwear.

** il markup del pin hexwear è per gentile concessione di Red Gerbera (https://www.redgerbera.com), le immagini dell'accelerometro per gentile concessione di adafruit e piezo/bluetooth mate per gentile concessione di sparkfun

Passaggio 5: caricamento del codice

Per iniziare a usare la batteria, apri prima il codice MAX (chiamato Max_Drum.maxpat). Per poter modificare il codice o salvarlo dovrai avere un account con Cycling '74, ma tutto funziona senza un account. Vuoi collegare il modulo bluetooth esadecimale al tuo computer. Per fare ciò, collega l'esagono all'alimentazione. Una volta che l'hexwear è collegato, una luce rossa dovrebbe accendersi sul modulo bluetooth. Quindi apri le preferenze bluetooth. sul tuo computer. Dovrebbe apparire un nome sulla falsariga di 9CBO. Quando viene richiesto un passcode, digitare 1234. Il bluetooth dovrebbe quindi essere connesso al computer.

Quindi, carica il codice Arduino nell'esadecimale (chiamato final_electronics.ino). Ora non resta che collegare il bluetooth al MAX. Nel codice massimo, dovresti vedere qualcosa chiamato "stampa". Se fai clic su questo e apri il monitor seriale, dovresti vedere tutte le porte disponibili e le porte bluetooth disponibili. Nella casella chiamata seriale o 9600. Qui, seriale indica il monitor seriale, o è la porta e 9600 è la larghezza di banda della connessione. Per connettere il bluetooth, sostituisci la o con i nomi delle altre porte bluetooth. Spesso devi provarli tutti, ma il modulo bluetooth diventerà verde una volta collegato alla porta giusta tramite MAX.

Una volta caricato il codice, assicurati di fornire il percorso corretto ai file audio in MAX. Il modo migliore per farlo è trascinare i file audio in MAX.