Interfaccia MIDI Step: 12 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Versione spagnola qui.

In questo tutorial ti mostreremo come creare un'interfaccia luminosa e sonora che può essere utilizzata per riprodurre "Simon Says" e come interfaccia MIDI. Entrambe le modalità verranno giocate con i piedi.

Sfondo

Il progetto è nato perché volevamo realizzare un'installazione interattiva in cui quasi ogni tipo di pubblico potesse utilizzarla, indipendentemente dall'età. È stato sviluppato per un centro commerciale, come una delle sue attrazioni.

Il primo riferimento che abbiamo ricevuto dal cliente è stata questa versione di Simon Says che poteva essere suonata con i piedi delle persone. Fondamentalmente abbiamo dovuto replicare questa idea.

Abbiamo cercato giochi/piattaforme simili e abbiamo trovato molte piste da ballo, la maggior parte funziona con la luce ma non con il suono. Abbiamo anche trovato grandi pianoforti per i piedi, quindi abbiamo pensato che potesse venire fuori qualcosa di interessante dall'aggiunta della funzionalità dello strumento musicale. Per amore della musica!

Abbiamo anche considerato la forma della piattaforma. Quasi tutte le piste da ballo che abbiamo trovato erano rettangolari, con imbottiture quadrate. C'è un'eccezione che ha pad circolari. Volevamo dare una sensazione diversa alla nostra piattaforma mantenendo l'aspetto modulare dei quadrati, ecco perché abbiamo deciso di utilizzare gli esagoni.

Durante la ricerca di progetti con forme esagonali, abbiamo trovato questo. L'idea di creare forme esagonali era eccitante per noi… non avevamo idea di cosa sarebbe successo.

Avevamo un obiettivo più chiaro:

• Simon Says gioco
• Strumento musicale
• Pastiglie esagonali

Passaggio 1: materiali

Per ogni Pad:

1.5) Metro di striscia Neopixel

1) Finecorsa industriale

1) Acrilico opalino spessore 1 cm

1) Esagono in PVC

1) Struttura esagonale in profilo metallico

Generale:

1) LattePanda

1) MUX

1) Fonte di alimentazione 5VDC 50A

1) Pannello di controllo industriale

1) Perma-Proto

1) Caso LattePanda

1) Presa di corrente 5V @2.5a

10) Resistenza 10k ohm

5) Terminale a vite

1) Altoparlante

Cinghie di sicurezza in plastica

Passaggio 2: Scelta di una scheda di controllo

Arduino è la scheda di sviluppo che usiamo da molto tempo. Non ha mai fallito, tuttavia dobbiamo verificare tutti i requisiti per questo progetto:

• Luce: luminosità ad alta intensità e schemi complessi, stiamo usando Neopixels
• Pad: i pad dovrebbero rispondere al passo dell'utente. Abbiamo deciso di andare con gli interruttori.
• Gioco: verrà elaborato da un microcontrollore.
• Suono: All'inizio abbiamo pensato di progettare i nostri suoni con PureData, quindi avevamo bisogno di un computer che potesse eseguire il programma.

Andremo più in profondità in questi argomenti man mano che andiamo avanti, per ora, la parte che dobbiamo risolvere è il suono.

Abbiamo considerato l'utilizzo di PureData perché anche quando puoi generare suoni con Arduino può diventare complicato e limitato a un certo punto, mentre con PD possiamo fare sintesi o una patch per attivare suoni via MIDI. Avevamo bisogno di un computer per eseguire PD e Arduino per controllare tutto il resto.

Abbiamo studiato le opzioni che potevamo ottenere e ci sono piaciute molto le possibilità con la scheda LattePanda: un computer con Windows 10 e un Arduino integrato. Bingo!

LattePanda ha una porta GPIO dove puoi trovare mappati i pin Arduino, attraverso di loro potremmo avere il controllo degli switch e dei neopixel del pad.

La programmazione del gioco avverrebbe anche nella scheda Arduino che è incorporata, che tra l'altro è un Arduino Leonardo.

LattePanda ha un jack 3.5 da cui riceveremo il suono.

Ci sono molte schede che avremmo potuto usare, forse ti starai chiedendo perché non abbiamo usato un Raspberry Pi. Ecco perché:

• Adafruit suggerisce di non controllare Neopixel con RaspberryPie a causa di problemi di clock. Questo è un problema che Arduino non ha.
• La programmazione dei pin GPIO nel RaspberryPie deve essere eseguita tramite Python. Non abbiamo familiarità con il linguaggio di programmazione.
• Anche quando abbiamo potuto combinare un Arduino e un RaspberryPie, volevamo risolvere tutto con una sola scheda.
• RaspberryPie esegue una versione speciale di Windows 10 (IoT Core).

LattePanda è più costoso e ha una comunità di sviluppatori molto più piccola rispetto ad altre schede. Se non sei sicuro di utilizzare un LattePanda puoi anche utilizzare altre schede (Raspy, UDOO, BeagleBone, ecc…), saremo felici di conoscere i tuoi risultati.

Passaggio 3: progettazione e prototipazione della struttura

Punti che abbiamo considerato per progettare la struttura:

• Sopporta il peso di un adulto
• Adatto per l'esterno
• Mantieni l'elettronica al sicuro

Abbiamo deciso di utilizzare profili metallici per la robustezza, il basso costo e la disponibilità del materiale.

La struttura è costituita da due esagoni uniti da sei brevi pali:

Per ogni esagono abbiamo tagliato 12 pezzi di metallo con una smerigliatrice uguale per i pali e poi abbiamo saldato il tutto.

Lo spazio che rimane tra i due esagoni, aiuta a proteggere dall'acqua o da tutto ciò che può causare danni all'elettronica e anche per il passaggio dei cavi.

Passaggio 4: superficie di gradino

Una volta ottenuta la struttura metallica abbiamo dovuto coprire due punti:

• Superficie che tiene al sicuro l'elettronica
• Superficie su cui calpesterà l'utente

Per la superficie che protegge l'elettronica ed è all'interno dell'esagono abbiamo deciso di utilizzare materiale in pvc, non è costoso, è facile da lavorare e può resistere all'acqua in una certa misura.

Per la superficie su cui calpestano gli utenti abbiamo scelto l'acrilico opalino per via della sua interazione con la luce e con uno spessore di 1 cm in modo da poter sopportare il peso di un adulto.

Tagliavamo tutto con una macchina laser era veloce e non costoso. Potete trovare i file allegati

Passaggio 5: installazione delle strisce Neopixel

Abbiamo scelto le strisce impermeabili con 96 neopixel per metro. Adafruit ha una guida dettagliata sui neopixel.

Noi…

• Saldato un resistore da 470 ohm all'inizio di ogni striscia
• Installato la striscia sul bordo interno dell'esagono
• Velcro usato per fissare le strisce al loro posto
• Saldata una prolunga alla striscia che fuoriesce dalla superficie in pvc.

Passaggio 6: installazione dell'interruttore

Abbiamo scelto un interruttore meccanico industriale per attivare i pad. A causa della flessibilità dell'acrilico e poiché l'interruttore è posizionato al centro dell'esagono attraverso il foglio di pvc, la quantità di pressione che l'interruttore deve attivare può essere raggiunta quando l'utente calpesta la superficie acrilica. Abbiamo calibrato quanto alti o bassi dovevano essere gli interruttori con le rondelle.

Passaggio 7: connettore e cavi di saldatura

Ogni esagono ha un interruttore e una striscia LED con un totale di 5 cavi. Questi cavi devono essere collegati ad un circuito di controllo dove tutto sarà concentrato.

Abbiamo usato due connettori XLR; uno per i neopixel (3 cavi) e l'altro per lo switch (2 cavi). Lo scenario ideale sarebbe un solo connettore, ma non potremmo permettercelo, nel caso sia possibile, renderà le cose molto più semplici.

Passaggio 8: preparazione del pannello di controllo

Cosa c'è dentro il pannello di controllo:

• Connettori XLR femmina
• Alimentazione elettrica
• LattePanda

Passaggio 9: circuito di controllo della saldatura e connessioni LattePanda

Gli interruttori sono collegati a un multiplexer a 16 ingressi

I Neopixel sono collegati direttamente ai pin Arduino.

Per il LattePanda abbiamo utilizzato la custodia disegnata dal brand.

Potete trovare il disegno del circuito allegato.

Passaggio 10: collegamento dei pad al pannello di controllo e all'alimentatore

Fissaggio del connettore XLR al pannello

Etichettatura dei connettori

· Saldare i cavi XLR ai connettori a vite

· Fissaggio della fonte di alimentazione, circuito di controllo e LattePanda

· Organizzare i cavi

· Collegamento dei cavi del pad al pannello di controllo

Passaggio 11: programmazione

Per il controllo MIDI abbiamo trovato queste informazioni molto utili

Abbiamo usato questa libreria per Arduino

Abbiamo usato questa patch per PureData

Per i campioni musicali ci sono diverse alternative gratuite nel web

Per il controllo Neopixel abbiamo utilizzato la libreria FastLED

Per il gioco "Simon Says" questo istruttivo è stato davvero utile

Passaggio 12: produzione di una struttura che protegga la piattaforma

Lo scopo principale di questa struttura è:

Mantenere uniti gli esagoni

Proteggere gli esagoni dalle intemperie

Primo Premio al Concorso Audio 2018