המאסטר המציא את Kravox במהלך פרויקט מחקר באוניברסיטת לונד (שוודיה), שמטרתו הייתה להעניק לבקרי כלי נגינה דיגיטליים את התחושה של כלים מכניים מסורתיים. כעת המאסטר רוצה להנגיש את Kravox לכולם כפלטפורמת מוסיקה לניסויים. לשם כך הוא יצר את התדריך המפורט הזה, שיאפשר לכמה שיותר אנשים להשתמש בכלי מוזיקלי חדש ומעניין זה.
משחק Kravox די פשוט. דמיין שאתה משחק עם חפץ רגיל, כמו מטאטא, והאופן בו אתה נוגע בו ומעביר אותו בחלל שולט על האופן בו נוצר הצליל. תוכלו לצפות ולשמוע כיצד לנגן את Kravox, כמו גם את תהליך ייצור הכלי, בסוף המאמר בסרטונים.
כלים וחומרים:
- קרש לחם 50 * 24 חורים -1 יח ';
מחברים זכר -40 פינים -5 יח ';
תקע -40 פינים - 5 יח ';
- פוטנציומטרים 10 kOhm וידיות עבורם - 5 יח ';
-LED 5 מ"מ נוריות סטנדרטיות - 3 יחידות;
- נגדים 150 אוהם - 3 יח ';
- קבל 10 uF - 2 יח ';
- קבל 100 nF - 2 יח ';
-מודול רדיו NRF24L01 - 2 יח ';
-ארדואינו ננו -2 יח ';
-נגדים 220 אוהם -3 יח ';
- לוחות חיישני חיישן MPR121 - 2 יח ';
- ג'יירו דיגיטלי GY-521 MPU 6050 - 1 pc;
- כבלי USB-A ל- USB-C;
-4 מטר (מינימום) של קלטת נחושת ברוחב של 1 ס"מ;
כוח בנק;
-7 מטרים (מינימום) חוטים בצבעים שונים;
-0.2 מטר, צינור התכווצות חום ø = 3 מ"מ;
אביזרי הלחמה;
-Multimeter;
-כלל;
-קניפה;
-Nozhovka;
- צבת;
-קרטון;
-אקדח דבק;
קלטת;
דבק;
-מסטיק משרדי;
קליפים;
שלב ראשון: תיאוריה
Kravox הוא כלי נגינה דיגיטלי חוצה פלטפורמות עם קוד פתוח המורכב משלושה רכיבים - בקר / בקרים, מקלט ותוכנה.
ניתן לחבר עד שלושה בקרי אלחוטי. כל בקר מעבד נתוני כיוון ותאוצה מהגירוסקופ MPU-6050 הדיגיטלי ונתוני מגע משני לוחות חיישני MPR121 המחוברים לארדואינו ננו. הבקר שולח נתונים למקלט באמצעות משדר הרדיו nRF24L01. אם יש צורך להשתמש ביותר מבקר אחד, יש להקצות לבקר השני והשלישי כתובות נפרדות.
המקלט מעביר נתונים שהתקבלו מהבקר / ים למחשב המחובר יחד עם נתונים שנאספו מכמה פוטנציומטרים.קוד המקלט שסופק מאפשר ליצור קשר עם שלושה בקרים, אך הוא יעבוד רק עם אחד או שניים ללא הגדרות.
הנתונים מהמקלט מעובדים בתוכנית הכתובה כי פלטים נשמעים.
היופי של קרווקס הוא שניתן לכוונן את צורתו, איך שזה נשמע ואיך לנגן אותה. זה נתן לאשף האפשרות לפתח גרסה קלה להעתקה של Kravox לשיעור זה.
שלב שני: צור לוח בקר
בשלב הבא, האשף מסביר כיצד לעשות זאת אלקטרוניקה בקר צעד אחר צעד מהפרטים לעיל.
אם אינך בטוח היכן להלחם את הכבל, אתה תמיד יכול לחזור לתרשים המעגל ולבדוק אם הרכיבים מחוברים נכון.
השלב הראשון הוא לחתוך את קרש הגישה והמחברים ולהרכיבם יחד עם קבל קטן וגדול, המסייעים להגדיל את אמינות משדר הרדיו.
חותכים את הלוח בסכין שירות
חתוך את המחברים עם מסור (האדון הניח אותם על הספר כדי ליישר אותם מהשולחן)
התקן את המחברים על קרש הגישה והלחמה. אתה יכול כבר לחבר כל זוג אנשי קשר של שניים
מחברים ארוכים הסמוכים זה לזה. לשאר, די פשוט לחבר אותם עם הלחמה קטנה - רצוי ליצור קשרים אשר בהתאם לתרשים המעגל לא יחוברו אחר כך. בעת קבלת הלחמה, שימו לב לקוטביות של הקבל האלקטרוליטי של 10 מיקרו-פארדים (הגדול מבין השניים). בצד אחד תהיה רצועה וככלל, רגל קצרה יותר. יש לחבר את הצד הזה לקרקע. קבל 100 ננו-פארד הקטן יותר אינו מקוטב וניתן להלחם אותו בכל דרך.
יתר על כן, נגדי ה LED הם מולחמים. שימו לב לקוטביות של הלד: לצד אחד בדרך כלל יש רגל קצרה יותר. יש לחבר את הצד הזה לקרקע בשלב הבא. חוט כחול מוחדר לרגל השנייה. הקצה השני של החוט מולחם למחבר אליו מחובר סיכת הארדואינו D3.
בשלב הבא, כל כבלי החשמל האדומים והכחולים מותקנים. אדום עבור 3.3 וולט וכחול לקרקע (GND).
שלושה לוחות חיישנים מתקשרים באמצעות פרוטוקול I2C (מעגל משולב). המשמעות היא שכולם יכולים להיות מחוברים לאותם שני סיכות ארדואינו, כך שאנו מלחמים את החוטים הצהובים והירוקים לחיישנים ולסיכות ה- Arduino A4 ו- A5. עליך גם להרכיב כבל לבן כדי לחבר את אנשי הקשר המפריעים לג'יירו.
משדר הרדיו מתקשר באמצעות פרוטוקול SPI (סדרתי)
ממשק היקפי), הדורש חיבורים רבים יותר מ- I2C, האשף מוסיף חוטי שחור, אפור, חום, סגול וכתום.
עכשיו הגיע הזמן להכין את הרכיבים. בנוסף להלחמה על מחברי סיכות, אם לא
מולחם, אתה צריך לשים לב במיוחד ללוח החיישנים! עבור דגמים זולים מסין, סיכת הכתובת מקורקעת בצורה קשיחה ללא נגדי ביניים, לכן עליכם לחתוך פיזית את החיבור הזה בתחתית הלוח בסכין. חתוך בין שתי רפידות ליד המקום בו כתוב ADD. האשף ממליץ לצלצל עם מולטימטר כדי לוודא שאנשי הקשר אינם מחוברים.
כאשר לכל החלקים מחברים מולחמים והלוחות חיישנים מוכנים, תוכלו לחבר את ארדואינו ננו, גירוסקופ, שני לוחות חיישנים ומודול רדיו ללוח הבקר.
שלב שלישי: הורד קוד
לאחר בדיקה כפולה, אם הכל מחובר נכון, השלב הבא הוא להוריד את הננו Arduino שסופק, אך לפני שתוכלו לעשות זאת, תצטרכו להתקין את הספריות לגירוסקופ, לוחות חיישני חיישנים ומשדר רדיו. אם אתה חדש בספריות ארדואינו, למד כיצד להתקין אותן.
לג'יירו MPU6050 דרושים את הספריות I2Cdev.h ו- MPU6050_6Axis_MotionApps20.h, שניתן להוריד.
עבור לוחות מגע MPR121, יש צורך בספריית Bare Conductive MPR121.h, שניתן למצוא. יש לפחות שתי גרסאות של הספריה. הקפד להתקין את הגרסה שפותחה על ידי Bare Conductive, ולא את הגרסה שפותחה על ידי Adafruit.
לוח משדר הרדיו NRF24L01 דורש את ספריות nRF24L01.h ו- RF24.h TMRh20, שניתן להוריד. שימו לב: ישנן לפחות שתי גרסאות של ספריות אלה עם אותו שם. הקפד להתקין את TMRh20 שפותח, ולא את איבר המניאק.
לאחר התקנת הספריות, תוכלו להוריד את קוד ה- Kravox-Controller.
על מנת לבדוק אם הבקר עובד, תוכלו לאפשר לו להוציא נתונים מחיישני מגע וגירוסקופ דרך צג סדרתי. לשם כך עליכם לערוך את החלק האחרון בקוד הנמען לפני ההורדה: על ידי הסרת סימן ההערה בתחילת (/ *) ובסוף (* /) שלו (ראו תמונה)
לאחר הורדת הקוד עם אפשרות זו, עליכם לפתוח את המסך הסידורי ולהגדיר את קצב הבאוד (קצב נתונים) עבורו ל 115200. כעת תוכלו לראות את הנתונים מהחיישנים, שמשתנים כאשר מועבר לוח הבקרה ונוגעים באנשי הקשר, מלוחות MPR121 המסומנים מ- 0 ל- 11.
אם שום דבר לא עובד או שרק אפסים מתקבלים, עליך לבדוק היטב את החיווט ולהשוות אותו לתרשים לעיל. אם אתה מקבל את האות השגוי מהצג הסורי, עליך לבדוק אם שיעורי העברת הנתונים מוגדרים כראוי.
שלב רביעי: כוח לוח
עבור חשמל, אתה צריך לחבר את לוח הבקרה לבנק.
אם הבנק לא נכבה אוטומטית לאחר זמן מה, לוח הבקר סיים ותוכלו לעבור ללוח המקלט. אחרת, עקוב אחר השלב הבא.
שלב חמישי: לפתור את בעיית הכוח
באופן עקרוני לוח הבקר מוכן, אך בנקים מסוימים יכבו אוטומטית לאחר מספר שניות כאשר הם מחוברים ללוח הבקר, מכיוון שהוא צורך מעט חשמל. כפתרון, אתה יכול פשוט להוסיף שלושה נגדים 220 אוהם במקביל בין סיכות ה- 5V וה- GND של הארדואינו.
לאחר חיבור מחדש של הרכיבים, (בהחלט) לוח הבקר המוגמר נראה כך.
שלב שישי: צור לוח מקלט
בשלב זה, האשף יראה לכם כיצד להכין את לוח המקלט. התהליך דומה מאוד להכנת לוח בקר.
ראשית עליכם לקצץ את קרש הגישה והמחברים. לאחר מכן התקן את הקבלים. אתה יכול להשוות שלב זה עם השלב הראשון של יצירת לוח בקר למידע נוסף.
בשלב הבא עליך להוסיף את כל החוטים האדומים והכחולים. אדום עבור 3.3 וולט וכחול לקרקע (GND).
חיווט לתקשורת SPI.
לוח המקלט מוכן, אך לפני שתעלה את קוד ה- Kravox-Receiver ל- Arduino Nano, עליך ליצור תחילה ממשק למקלט.
ואז האשף מראה כיצד ליצור ממשק עם 4 פוטנציומטרים ונורית לד למקלט. הממשק מחובר, כמו באיור הראשון, ויחובר ללוח המקלט, כפי שניתן לראות באיור השני.
הנוהל הוא כדלקמן, ראשית עליך לקחת צרור של 8 כבלים ולהלחם 5 מהם למגעים האמצעיים של הפוטנציומטרים. רצוי להשתמש באותם צבעים כמו בתרשים כדי לא להתבלבל.
לאחר מכן, עליכם לחתוך את קצה הגישה 2 שורות של 17 חורים ומחבר זכר עם 17 פינים. חבר את הכבלים והמחבר ללוח. שימו לב לתרשים שלמעלה כדי לוודא שאתם מחברים את הכבלים במקומות הנכונים.
עכשיו אתה צריך להלחין חוטים כחולים (קרקעיים) לאחד המגעים של כל הפוטנציומטרים. הלחמת LED כחול עם נגן מגביל זרם של 150 אוהם.
חוטים ירוקים בהלחמה.
הממשק המוגמר אמור להיראות כך (תמונה 1) וניתן לחבר אותו ללוח המקלט כך (תמונה 2).
שלב שביעי: קוד
זמין כעת להורדה למקלט Arduino Nano.
כדי לבדוק, עליך לבצע שוב התאמה קטנה לקוד לפני ההורדה. כברירת מחדל, המקלט מציג את נתוניו בפורמט שניתן לפרש כנתונים טהורים, אך אינו מציג מידע שימושי על צג סדרתי. עם זאת, באפשרותך לשנות התנהגות זו בקוד שלך על ידי עריכה (הוספת // לפני) השורה # הגדר WRITE_AS_BYTES ו (הסרת // לפני) השורה // # הגדרת PRINT_VIA_SERIAL_MONITOR.
שלב שמונה: מקרה
בהמשך לרצועת הנחושת, המאסטר מייצר חיישן.
כדי לטעון את המקרה, המאסטר משתמש בתיבות ריקות.
המאסטר מצייר קרטון. חותך 24 רצועות נחושת ומהדק על קרטון.
יתר על כן, המאסטר חותך קרטון 2 * 24 חורים רוחב ואת המחבר הזכר 24 פינים לגודל וממכר 24 חוטים אליו. החוטים באמצע צריכים להיות לפחות 10 ס"מ. ככל שמתרחקים מהמרכז, אורך החוטים גדל. לדוגמה, אם אתה משתמש בסרט נחושת ברוחב של 1 ס"מ והמרחק בין האלקטרודות 3 מ"מ, אורך החוט צריך להגדיל ב- 1.3 ס"מ, כמוצג להלן: 10 / 11.3 / 12.6 / 13.9 / 15.2 ...
עכשיו אתה יכול להלחם את הקצוות השנייה של החוטים לרצועות הנחושת ולאטום את הרצועות באמצעות סרט.
מדביק את החיישן לגוף ואז מדביק אליו גוף אחר (לצורך אימות).
מכסה את גב לוח הבקר עם קרטון.
מתקין נוריות לד ובנק חשמל. עליכם לסדר את בנק החשמל כך שתוכלו לחבר ולנתק את כבל ה- USB, מכיוון שככה הבקר נדלק ומכבה. חבר גם את ממשק המגע ללוח הבקר והכניסו לתיבה.
עושה חיתוך לכבל ה- USB-A-USB-C בצומת שתי התיבות, מושיט אותו ומחבר אותו לארנווינו ננו.
כעת הבקר מוכן.
המאסטר מתקן את התיק בעזרת מסטיק למכשירי כתיבה. אם לאחר מכן מתעוררות בעיות עם חיישנים המאתרים מגע כאשר הם אינם קיימים, עליכם לשים חומר בידוד, כגון סרטים, וכדומה בין הדיור הרגיש למגע, הלוח המעגל והחוטים. חבר את הכוח מבלי לגעת בחיישנים.
שלב תשיעי: יצירת תיק מקלט
עכשיו אתה צריך ליצור דיור עבור המקלט. האשף חותך מספר חורים עגולים לפוטנציומטרים ונורות LED.
זה מדביק את לוח המקלט, LED, פוטנציומטרים בורג. מגדיר את הידיות.
שלב עשר: השלם
עכשיו כשכל הציוד מותקן, הגיע הזמן לנגן מוזיקה! לשם כך אתה זקוק לתוכנה שתוכל לחבר אליה ציוד. עבור Kravox, מדובר בתוכנת Pure Data Vanilla, אותה תוכלו להוריד בחינם.
לאחר התקנת Pure Data במחשב, עליך להריץ אותם ולפתוח את הקובץ Kravox.pd. לתשומת לבך, יש לשמור אותה במחשב שלך באותה תיקיה כמו תיקיית דוגמאות התוף איתה היא מסופקת - אחרת Pure Data לא יוכל למצוא את הקבצים.
ברגע שממשק התוכנית Kravox.pd ייפתח, עליך לפתוח את החלון כמו בתמונה ולהתקין את ארבעת ההתקנים החיצוניים שנקראים בחלון זה. התקנתם היא פשוטה, פשוט לחצו על "עזרה" בתפריט "נקי נתונים", בחרו "מצא חפצים נוספים באינטרנט" (זה עשוי להיות מעט שונה), מצא "קומפורט", "צוקס", "פרייברב" ו"מערער ". "אחד אחד והתקין את הגירסה האחרונה. כעת, ארבעת האובייקטים המסומנים כמקומפורט, אריזה מחודשת, חופשיים ומערכים צריכים להיות בעלי מתאר מוצק, כמו באיור למטה. יתכן שתצטרך להפעיל מחדש את Pure Data לשם כך.
לאחר התקנת מכשירים חיצוניים, אתה יכול לחבר את המקלט באמצעות USB. אם שינית את הקוד בחלק 4 כדי להשתמש במקלט עם צג הסידורי Arduino, עליך לבטל תחילה שינוי זה ולהעמיס את קוד המקור למקלט Arduino Nano לפני חיבור וסגירה של Arduino Serial Monitor.
כעת התבונן בחלון Pure Data. אם אתה רואה זרם נתונים שמתעדכן במהירות, זה נהדר, אך ככל הנראה הוא יראה לך הודעה אדומה במקום זאת כמו זו שבתמונה הראשונה, שמתעדכנת כל שתי שניות.
הטקסט האדום אולי קצת שונה, אך עדיין זה אומר ש- Pure Data טרם הצליח להתחבר למקלט שלך. הסיבה לכך היא שהתוכנית צריכה לציין לאיזה יציאת USB לחיבור. ניתן לתייג יציאות USB באופן שונה במכשירים שונים: ב- MacBook Pro לשנת 2014, Pure Data מזהה את שתי יציאות ה- USB כיציאה טורית 3, ללא קשר לאיזה מקלט אתה מתחבר. ואז הקוסם השתמש ב- Kravox עם כרית Lenovo Yoga עם יציאת USB אחת עובדת בלבד, אשר הוגדרה כיציאה טורית 6. במערכת Windows, היציאות מכונות 8 ו- 9. האשף ממליץ רק לנסות ולברר איזה מספר יציאת ה- USB עובדת במכשיר שלך. . הוא יצר דיאלוג כחלק מממשק Kravox.pd (תמונה שנייה), שם תוכלו פשוט ללחוץ על המספרים עד שהמכשיר יעבוד. אתה יכול גם לנסות את הלחצנים "הצג יציאות זמינות" ואת הלחצנים "הצג התקני USB מחוברים".
אז אתה צריך ללחוץ על "שמור" כך ש Pure Data ינסה להתחבר ליציאה זו בפעם הבאה באופן אוטומטי.
אם קוד הבקר נערך, עליך לטעון מחדש את הקוד.
נותר לחבר את לוח הבקר לאספקת החשמל. כשתעשה זאת, יש לסגור את מארז ממשק המגע סביב הלוח, וחלק המגע של המתחם לא צריך לגעת בידיים שלך או בכל דבר אחר.
הכל מוכן, ניתן לצפות במידע נוסף בסרטון.