Comment faire un gant de piano à air sans fil : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Objectifs et fonctions:

Notre projet de technologie portable consiste à créer un gant de piano à air sans fil avec des lumières synchronisées utilisant une électronique de base, un micro-contrôleur tel qu'un HexWear et un ordinateur portable avec les logiciels Arduino et Max 8. Les utilisations de notre projet sont de jouer des notes de piano via un haut-parleur Bluetooth en déplaçant les doigts sans être connecté à un système fixe ou à un instrument réel, ainsi que de faire défiler une sélection de choix d'instruments afin que toutes leurs notes ou sons puissent également être joué via le gant sans fil sur commande.

La façon dont ce projet fonctionne est que lorsque vous portez le gant de piano à air, chacun des quatre doigts connectés contient un capteur de flexion qui détermine si un doigt est plié. Lorsqu'un doigt est plié, la LED sur ce doigt correspondant s'allume pour informer l'utilisateur que ce doigt a été suffisamment plié, et en utilisant le logiciel Max 8, une note correspondante sera jouée à partir de l'ordinateur. Ainsi, chaque doigt correspond à une note unique et l'utilisateur pourra jouer sans fil de la musique depuis une source externe via ce gant sur sa main. En utilisant le logiciel Max 8, cela ne limite pas le gant à jouer uniquement de la musique de piano, d'autres sons uniques peuvent être joués à partir de chaque doigt correspondant, permettant à tout utilisateur de manipuler les types de sons qu'il souhaite.

Liste des matériaux requis:

• Capteurs de flexion courte Adafruit (4),
• Modules de rétroéclairage à LED blanches Adafruit (4),
• 100 kΩ résistances (4)
• Résistance 1kΩ (1)
• Kit de microcontrôleur HexWear,
• Câble micro USB vers USB
• Batterie externe se connectant à une sortie micro USB
• piles AAA
• Gant avec tissu extensible
• Ordinateur portable avec le logiciel Arduino IDE et Max 8 installé
• Fer à souder et soudure
• Ruban adhésif, ruban électrique et attaches torsadées
• Fil gratuit, coupe-fil et pince à dénuder
• Haut-parleur Bluetooth, ou un haut-parleur et un cordon AUX
• Gaine thermorétractable et gaine thermorétractable
• Pinces à sertir
• Carte de circuit imprimé mince,

Étape 1: Construire le circuit

Le circuit principal est celui qui implique plusieurs diviseurs de tension en parallèle. Il comprend également des capteurs de flexion, qui sont des résistances dont les résistances changent en fonction du degré de flexion dans une direction. Lorsqu'un capteur flexible est plié, sa résistance augmente d'environ 25 kΩ à 100 kΩ, et la tension lue à ses bornes augmente également.

Cependant, étant donné que notre conception utilise quatre capteurs flexibles, quatre LED et un compagnon Bluetooth, nous devons également utiliser un extenseur de port en raison du nombre limité de ports disponibles sur le HEXWear. Nous connectons les quatre capteurs flex via des entrées analogiques sur le HEXWear, le compagnon Bluetooth aux broches TX et RX, et connectons l'extenseur de port MCP23017 aux broches SDA et SCL qui alimenteront ensuite les LED.

Voir le schéma de circuit ci-joint pour plus de détails. (Notez que le Vcc dans les schémas correspond aux broches Vcc sur le HEXWear. Celles-ci peuvent être connectées en parallèle s'il n'y a pas assez de broches disponibles, ou une source d'alimentation externe d'une tension similaire est également une autre option viable)

Étape 2: Installation de bibliothèques supplémentaires:

En raison du fait que nous avons utilisé un HEXWear, des bibliothèques supplémentaires doivent être installées afin d'utiliser correctement le logiciel Arduino. Veuillez utiliser les instructions suivantes pour ce faire:

1) (Windows uniquement, les utilisateurs Mac peuvent ignorer cette étape) Installez le pilote en visitant https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Téléchargez et installez le pilote (le fichier.exe répertorié à l'étape 2 sur en haut de la page RedGerbera liée).

2) Installez la bibliothèque requise pour Hexware. Ouvrez l'IDE Arduino. Sous "Fichier", sélectionnez "Préférences". Dans l'espace prévu pour les URL du gestionnaire de cartes supplémentaires, collez https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… cliquez sur « OK ». Allez dans Outils -> Carte: -> Gestionnaire de carte. Dans le menu en haut à gauche, sélectionnez « Contribué ». Recherchez, puis cliquez sur Gerbera Boards et cliquez sur Installer. Quittez et rouvrez Arduino IDE.

Pour vous assurer que la bibliothèque est correctement installée, accédez à Outils -> Carte et faites défiler jusqu'en bas du menu. Vous devriez voir une section intitulée "Gerbera Boards", sous laquelle devrait au moins apparaître HexWear (sinon plus de boards comme mini-HexWear).

Étape 3: Création de l'esquisse Arduino

L'esquisse Arduino lit les valeurs de tension sur les résistances en série du circuit et décide si un seuil établi a été atteint ou non. Si le seuil est dépassé, HexWear allume la LED correspondante et envoie un signal de code ASCII à l'ordinateur portable, qui peut être lu et mappé à une note par Max 8 dans une étape ultérieure. En utilisant les configurations de câblage correspondantes dans les schémas de circuit, toutes les broches nécessaires sur le HexWear ont été correctement définies.

Nous avons remarqué que la valeur seuil notée dans le croquis n'était pas toujours cohérente entre les différents HEXWears. Une recommandation que nous avons est d'utiliser le traceur série pour déterminer la valeur analogique lue par le capteur de flexion et indiquer comment cette valeur change à partir du moment où elle est dépliée par rapport à être pliée. Ensuite, vous pouvez l'utiliser pour définir votre propre valeur de seuil qui répond correctement au comportement du capteur de flexion dans votre circuit.

Étape 4: Créer le patcher Max 8

Le patcher Max 8 mappe les entrées de clavier ou les signaux reçus via le canal Bluetooth d'un ordinateur portable aux sorties de notes instrumentales. Le patcher Max 8 que nous avons utilisé dans notre projet est joint et disponible en téléchargement.

Lorsque vous utilisez Max, suivez ces étapes pour connecter votre compagnon Bluetooth à Max:

• Confirmez que le croquis est verrouillé (le verrou en bas à gauche doit être fermé)
• Confirmez que le « X » au-dessus de l'objet métro est éteint (gris et non blanc)
• Appuyez sur le bouton d'impression entrant dans l'objet série et regardez les ports disponibles sur la console Max
• Déterminez le bon port par le module Bluetooth étiqueté, et si plusieurs sont disponibles, essayez chacun jusqu'à ce que vous puissiez confirmer lequel fonctionne
• Tout au long de ce processus, votre module Bluetooth devrait clignoter en rouge et lorsqu'il fonctionnera correctement, il se transformera en une avidité solide.
• Continuez d'essayer jusqu'à ce que le voyant vert apparaisse sur le bluetooth
• Une fois connecté, verrouillez votre croquis et appuyez sur le « X » au-dessus de l'objet métro pour commencer à écouter les communications Bluetooth.

Étape 5: Souder l'extenseur de port, les voyants et le Bluetooth Mate

En raison de la grande quantité de fils et d'autres composants électriques de notre projet censés s'adapter sur un gant, les étapes de soudage suivantes sont laissées plus ouvertes à l'interprétation de l'utilisateur.

Pour connecter de manière robuste l'extenseur de port MCP23017, nous avons soudé ses connexions à une carte de circuit imprimé mince que nous avons pu placer sur notre gant. Nous avons soudé des fils sur nos LED, puis soudé les extrémités respectives à la terre ou à la carte de circuit imprimé la connectant aux broches étiquetées correctes de l'extension de port. Nous avons ensuite utilisé cette même maquette pour connecter l'alimentation à notre compagnon Bluetooth en parallèle avec l'alimentation que nous avons fournie à la neuvième broche de l'extenseur de port.

Nous avons utilisé le thermorétractable et du ruban électrique à tous les endroits où il y avait du fil dénudé. Nous avons joint des photos pour donner une meilleure idée de la façon dont nous avons procédé nous-mêmes, mais notez que vous êtes libre d'utiliser la technique la plus efficace pour vous.

Étape 6: Souder les capteurs Flex

Semblable à l'étape précédente, cette étape n'est pas aussi contraignante et la soudure peut être effectuée de la manière qui semble la plus efficace.

Pour permettre la plus grande liberté de mouvement pour notre projet, nous avons soudé des fils aux deux extrémités de notre capteur flexible, puis utilisé un thermorétractable pour couvrir toutes les parties du fil exposé de la même manière que nous l'avions fait avec les LED.

Étape 7: connexion au HEXWear, y compris à l'aide d'une source externe

Pour connecter cette pléthore de fils directement au HEXWear, nous avons utilisé des connecteurs à sertir et les avons ensuite vissés directement sur les différents ports de notre HEXWear. De cette façon, nous avons assuré une connexion directe à chacun de nos ports et avons pu facilement les supprimer si nous voulions créer de nouveaux projets pour notre HEXWear.

Nous avons également connecté une petite source d'alimentation externe pouvant contenir trois piles AAA pour fournir une alimentation suffisante à notre HEXWear. Nous avons épinglé cette source d'alimentation externe à un bracelet pour nous assurer qu'elle était toujours connectée et qu'elle n'entravait pas de manière significative les mouvements.

Étape 8: attacher tout sur le gant

Enfin, vous voudrez tout attacher correctement à votre gant pour que votre produit soit vraiment portable. Vous voudrez connecter chaque capteur flexible à un doigt correspondant, en annulant le pouce en raison de l'impraticabilité de son utilité, et connecter la LED correspondante qui s'allume au capteur flexible sur ce même doigt. Le moyen le plus efficace que nous ayons trouvé pour assurer une flexion correcte du capteur de flexion était du ruban adhésif, mais le coudre sur le gant à l'aide d'un morceau de tissu supplémentaire fonctionnera tout aussi bien.

Vous devrez ensuite connecter le HEXWear, l'extension de port et le Bluetooth au même gant. Nous avons remarqué qu'il était également très efficace d'épingler la source d'alimentation externe à un bracelet pour permettre une plus grande mobilité et ne pas inhiber la mobilité/la portabilité. Comme pour les autres composants, nous vous recommandons d'utiliser des attaches torsadées pour envelopper tout excès de fil afin de consolider l'espace.

Assurez-vous d'avoir des connexions soudées solides et aucun fil exposé afin qu'il y ait une grande flexibilité et liberté pour placer les composants où ils doivent être afin que le produit soit aussi esthétique que possible.

Étape 9: Déboguer et profiter

Tout au long de ce processus, il existe une grande possibilité d'erreur, nous vous recommandons donc de vérifier que vos composants fonctionnent comme prévu de manière cohérente tout au long du processus. Cela signifie utiliser systématiquement le moniteur série sur le croquis Arduino pour confirmer que les lectures de votre capteur flex sont cohérentes, en vérifiant qu'après que tout soit soudé, il existe une connexion solide et qu'il fonctionne toujours correctement, et qu'il n'y a pas de fils exposés. En raison de la grande quantité de composants électriques dans un très petit endroit, les fils exposés seront votre plus grand ennemi.

Une fois que vous avez réussi à construire un gant de travail, profitez-en ! Amusez-vous avec votre projet et n'hésitez pas à changer vos sons de piano pour tout autre échantillon que vous souhaitez avoir un instrument de technologie portable vraiment unique !