Biodata Sonification: 36 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Bumuo ng mga tala ng MIDI batay sa mga pagbabago sa Galvanic Conductance sa dalawang probe.

Para sa pinakabagong bersyon ng code at na-update na mga tutorial mangyaring pumunta sa electricalforprogress.com at suriin ang aking proyekto sa github

Hakbang 1: Solderless Breadboard

Ang isang pangunahing tool sa eksperimento sa electronics ay ang Soldless Breadboard. Pinapayagan ang mga gumagamit na kumonekta nang magkakasama ang mga sangkap at madaling mai-configure muli, pinapayagan ng Breadboard ang mga bagong dating sa electronics at mga bihasang inhinyero na mag-prototype ng mga disenyo at madaling kumonekta sa mga elektronikong system.

Ang mga Breadboard ay may isang serye ng mga butas na konektado sa kuryente. Tumatakbo ang mga pahalang na hilera sa kabuuan ng Breadboard sa Terminal Strips na 5 mga puntos na konektadong puntos at minarkahan ng mga titik na abcde at fghij. Ang isang malaking hatiin sa gitna ng breadboard ay naghihiwalay sa mga pahalang na hilera, pinapabilis nito ang paggamit ng Dual Inline Package (DIP) microchips. Sa mga gilid ng breadboard ay may mga patayong haligi ng mga butas, karaniwang minarkahan ng mga linya ng Pula at Asul. Ang mga patayong haligi na ito ay madalas na ginagamit para sa mga koneksyon ng kuryente (positibong boltahe at lupa), at tinatawag na 'Bus'. Dadalhin namin ang lahat ng aming mga koneksyon na Positive at Ground sa mga Bus na ito sa bawat panig ng breadboard. Sa susunod na hakbang ay isasama natin ang mga Ground at ang Positibong Bus sa bawat panig ng breadboard.

Upang 'ikonekta' ang dalawang mga elektronikong sangkap, inilalagay lamang namin ang mga lead (o 'mga binti') ng mga bahagi sa katabing pahalang na mga butas. Pinapayagan nito ang isang gumagamit na kumonekta sa maraming mga bahagi nang magkasama gamit ang bawat pahalang na hilera ng 5 puntos.

Hakbang 2: Ipasok ang 555 Timer

Ang 555 timer ay isang 8 pin DIP microchip, na iko-configure namin bilang isang astable multivibrator na may kakayahang sukatin ang koryenteng kondaktibiti. I-orient ang chip upang ang Pin 1 ay nasa itaas - makikita mo ang isang maliit na bilog malapit sa pin 1 sa chip, tingnan din ang diagram na tumutukoy sa bawat isa sa mga pin sa 555 Timer.

Ilagay ang 555 timer sa ilalim ng Breadboard. Ang breadboard ay nakaayos na may isang puwang pababa sa gitna, ang microchip ay dapat sumaklaw sa puwang na ito. Ang mga hilera ng breadboard ay bilang, ilalagay namin ang 555 timer sa mga hilera 27, 28, 29, at 30, na may pin 1 sa hilera 27.

Hakbang 3: I-pin ang 1 sa Ground

Ikabit ang 555 Pin 1 sa Ground, magdagdag ng isang jumper wire mula sa row 27 na haligi A sa Ground Bus.

Hakbang 4: Timing Capacitor C1

Ikonekta ang tiyempo Capacitor C1 (0.0042uF) sa pagitan ng Pin 1 at Pin 2 ng 555 Timer. Ipasok ang maliit na asul na capacitor sa mga hilera 27 at 28 sa haligi B.

Itinatakda ng capacitor na ito ang pangkalahatang saklaw ng dalas ng timer, dito ginagamit namin ang isang napakaliit na halaga upang makuha ang pinakamataas na resolusyon ng mga pulso mula sa 555 habang sinusukat namin ang mga pagbabago-bago sa electric capacitance sa kabuuan ng dalawang mga probe.

Hakbang 5: Pag-decoupling Capacitor C2

Ikonekta ang mataas na dalas ng decoupling capacitor C2 (1uF) sa positibong 555 Timer at ground, mga pin 1 at 8 sa hilera 27, haligi D at G.

Maaari itong maging kapaki-pakinabang upang i-trim ang mga binti ng capacitor, para sa isang mas mahusay na magkasya sa breadboard, ngunit mag-ingat na mag-iwan ng sapat na puwang para sa mga binti na maabot ang microchip at ganap na kumonekta sa mga socket ng breadboard.

Hakbang 6: Pag-decoupling ng Electrolytic Capacitor C3

Ikonekta ang mababang pagbawas ng dalas ng Electrolytic Capacitor C3 (41uF) sa positibo at ground na 555 Timer, mga pin 1 at 8 sa hilera 27, haligi C at H.

Tandaan na ang mga electrolytic capacitor ay nai-polarised, kinikilala ang negatibong dulo na may isang puting guhit pababa sa gilid ng takip; tiyakin na ang negatibong bahagi ng capacitor ay pupunta sa Pin 1 (Ground) na haligi C at ang positibong bahagi ng capacitor ay pupunta sa haligi ng Pin 8 (Positibo) na H.

Hakbang 7: LED Output

Idagdag ang Red LED sa output pin 3 ng 555 Timer Row 29 pin A at sa buong Ground Bus. Ilagay ang mas mahabang lead ng LED (anode) sa Row 29 Column A, na may mas maikling paa ng LED sa isa sa mga butas ng Ground Bus.

** - Ang mga LED ay naka-polarize at dapat na ipinasok sa tamang oryentasyon. Ang LED's Cathode leg (negatibo) ay maaaring makilala sa pamamagitan ng isang pipi na gilid sa gilid ng LED, at ang positibong Anode ay maaaring makilala ng mas mahabang binti. Ang polarity at kulay ng LED ay maaaring makilala gamit ang isang simpleng pindutan ng baterya, sa pamamagitan ng pag-slide ng baterya sa pagitan ng mga LED lead, makikita mo ang LED glow o hindi, subukang i-on ang baterya sa iba pang direksyon. Ang LED ay mag-iilaw kapag ang baterya + (malawak na patag) na dulo ay konektado sa Anode (mas mahabang binti) at ang baterya - (mas maliit na pindutan) ay konektado sa Cathode Ground leg. Grab isang baterya ng pindutang CR2032 3v at subukan ito!

Matapos mong makuha ang lahat na gumagana sa huling hakbang, maaari kang bumalik at i-trim ang mga binti ng LED kung ninanais.

PAUNAWA: sa ilalim ng lahat ng normal na pangyayari, ang isang risistor ay maidaragdag sa pagitan ng output pin at ng LED. Upang gawing simple ang pagbuo ng kit na ito, ang kasalukuyang paglilimita ng mga resistor ay tinanggal. Nagsama kami ng mga resistors para sa bawat LED sa kit. Ang mga nabagong tagubilin kabilang ang kasalukuyang naglilimita ng mga resistor ay ibibigay bilang isang apendiks.

Hakbang 8: Jumper 555 Trigger to Threshold

Ikonekta ang isang Jumper wire sa pagitan ng Pin 2 at Pin 6 ng 555 Timer Row 28 haligi D sa Row 29 Column G.

Nakakabit nito ang threshold at ang mga trigger pin ng 555 timer, na bumubuo sa koneksyon sa pag-input para sa pangunahing elektrod.

Hakbang 9: Ang Jumper 555 I-reset sa V +

Ikonekta ang Pin 4 ng 555 Timer sa Positive Bus gamit ang Jumper wire Row 30 Column D sa Positive Bus

Ikonekta ang Pin 8 ng 555 Timer sa Positive Bus gamit ang isang Jumper wire Row 27 Column I sa Positive Bus

(magdagdag ng imahe at hakbang para sa 555 VCC sa V +)

Hakbang 10: Paglabas ng Resistor R1 100K 555 sa Positibong Bus

Ikonekta ang Resistor R1 (100k) sa pagitan ng Pin 7 ng 555 at ng Positive Bus. Ilagay ang isang bahagi ng Resistor sa Hilera 28 Haligi J at ang kabilang panig ng risistor sa Positive Bus.

Hakbang 11: Probe Input Jack

Ang input ng Probe ay isang 3.5mm mono jack, na kumokonekta sa breadboard sa pamamagitan ng dalawang soldered na pin. Habang ito ay isang masikip na lugar, ang mga header pin na solder sa jack ay magkakasunod sa Row 28 at 29 Column H.

Ang mga header pin ay naidagdag sa mga jacks upang gawing mas madali para sa gumagamit na bumuo ng kit. Mangyaring tandaan na ang labis na stress sa jack o pin ay maaaring maging sanhi ng pinsala sa koneksyon ng solder. Kung ang iyong kit ay walang mga header pin na solder sa jack, mangyaring tingnan ang appendix para sa mga tagubilin sa paghihinang para sa jack at header.

Hakbang 12: Positibong Jumper ng Bus

Ikonekta ang Positive Bus sa magkabilang panig ng breadboard sa pamamagitan ng pagpasok ng Jumper wire sa pagitan ng pinakamataas na pinakamataas na puntos sa kaliwa at kanan (pula) Power Bus.

Hakbang 13: Ground Bus Jumper

Ikonekta ang Ground Bus sa magkabilang panig ng breadboard sa pamamagitan ng pagpasok ng Jumper wire sa pagitan ng pinakamataas na pinakamataas na puntos sa kaliwa at kanan (asul) na Ground Bus.

Hakbang 14: Pagsubok sa Galvanometer

Handa na kaming mag-hookup ng ilang mga baterya at subukan ang Galvanometer na itinayo lamang namin mula sa 555 Timer.

Ipasok ang 3 mga baterya ng AA sa itim na kahon ng Baterya, tiyakin na ang switch ng kuryente sa kahon ay nasa posisyon na 'OFF'. Ikabit ang kahon ng Baterya na pulang kawad sa Positibong Breadboard (pula) na Bus, ikabit ang kahon na Baterya Itim na kawad sa Breadboard Ground (asul) na Bus. Ngayon slide ang power switch sa kahon ng baterya sa 'ON'. Ang LED ay dapat na naiilawan, ipinapakita ang 555 timer ay pinapagana.

Ikabit ang mga puting electrode lead (huwag mag-abala sa paggamit ng mga malagkit na pad) sa 3.5mm jack na kumokonekta sa Galvanometer. Sa pamamagitan ng pagpindot sa mga dulo ng metal button ng mga electrode gamit ang iyong mga daliri, makikita mo ang LED flash batay sa mga pagbabago sa conductivity. Ang pagpindot sa mga electrodes nang napakagaan ay maaaring ipakita ang LED flash on at off nang dahan-dahan, sa pamamagitan ng pagpisil nang husto ng mga electrode ay napakabilis ng pag-flash ng LED, lumilitaw na ang LED ay nananatiling naiilawan o bahagyang lumabo.

Hakbang 15: Ipasok ang ATMEGA328 28pin DIP

Ang iyong MIDIsprout Kit ay may kasamang naka-preprogram na ATMEGA328 micro controller, na may mga piyus na nakatakda sa runn sa 8Mhz sa panloob na oscillator (Mga piyus: Mababang-E2 High-D9 Ext-FF), at naunang na-install sa MIDIsprout firmware. Ang 28 pin DIP na ito ay may dalawang parallel na hanay ng 14 na mga pin.

Ipasok ang 328p chip sa tuktok ng breadboard, na kinikilala ang Pin 1 ng maliit na bilog sa maliit na tilad, sa Rows 1 - 14 na sumasaklaw sa DIP sa kabuuan ng puwang sa Columns E at F.

** Upang madaling magprograma muli at mag-eksperimento, posible na magdagdag ng isang 16Mhz oscillator sa mga pin 9 at 10 ng breadboard, at programa na gumagamit ng isang arduino Uno board na may mga pagbabago ng MIDIsprout code. Ang ATMEGA328 ay maaari ding mai-program muli sa pamamagitan ng ICSP gamit ang isang panlabas na programmer (iba pang arduino) at isang maze ng Jumper wires;)

** Gayundin bilang isang addendum, maaaring maitayo ang MIDIsprout Kit gamit ang mga nakaraang hakbang upang tipunin ang Galvanometer, na may direktang nakalakip na breadboard sa isang Arduino Uno! Manatiling nakatutok…

Para sa sanggunian, ang code ay na-preload sa kasalukuyang bersyon na MIDIsprout:

Arduino Code:

Hakbang 16: Lakasin ang ATMEGA328

Ikabit ang VCC pin sa 328 sa Positive Bus gamit ang isang Jumper sa pagitan ng Row 7 Column A at ang Positive Bus.

Hakbang 17: Ibagsak ang ATMEGA328

Ilakip ang pin na Ground sa 328 sa Ground Bus gamit ang isang Jumper sa pagitan ng Row 8 Column B at ng Ground Bus.

Hakbang 18: Paganahin ang ATMEGA328 (analog)

Ikabit ang analog Voltage pin sa 328 sa Positive Bus gamit ang isang Jumper sa pagitan ng Row 9 Column J at ang Positive Bus.

Hakbang 19: Ibagsak ang ATMEGA328 (analog)

Ilakip ang pin na Ground sa 328 sa Ground Bus gamit ang isang Jumper sa pagitan ng Row 7 Column J at ng Ground Bus.

Hakbang 20: 555 Timer Output sa ATMEGA328 Input

Ikonekta ang output pin mula sa 555 Timer sa Input Pin 4 sa 328 gamit ang isang Jumper wire sa pagitan ng 555 Timer pin 3 Row 29 Column D at Row 4 Column D.

Dito ang digital na output ng 555 ay nagpapalitaw ng isang nakakagambala na pin sa 328, INT0, na sumusukat at naghahambing ng mga tagal ng pulso.

Hakbang 21: Knob

Ang isinamang knob ay dapat ihanda sa pamamagitan ng dahan-dahang baluktot ng tatlong paa nito (yumuko ang lahat nang sabay) upang ang patok ay maaaring tumayo nang patayo. Ipasok ang Knob sa kaliwang bahagi ng breadboard sa Column A Rows 19, 20, at 21.`

Hakbang 22: Knob Wiper sa ATMEGA328 Analog Input

Ikonekta ang gitnang pin ng Knob sa Analog Input (A0) ng 328 gamit ang isang Jumper wire. Maglakip ng isang lumulukso sa pagitan ng Knob Row 20 Column E at 328 (A0 pin) Row 6 Column G.

Hakbang 23: MIDI Jack

Ipasok ang MIDI Jack sa breadboard. Ihanda ang jack sa pamamagitan ng pagkilala sa dalawang matulis na mounting pin na matatagpuan sa harap ng jack ng MIDI at baluktot ang mga ito pataas upang ituro ang harap ng jack ng MIDI. Ilagay ang MIDI jack sa kanang bahagi ng breadboard, na nakaharap ang jack sa kanang bahagi. Ipasok ang MIDI jack sa Column I at J, Rows 18, 19, 21, 23, at 24. Ang limang MIDI jack pin ay magkakasya (snuggly) sa breadboard, mag-ingat na hindi masyadong mapilit.

Hakbang 24: MIDI Data Pin sa ATMEGA328 Tx

Ikonekta ang MIDI Data output pin sa ATMEGA328 serial Transmit (Tx) pin, sa pamamagitan ng paglakip ng isang jumper sa pagitan ng Column F Row 23 (MIDI Data pin 5) at Column B Row 3 (328 Tx).

Hakbang 25: MIDI Power Resistor sa V +

Ikonekta ang isang risistor sa pagitan ng MIDI power pin (4) at V + gamit ang isang resistor na 220 Ohm na konektado sa Column H Row 19 (MIDI power) at ang Positive Bus sa kanang bahagi ng board.

Hakbang 26: MIDI Ground Jumper

Ikonekta ang MIDI Ground pin sa Ground bus gamit ang isang Jumper wire sa pagitan ng Column F Row 21 (MIDI Ground) at ng Ground Bus.

Hakbang 27: Knob Positive Voltage

Ikonekta ang Knob positibong boltahe na pin sa Positive Bus gamit ang isang lumulukso sa pagitan ng Column D Row 19 at ng Positive Bus.

Hakbang 28: Knob Ground

Ikonekta ang Knob Ground pin sa Ground Bus gamit ang isang lumulukso sa pagitan ng Column D Row 21 at ng Ground Bus.

Hakbang 29: Mga LED (pula)

Mayroong 5 mga may kulay na LED sa MIDIsprout na nagbibigay ng isang light show at indikasyon ng estado ng mga tala ng MIDI na nilalaro.

Ikonekta ang LED (pula) Anode - mahabang binti sa Column A Row 5 at ang LED Cathode sa Ground Bus.

** - Para sa pagiging simple, tinatanggal namin ang kasalukuyang naglilimita ng mga resistor sa build na ito, mangyaring tingnan ang apendiks para sa mga hakbang upang maisama ang mga resistor sa mga LED.

Hakbang 30: Mga LED (dilaw)

Ikonekta ang LED (dilaw) Anode - mahabang binti sa Column A Row 11 Ikonekta ang LED (pula) Anode - mahabang binti sa Column A Row 5 at ang LED Cathode sa Ground Bus. At ang LED Cathode sa Ground Bus.

Hakbang 31: Mga LED (berde)

Ikonekta ang LED (berde) Anode - mahabang paa sa Column A Row 12 at ang LED Cathode sa Ground Bus.

Hakbang 32: Mga LED (asul)

Ikonekta ang LED (asul) Anode - mahabang paa sa Column J Row 14 at ang LED Cathode sa Ground Bus.

Hakbang 33: Mga LED (puti)

Ikonekta ang LED (puti) Anode - mahabang paa sa Column J Row 13 at ang LED Cathode sa Ground Bus.

Hakbang 34: 16MHz Crystal Oscillator PlaceHolder

Ang 16MHz crystal oscillator ay dapat idagdag sa pin 9 at 10 ng ATMEGA328 Row 9 at 10 Column C. Ang bahagi ay hindi nai-polarisa at ang kristal ay maaaring ipasok sa mga pin 9 at 10 sa alinman sa oryentasyon.

Hakbang 35: Pack ng Baterya

Ikabit ang pack ng baterya sa breadboard sa pamamagitan ng paglalagay ng pack ng baterya ng Red wire sa breadboard Positive Voltage Bus at ang Back wire sa breadboard Ground Bus. Ipasok ang 3 mga baterya ng AA at buksan ang kahon ng baterya. Gamit ang lakas sa LED ng 555 Galvanometer dapat ilawan.

Ikonekta ang mga electrode lead sa jack sa ilalim ng breadboard, at hawakan ang dalawang pindutan na nagtatapos ng mga lead. Ang Galvanometer LED ay dapat na flash bilang tugon sa kondaktibiti sa iyong mga daliri.

Hakbang 36: Biodata Sonification

Kapag ang mga lead ng electrode ay hinawakan o nakakabit gamit ang gel pads, ang program ng MIDIspout ay makakakita ng maliit na mga pagbabago sa conductivity at kinakatawan ang mga pagbabagong ito bilang mga tala ng MIDI at mga makukulay na ilaw!

Ang pagkonekta ng isang MIDI cable mula sa jack ng MIDI sa board ng tinapay, ang MIDIsprout Kit ay maaaring ikabit sa mga synthesizer, keyboard, sound generator, at computer na sumusuporta sa MIDI upang makabuo ng mga tunog bilang reaksyon sa mga tala ng MIDI.

Sa pamamagitan ng pag-on ng knob, maaaring ayusin ang Threshold / Sensitivity ng MIDIsprout. Sa pamamagitan ng pagbawas ng threshold, ang mga mas maliit na pagbabagu-bago sa conductance mula sa galvanometer ay maaaring makita; sa pamamagitan ng pagtaas ng threshold, kinakailangan ng mas malaking pagbabago upang makagawa ng mga tala. Sa panahon ng mga pangmatagalang pag-install, gumagamit ako ng isang mababang setting ng threshold na gumagawa ng isang kaaya-ayang stream ng babbling ng data ng MIDI. Para sa mga pampublikong pangyayari na interactive na may maraming mga halaman, binabaligtad ko ang threshold, na nagreresulta sa mga tala ng MIDI na ginagawa lamang kapag ang isang tao ay napakalapit o pisikal na hinawakan ang halaman.