Ultrasonic Smart Instrument: 4 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Layunin

Ito ay isang instrumento na gumagamit ng isang sensor ng Ultrasonic upang masukat ang distansya ng isang bagay (maaaring ito ang iyong kamay). Sa pamamagitan nito ang isang tala ay napili upang i-play, sa iba't ibang mga mode ang instrumento ay tumutugtog ng iba't ibang mga bagay. Ito ay maaaring isang solong tala (para sa paggamit ng instrumento bilang isang bass) o maramihang mga tala nang sunud-sunod (para magamit bilang isang synthesizer).

Inirerekumenda ko na gawin mo lamang ito kung mayroon kang pangunahing kaalaman sa electronics at paghihinang.

Mga tool:

- 3D printer na may isang minimum na lugar ng pag-print ng 12x8cm- Laser cutter o CNC machine na may isang minimum na lugar ng trabaho na 300x200mm- Sanding kagamitan- Hot gun glue- Soldering Iron- Wire stripper

Mga Materyales:

- Wood (MDF) 3mm makapal Ang kabuuang sukat na kinakailangan ay 600x400mm ngunit maaari mong i-cut ang bawat bahagi ng mas maliit na mga tabla, ang minimum na bahagi na kinakailangan pagkatapos ay 300x200mm (ito ang panlabas na pagdidisenyo ng isang bahagi na kinakailangan kaya tandaan na ang labas ay hindi kailangang putulin kung gagamitin mo ang pamamaraang ito)

- Speaker (5W 8Ohms 93mm panlabas na diameter) malamang na kailangan mong i-edit ang mga sukat ng butas ng speaker dahil hindi lahat ng nagsasalita ay magkapareho - Arduino (UNO) - Mga Dupont cable na 20 at 10 cm22x 10cm lalaki - male10x 20cm lalaki - babae4 x 20cm babae - babae (10cm cable) (20cm cable)

- Tinatayang wire. 2x60cm (2mm makapal, ngunit hindi ito gaanong mahalaga)

- 2 mga singsing na Ferrite (para sa pagbawas ng noice, hindi para sa pagpapaandar ngunit inirekomenda) - 4 na mga pindutan (16mm) (16mm na mga pindutan)

- 1 piano pedal- 20x4 LCD na may I2C adapter (20x4 LCD incl. I2C adapter)

- TDA2030A audio amp module (TDA 2030 audio amp module)

- Arduino power source 5V o putulin ang usb cable upang magamit sa isang power bank- 3.5mm Audio Jack port (3.5mm Audio Jack port (Hindi eksaktong kapareho ng ginagamit ko)) (Ika-2 pagpipilian)

- Heat Shrink tubing (2mm) (Heat Shrink tubing set) - Maliit na breadboard (opsyonal maaari mo ring maghinang ng mga wire kung saan ko ito ginagamit) (Mini Breadboard)

Proseso at kasaysayan ng disenyo

Ginawa ko ang instrumento na ito para sa isang proyekto sa paaralan, kailangan kong magdisenyo at bumuo ng isang matalinong bagay. Pagkatapos ng kaunting pag-brainstorming ay dumating ako sa ideya na bumuo ng isang instrumento na maglalaro ng maraming mga tala nang ibigay lamang ng gumagamit ang instrumento 1.

Noong una kong dinisenyo ang instrumento na ito medyo mukhang iba ito at may ilan pang mga pagpapaandar na ang pangwakas na produkto. Ang aking unang pamantayan para sa instrumentong ito kung saan dapat itong makapagpatugtog ng magkakaibang mga tunog (tulad ng tunog ng piano o gitara) at magpatugtog ng mga chords. Gayunpaman pagkatapos ng ilang mga pagrerebisyon hindi ko mawari kung paano i-play ang mga file ng tunog mula sa isang sd card, patuloy na nagkagulo ang tunog. Kaya't sa susunod na pag-ulit ay napagpasyahan kong ang instrumento ay dapat na maglaro lamang ng mga signal ng PWM na maganda rin ang tunog. Ito ang punto kung saan ito lumiko mula sa isang piano na may ultrasonic sensor patungo sa isang matalinong bersyon ng isang Theramin.

Kapag nag-program ng ilang iba pang mga pag-andar napagtanto ko na hindi ako magagawang maglaro ng maraming mga tono nang sabay-sabay sa isang tagapagsalita sa loob ng timeframe ng proyektong ito. Kaya't nagpasya akong gawin itong isang synthesizer na sa halip na maglaro ng maraming mga tono nang sabay, nagpatugtog ng ilang mga tala nang sunud-sunod.

Ang proyektong ito ay ang unang pagkakataon na gumamit ako ng isang laser cutter at kinailangan kong gumamit ng Adobe Illustrator, kaya sana maipaliwanag ko nang maayos ang aking trabaho.

Hakbang 1: Pag-iipon ng Mga Bahagi (Phase ng pagsubok)

Bago natin buuin ang buong bagay dapat nating subukan ang lahat ng ating mga sangkap upang ang lahat ay gumagana.

Magsimula sa pamamagitan ng paghihinang ng mga wire na nangangailangan ng paghihinang, ito ang mga: - Ang konektor ng audio jack, ito ay 2 wires. Ang isang kawad ay ang lupa at ang isa ay isang signal wire. Mayroong malamang na maraming mga koneksyon na magagamit dahil ang isang stereo jack plug ay may R at L signal, isa lang ang ginagamit namin. Ang tanging paraan upang suriin kung alin ang kailangan mo ay subukan ang pagkonekta sa wire nang paisa-isa at tingnan kung ang circuit ay sarado (maaari mo itong subukan sa isang multimeter).

- 2 wires sa nagsasalita, positibo at negatibo. - Ang positibo at negatibong mga wire sa 4 na pindutan ng push. Maaari mong ipasok ang male wire end sa mga contact pin sa mga pindutan. Gumamit ng heat schrink tubing upang ma-insulate ang mga wire kapag tapos ka nang maghinang

Ngayon ay oras na upang ikonekta ang mga wire. Sundin ang diagram at ang mga larawan upang ikonekta ang tamang mga wire sa tamang lugar.

Dahil sa ang arduino ay hindi ginawa para sa audio maaari itong kunin ang electromagnetic interferance. Maaari kang magdagdag ng isang ferrite ring sa audio signal cable at sa speaker wire. Ginagawa mo ito sa pamamagitan ng balot ng kawad 2 o 3 beses sa paligid ng isang ferrite ring. Makakatulong ito na mabawasan o ganap na alisin ang mga tunog ng pagsitsit mula sa instrumento.

(pagpipiliang kuryente 1) exteral powersource not trough ArduinoIyon ay opsyonal na idagdag ang kapangyarihan nang direkta sa circuit sa halip na palabasin ang arduino power port. Kung nais mo ito dapat mong ikonekta ang Positive at Negative na mga wire mula sa panlabas na mapagkukunan ng lakas sa mga Positive at Negative na linya sa breadboard. Dapat mayroong isang kawad mula sa positibong bahagi sa breadboard hanggang sa Vin pin (matatagpuan bukod sa mga pin ng GND) sa arduino at isang kawad mula sa negatibong bahagi hanggang sa isang pin ng GND sa arduino. (Pagpipiliang kuryente 2) Panlabas na lakas na konektado sa Kung nais mong gumamit ng isang adapter na nakakonekta sa arduino power socket dapat mong ikonekta ang isang kawad mula sa arduino 5V pin sa positibong bahagi ng breadboard at isang kawad mula sa isang pin ng GND sa negatibong bahagi

Pag-upload ng mga file Ngayon plug ang arduino sa iyong computer at i-upload ang programa. Tandaan na kailangan mong ilagay ang code.ino at pitches.h sa isang folder na tinatawag na code. Sa arduino IDE (ang programa) kailangan mong i-download ang mga sumusunod na aklatan kung hindi mo sila mayroon: LiquidCrystal_I2C mula sa Frank de BrabanderWire mula sa adafruit (ito ang isa ay dapat na naitayo na)

Hakbang 2: Paggawa ng Kaso

Kung gumagana ang lahat maaari mong gawin ang kaso. Laser cutting / CNC (tingnan ang video) Bago ka magsimulang mag-cut maaaring kailangan mong i-edit ang (mga) hole ng speaker upang magkasya ang speaker na mayroon ka. Mayroon akong isang speaker na may isang maliit na grill na gumagamit ng 4 na butas sa paligid ng butas ng speaker. Kaya i-edit muna ito kung kailangan mo.

Magsimula sa pamamagitan ng pagputol ng kahoy gamit ang isang laser cutter o CNC machine. Ang file na gagamitin ay Case_laser_cut.ai Sa sandaling mayroon ka ng mga bahagi na maaari mong subukan na magkasya sa kanila, kung ang mga ito ay malaki lamang buhangin ang mga ito ng kaunti hanggang sa magkakasama sila. Maaari mo na ngayong idikit ang mga piraso ng kahoy kasama ang kahoy na pandikit. Hindi mo dapat idikit ang tuktok na bahagi (ang tabla na may mga butas) dahil kailangan naming ilagay ang lahat ng mga bahagi at kailangan naming buksan ang kaso kung may problema. tandaan na hinihigpit mo ang lahat habang ito ay dries (iwanan ito ng halos 24 na oras upang ganap na tumigas).

Pag-print ng 3D Ngayon ay maaari mong mai-print ang pabahay ng lcd at ang mga titik para sa itaas ng mga pindutan (Kaso LCD.stl at mga titik.stl) Inirerekumenda ko ang mga setting na ito: - Layer hight 0.1mm- Bilis ng 30mm / s para sa mga titik at 60mm / s para sa lcd pabahay- Gumamit ng isang layer fan fan para sa pabahay ng LCD dahil marami itong overhang- Hindi kinakailangan ang suporta sa sandaling natapos ang mga kopya, buhangin ang mga gilid upang gawing makinis ang mga ito at kung ang lcd ay hindi magkasya subukang i-sanding ito nang higit pa, ito dapat magkasya. Kapag tapos na ang kaso at naka-print ang mga bahagi maaari mong simulang i-assemble ang lahat. Ilagay ang lcd sa pabahay ng lcd at ilagay ang konektor ng audio jack para sa pedal sa butas sa likuran. Kola ang lcd at jack konektor sa lugar. Ngayon kola ang pabahay ng lcd sa kahoy, maaari mong ilagay ang pandikit sa labi sa ilalim ng pabahay ng lcd. Ngayon idikit ang mga titik na pindutan sa tuktok ng mga pindutan. Depende sa kung anong speaker ang mayroon ka maaari mo itong idikit sa lugar, I magkaroon ng isang speaker na may isang maliit na grill na gumagamit ng 4 na butas sa paligid ng hole ng speaker. Nakasalalay sa kung paano mo nai-edit ang butas ng speaker para sa iyong speaker na ang hakbang na ito ay maaaring maging iba para sa iyo. Kola ang ultrasonikong sensor sa lugar gamit ang 2 butas sa ilalim. Maaari mo ring idikit ang (mga) breadboard, Arduino at audio amplifier module sa lugar ngunit ito ay hindi neccesairy. Ikonekta muli ang lahat at tapos ka na, i-on ang lakas at mag-enjoy!

Hakbang 3: Mga Kilalang Problema at Limitasyon

Ang instrumento na ito ay hindi perpekto Una sa lahat ito ay isang laruan hindi isang produkto! Ang arduino ay hindi ginawa upang magamit bilang isang instrumento kaya't huwag isipin na 100% tama ang tiyempo. Dahil sa pagkahuli sa mga pagpapatakbo sa code imposibleng gawin ang instrumento na ito na may tumpak na tiyempo. - Minsan ang ultrasonic sensor ay may isang glitch na maaaring magresulta sa isang random na nota na nilalaro o nilalaro na mga nota na nilalaro.

- Kapag ginagamit ang instrumento inirerekumenda ko ang paggamit ng isang patag na bagay tulad ng isang piraso ng karton o kahoy upang hawakan sa itaas ng sensor. Ang mga hubog na ibabaw ay sumasalamin ng mga signal mula sa sensor kaya't nagreresulta ito sa mga hindi tala na tala na nilalaro. Maaari mong gamitin ang iyong kamay ngunit hawakan ito bilang flat at matatag sa itaas ng sensor hangga't maaari. - Hindi lumilipat pabalik mula sa autoplay hanggang sa. Ito ay sanhi ng isang bug sa code na hindi ko pa natagpuan. Maaari mong malutas ito sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan ng autoplay at sabay na pindutin ang pedal. O maaari mong patayin ito at muli.

- Lag kapag nagpe-play ng isang tala, ito ay dahil ang code sa arduino ay tumatagal ng ilang milliseconds na imposibleng alisin dahil ang arduino ay hindi ginawa para sa paggawa ng mga instrumento. - ang ilang code ay nasa Dutch, ito ay dahil sa ako ay dutch at ilang English ang mga salita ay hindi umaangkop sa LCD. Sinubukan kong gawin sa English hangga't maaari.

Hakbang 4: Mga Pagpapabuti ng DIY

Matapos ang pagbuo nito hindi ka pa tapos! Maaari mong subukang pagbutihin ang iyong sariling mga kasanayan at magdagdag ng mga tampok dito na hindi ko maisasama sa timeframe na mayroon ako. Mga bagay na maaari mong subukan:

- pagdaragdag ng maramihang mga tunog- nagpe-play ng maraming mga tono nang sabay- pagdaragdag ng higit pang mga speaker- Magdagdag ng higit pang mga estilo! - Magdagdag ng led na sayaw sa iyong musika