Majstor je izmislio Kravox tijekom istraživačkog projekta na Sveučilištu Lund (Švedska), čiji je cilj bio dati kontrolorima digitalnih glazbenih instrumenata osjećaj tradicionalnih mehaničkih instrumenata. Sada majstor želi učiniti Kravox svima dostupnim kao glazbena platforma za eksperimentiranje. Upravo je zbog toga stvorio ovaj detaljni brifing koji će omogućiti što većem broju ljudi ovaj novi zanimljivi glazbeni instrument.
Igranje Kravoxa prilično je jednostavno. Zamislite da se igrate s običnim predmetom, poput metle, i način na koji ga dodirnete i pomičete po prostoru kontrolira kako nastaje zvuk. Na kraju članka u videozapisima možete pogledati i čuti kako svirati Kravox, kao i postupak izrade instrumenta.
Alati i materijali:
- krušna ploča 50 * 24 rupa -1 kom;
-40-pinski muški konektori -5 kom;
-40-pinski utikač - 5 kom;
- potenciometri 10 kOhm i ručke za njih - 5 kom;
-Blue 5 mm standardne LED - 3 kom;
- otpornici 150 Ohma - 3 kom;
- Kondenzator 10 uF - 2 kom;
- kondenzator 100 nF - 2 kom;
-Radio modul NRF24L01 - 2 kom;
-Težak nano -2 kom;
-Resistori 220 Ohm -3 kom;
- Ploče senzorskih senzora MPR121 - 2 kom;
- Digitalni žiroskop GY-521 MPU 6050 - 1 kom;
- USB-A do USB-C kablovi;
-4 metra (najmanje) bakrene trake širine 1 cm;
-Poverbank;
-7 metara (minimalno) žica različitih boja;
-0,2 metra, cijev za smanjivanje topline ø = 3 mm;
-Pribor za lemljenje;
-Multimetr;
-Lineyka;
-Nozh;
-Nozhovka;
- Kliješta;
-Karton;
-Polje za ljepljenje;
-Skotch;
-Kley;
-Office guma;
-Zazhimy;
Prvi korak: teorija
Kravox je digitalni glazbeni instrument s platformom otvorenog koda koji se sastoji od tri komponente - kontrolera / kontrolera, prijemnika i softvera.
Možete spojiti do tri bežična kontrolera. Svaki kontroler obrađuje podatke o orijentaciji i ubrzanju iz MPU-6050 digitalnog žiroskopa i dodirnih podataka s dvije senzorne ploče MPR121 senzora spojenih na Arduino Nano. Upravljač šalje podatke prijemniku pomoću radio odašiljača nRF24L01. Ako je potrebno koristiti više kontrolera, drugom i trećem regulatoru moraju se dodijeliti pojedinačne adrese.
Prijemnik prenosi podatke primljene od kontrolera na spojeno računalo zajedno s podacima prikupljenim s nekoliko potenciometara.Navedeni kod prijamnika omogućuje vam uspostavljanje komunikacije s tri kontrolera, ali također će raditi s jednim ili dva bez postavki.
Podaci s prijemnika obrađuju se u programu napisanom u kojem se emitira zvuk.
Ljepota Kravoxa je u tome što se njegov oblik, kako zvuči i kako ga svirati, može prilagoditi. Ovo je čarobnjaku dalo priliku da razvije lekciju za kopiranje verzije Kravoxa za ovu lekciju.
Drugi korak: napravite upravljačku ploču
Zatim čarobnjak objašnjava kako to učiniti elektronika korak po korak iz gornjih detalja.
Ako niste sigurni gdje trebate lemiti kabel, uvijek se možete vratiti na krug kruga i provjeriti jesu li komponente ispravno povezane.
Prvi korak je izrezati ploču i priključke te ih sastaviti zajedno s malim i velikim kondenzatorom, koji pomažu u povećanju pouzdanosti radio odašiljača.
Izrežite ploču s korisnim nožem
Izrežite konektorima nožom (majstor ih stavi na knjigu kako bi ih poravnao sa stola)
Ugradite priključke na ploču i lemljenje. Već možete povezati svaki par kontakata od dva
duge spojnice koje su jedna uz drugu. Za kraj, dovoljno ih je jednostavno pričvrstiti malim lemilicom - po mogućnosti kontaktima, koji se u skladu sa shemom kruga neće kasnije povezati. Kod kondenzatora za lemljenje obratite pažnju na polaritet elektrolitičkog kondenzatora od 10 mikrofarada (veći od dva). Jedna strana imat će prugu i u pravilu kraću nogu. Ova strana mora biti spojena sa tlom. Manji 100 nanofaradski kondenzator nije polariziran i može se lemiti na bilo koji način.
Nadalje, LED otpornici su lemljeni. Obratite pažnju na polaritet LED-a: jedna strana obično ima kraću nogu. Ova strana bi u sljedećem koraku trebala biti spojena sa tlom. Na drugu nogu je lemljena plava žica. Drugi kraj žice je lemljen na konektor gdje će biti spojen Arduino pin D3.
Zatim su montirani svi crveni i plavi kabeli za napajanje. Crvena za 3,3 Volta i plava za zemlju (GND).
Tri senzorske ploče komuniciraju putem I2C protokola (integrirani krug). To znači da se svi mogu spojiti na iste dvije Arduino pinove, pa žutom i zelenom žicom lemimo na senzore i Arduino igle A4 i A5. Također morate montirati bijeli kabel za spajanje prekidnih kontakata žiroskopa.
Radio odašiljač komunicira putem SPI protokola (serijski
periferno sučelje), za koje je potrebno više veza nego I2C, čarobnjak dodaje crne, sive, smeđe, ljubičaste i narančaste žice.
Sada je vrijeme za pripremu komponenti. Pored lemljenja na pin konektorima, ako ne
lemljeni, morate obratiti posebnu pozornost na senzorsku ploču! Kod jeftinih modela iz Kine adresni je pin strogo uzemljen bez međuprostornog otpora, pa je potrebno fizički rezati ovu vezu na dnu ploče nožem. Prerežite između dva jastučića u blizini mjesta na kojem je napisano dodavanje. Čarobnjak preporučuje zvonjenje multimeterom kako biste bili sigurni da kontakti nisu povezani.
Kad svi dijelovi imaju spojene lemilice i senzorske ploče su pripremljene, na upravljačku ploču možete povezati Arduino Nano, žiroskop, dvije senzorske ploče i radio modul.
Treći korak: preuzimanje koda
Nakon dvostruke provjere, ako je sve ispravno povezano, sljedeći je korak preuzimanje isporučenog Arduino nano-a, ali prije nego što to učinite, morat ćete instalirati knjižnice za žiroskop, ploče s senzorima i radio odašiljač. Ako ste novi u Arduino knjižnicama, naučite ih kako ih instalirati.
Giro MPU6050 zahtijeva knjižnice I2Cdev.h i MPU6050_6Axis_MotionApps20.h, koje je moguće preuzeti.
Za MPR121 dodirne kartice potrebna je biblioteka Bare Conductive MPR121.h, koja se može naći. Postoje najmanje dvije verzije knjižnice. Obavezno instalirajte verziju koju je razvio Bare Conductive, a ne verziju koju je razvio Adafruit.
NRF24L01 radio odašiljač zahtijeva nRF24L01.h i RF24.h TMRh20 knjižnice, koje se mogu preuzeti. Napominjemo: postoje također barem dvije verzije tih knjižnica s istim nazivom. Obavezno instalirajte razvijeni TMRh20, a ne maniacbug.
Jednom kada knjižnice budu instalirane, možete preuzeti kôd Kravox-Controller.
Da biste provjerili radi li kontroler, možete mu omogućiti da putem senzorskih senzora i žiroskopa izlazi podatke putem senzorskih dodira. Da biste to učinili, prije uređivanja trebate urediti posljednji odjeljak koda primatelja: uklanjanjem komentara na početku komentara (/ *) i na kraju (* /) (vidi fotografiju)
Nakon preuzimanja koda s ovom opcijom, morate otvoriti serijski monitor i postaviti brzinu prijenosa (brzina prijenosa) za njega na 115200. Sada možete vidjeti podatke s senzora, koji se mijenjaju kada se upravljačka ploča pomakne i dodirivaju kontakte, s ploča MPR121 koja su označena od 0 do 11.
Ako ništa ne uspije ili se dobiju samo nule, morate pažljivo provjeriti ožičenje i usporediti ga s gornjim dijagramom. Ako primite pogrešan signal s serijskog monitora, morate provjeriti jesu li brzine prijenosa podataka pravilno postavljene.
Četvrti korak: Snaga ploče
Za napajanje morate spojiti upravljačku ploču na banku.
Ako se banka nakon nekog vremena ne isključi automatski, upravljačka ploča je gotova, a vi možete prijeći na ploču prijemnika. U suprotnom slijedite sljedeći korak.
Peti korak: Riješite problem napajanja
U principu, upravljačka ploča je spremna, ali neke se banke automatski isključe nakon nekoliko sekundi kada se spoje na ploču s upravljačima, jer troši malo energije. Kao rješenje možete jednostavno dodati tri otpornika od 220 Ohma paralelno između 5V i GND pinova Arduino-a.
Nakon ponovnog povezivanja komponenti, (definitivno) gotova ploča upravljača izgleda ovako.
Korak šesti: Stvorite ploču za prijem
U ovom će vam koraku čarobnjak pokazati kako napraviti ploču za prijemnik. Postupak je vrlo sličan izradi ploče s upravljačima.
Najprije morate obrezati ploču i priključke. Zatim ugradite kondenzatore. Ovaj korak možete usporediti s prvim korakom stvaranja upravljačke ploče za više informacija.
Dalje morate dodati sve crvene i plave žice. Crvena za 3,3 Volta i plava za zemlju (GND).
Ožičenje za komunikacijski SPI.
Ploča prijemnika je spremna, ali prije nego što pošaljete kod Kravox-Receiver u Arduino Nano, prvo morate stvoriti sučelje za prijemnik.
Tada čarobnjak pokazuje kako napraviti sučelje s 4 potenciometra i LED za prijemnik. Sučelje je povezano kao na prvoj slici i bit će spojeno na prijemnu ploču, kao što se vidi na drugoj slici.
Postupak je sljedeći: prvo morate uzeti snop od 8 kabela i lemiti 5 od njih do srednjih kontakata potenciometara. Preporučljivo je koristiti iste boje kao na dijagramu kako se ne bi zbunili.
Zatim trebate izrezati 2 ploče od 17 rupa i 17-pinski muški priključak. Pričvrstite kablove i konektor na ploču. Obratite pažnju na gornji dijagram kako biste bili sigurni da kabele spajate na pravim mjestima.
Sada trebate lemiti plave žice (zemlju) na jedan od kontakata svih potenciometara. Zalijepite plavi LED s otpornikom na struju od 150 Ohma.
Lemljene zelene žice.
Gotovo sučelje bi trebalo izgledati ovako (fotografija 1) i može se spojiti na ovako prijemnu ploču (fotografija 2).
Sedmi korak: kod
Sada je dostupan za preuzimanje na Arduino Nano prijemnik.
Da biste provjerili, prije preuzimanja morate izvršiti malu prilagodbu koda. Receiver prema zadanim postavkama prikazuje svoje podatke u formatu koji se može protumačiti kao čisti podatak, ali ne prikazuje korisne informacije na serijskom monitoru. Međutim, ovo ponašanje možete promijeniti u svom kodu uređivanjem (dodavanjem // prije) retka #define WRITE_AS_BYTES i (uklanjanjem // prije) retka // #define PRINT_VIA_SERIAL_MONITOR.
Osmi korak: Slučaj
Dalje od bakrene trake, majstor pravi senzor.
Da bi napravio slučaj, majstor koristi prazne kutije.
Majstor crta karton. Izrezuje 24 bakrene trake i pričvršćuje ih na karton.
Tada majstor reže karton širine 2 * 24 rupe i 24-polni muški konektor po veličini, a prodavačici 24 žice na njemu. Žice u sredini trebaju biti najmanje 10 cm. Kako se odmičete od središta, duljina žica se povećava. Na primjer, ako koristite bakrenu vrpcu širine 1 cm i razmaka između elektroda 3 mm, duljina žice trebala bi se povećati za 1,3 cm, kao što je prikazano u nastavku: 10 / 11,3 / 12,6 / 13,9 / 15,2 ...
Sada možete zalijepiti druge krajeve žica na bakrene trake i trake zalijepiti trakom.
Lijepljenje senzora u tijelo, a zatim lijepljenje drugog tijela na njega (radi provjere).
Pokriva stražnju stranu upravljačke ploče kartonom.
Instalira LED i napajanje banke. Morate organizirati banku za napajanje tako da možete spojiti i odspojiti USB kabel jer se na taj način kontroler uključuje i isključuje. Takođe spojite dodirno sučelje na ploču regulatora i stavite ga u okvir.
Napravite isječak za USB-A-USB-C kabel na mjestu spajanja dvaju kutija, izvuče ga i povežete s Arduino Nanoom.
Sad je regulator spreman.
Majstor popravlja slučaj uz pomoć pribora za gumu. Ako se kasnije pojave problemi sa senzorima koji otkrivaju dodir kada ih nema, morate staviti izolacijski materijal, poput filma ili slično, između kućišta osjetljivog na dodir, sklopne ploče i žica. Priključite napajanje bez dodirivanja senzora.
Korak devet: Izrada futrole za prijemnik
Sada morate napraviti kućište za prijemnik. Čarobnjak posječe nekoliko okruglih rupa za potenciometre i LED.
Zalijepi ploču prijemnika, LED, potenciometre s vijcima. Postavlja ručke.
Korak deseti: Dovršeno
Sad kad je sva oprema montirana, vrijeme je za puštanje glazbe! Da biste to učinili, potreban vam je softver na koji možete povezati opremu. Za Kravox je ovo program Pure Data Vanilla koji možete besplatno preuzeti.
Nakon što na računalo instalirate Pure Data, morate ih pokrenuti i otvoriti datoteku Kravox.pd. Imajte na umu da ga morate spremiti na računalo u istu mapu kao i mapu bubumsamples s kojom se isporučuje - u protivnom Pure Data neće moći pronaći datoteke.
Čim se otvori programsko sučelje Kravox.pd, morate otvoriti prozor, kao na fotografiji, i instalirati četiri takozvana vanjska uređaja koja su navedena u ovom prozoru. Instalacija ih je jednostavna, samo kliknite "pomoć" u izborniku "Čisti podaci", odaberite "Pronađi dodatne predmete na internetu" (može biti malo drugačije), pronađite "comport", "zexy", "freeverb" i "arraysize". "jedan po jedan i instalirajte najnoviju verziju. Sada će četiri objekta označena kao comport, repack, freeverb i arraysize imati čvrsti obris, kao na donjoj slici. Možda ćete morati ponovo pokrenuti Čiste podatke za to.
Nakon instaliranja vanjskih uređaja, prijemnik možete povezati putem USB-a. Ako ste promijenili kôd u dijelu 4 da biste koristili prijemnik s Arduino serijskim monitorom, prvo morate poništiti ovu promjenu i učitati izvorni kôd u prijemnik Arduino Nano prije nego što spojite i zatvorite Arduino serijski monitor.
Sada pogledajte prozor Čisti podaci. Ako ugledate brzo ažurirani tok podataka, ovo je sjajno, ali najvjerojatnije će vam umjesto toga pokazati crvenu poruku, poput one na prvoj slici, koja se ažurira svake dvije sekunde.
Crveni tekst se možda malo razlikuje, ali to ipak znači da se Pure Data još nije uspio povezati s vašim prijemnikom. To je zato što program treba odrediti koji USB port za spajanje. USB priključci mogu se različito označiti na različitim uređajima; na računalima MacBook Pro 2014 Pure Data prepoznaje oba USB porta kao serijski port 3, bez obzira na koji se prijemnik povezujete. Zatim je čarobnjak upotrijebio Kravox s Lenovo Yoga Padom sa samo jednim radnim USB priključkom, koji je označen kao serijski port 6. U sustavu Windows portovi su označeni kao 8 i 9. Čarobnjak savjetuje samo da pokušaju otkriti koji broj USB priključaka funkcionira na vašem uređaju , Stvorio je dijalog kao dio sučelja Kravox.pd (druga fotografija), gdje možete jednostavno kliknuti brojeve dok uređaj ne radi. Također možete isprobati tipke "Prikaži dostupne portove" i tipke "Prikaži povezane USB uređaje".
Zatim morate kliknuti "Spremi" kako bi se Čisti podaci sljedeći put pokušali automatski povezati s ovim priključkom.
Ako je kod upravljača uređen, tada ga trebate ponovo učitati.
Ostaje spojiti upravljačku ploču na napajanje. Kada to učinite, treba zatvoriti kućište dodirnog sučelja oko ploče, a dodirni dio kućišta ne smije dodirnuti vaše ruke ili bilo što drugo.
Sve je spremno, dodatne informacije možete pogledati na videu.