Xà phòng hóa Biodata: 36 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Tạo ghi chú MIDI dựa trên những thay đổi về Độ dẫn điện qua hai đầu dò.

Để có phiên bản mã mới nhất và các hướng dẫn cập nhật, vui lòng truy cập powerforprogress.com và kiểm tra dự án github của tôi https://github.com/ Electricalityforprogress/BiodataSonificationBreadboardKit

Bước 1: Bảng mạch không hàn

Một công cụ quan trọng trong thử nghiệm điện tử là Bảng mạch không bán được. Cho phép người dùng kết nối các thành phần với nhau và cấu hình lại dễ dàng, Breadboard cho phép những người mới làm quen với điện tử và các kỹ sư dày dạn kinh nghiệm thiết kế nguyên mẫu và kết nối các hệ thống điện tử một cách dễ dàng.

Bảng bánh mì có một loạt các lỗ được kết nối bằng điện. Các hàng ngang chạy trên Breadboard trong Terminal Strips gồm 5 điểm điểm được kết nối và được đánh dấu bằng các chữ cái abcde và fghij. Một khoảng chia lớn ở giữa breadboard phân tách các hàng ngang, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các vi mạch Dual Inline Package (DIP). Ở hai bên của breadboard là các cột lỗ thẳng đứng, thường được đánh dấu bằng các đường Đỏ và Xanh lam. Các cột dọc này được sử dụng thường xuyên nhất cho các kết nối nguồn (điện áp dương và đất), và được gọi là 'Bus'. Chúng tôi sẽ gắn tất cả các kết nối Tích cực và Tiếp đất của chúng tôi với các Xe buýt này ở mỗi bên của bảng mạch. Trong bước sau, chúng ta sẽ buộc các Căn cứ và Xe buýt Dương lại với nhau ở mỗi bên của bảng mạch.

Để 'kết nối' hai thành phần điện tử, chúng ta chỉ cần đặt các dây dẫn (hoặc 'chân') của các bộ phận vào các lỗ nằm ngang liền kề. Điều này cho phép người dùng kết nối nhiều thành phần với nhau bằng cách sử dụng mỗi hàng ngang gồm 5 điểm.

Bước 2: Chèn Bộ hẹn giờ 555

Bộ đếm thời gian 555 là một vi mạch DIP 8 chân, mà chúng tôi sẽ định cấu hình như một bộ điều khiển đa năng đáng kinh ngạc có khả năng đo độ dẫn điện. Định hướng chip sao cho Chân 1 ở trên cùng - bạn sẽ thấy một vòng tròn nhỏ gần chân 1 trên chip, cũng có thể xem sơ đồ xác định từng chân trên Bộ hẹn giờ 555.

Đặt bộ hẹn giờ 555 ở cuối Breadboard. Bảng mạch được bố trí với một khoảng trống ở giữa, vi mạch sẽ trải dài trên khoảng trống này. Các hàng của breadboard được đánh số, chúng tôi sẽ chèn bộ đếm thời gian 555 vào các hàng 27, 28, 29 và 30, với chân 1 ở hàng 27.

Bước 3: Ghim 1 vào mặt đất

Gắn Chân số 1 của 555 vào Mặt đất, thêm một dây jumper từ hàng 27 cột A vào Xe buýt Mặt đất.

Bước 4: Định thời gian tụ điện C1

Kết nối Tụ điện định thời C1 (0,0042uF) giữa Chân 1 và Chân 2 của Bộ định thời 555. Mắc tụ điện nhỏ màu xanh lam vào hàng 27 và 28 trong cột B.

Tụ điện này thiết lập dải tần số tổng thể của bộ đếm thời gian, ở đây chúng tôi sử dụng một giá trị rất nhỏ để có được độ phân giải cao nhất của xung trong số 555 khi chúng tôi đo sự dao động của điện dung qua hai đầu dò.

Bước 5: Tách tụ C2

Kết nối tụ điện tách tần số cao C2 (1uF) qua cực dương và nối đất của Bộ hẹn giờ 555, chân 1 và 8 ở hàng 27, cột D và G.

Có thể hữu ích nếu bạn cắt bớt các chân của tụ điện, để vừa khít hơn trên breadboard, nhưng hãy cẩn thận để đủ không gian cho các chân có thể kéo dài vi mạch và kết nối hoàn toàn với các ổ cắm của breadboard.

Bước 6: Tụ điện phân tách C3

Kết nối Tụ điện phân tách tần số thấp C3 (41uF) qua cực dương và mặt đất của Bộ hẹn giờ 555, chân 1 và 8 ở hàng 27, cột C và H.

Lưu ý rằng Tụ điện phân cực, xác định đầu âm bằng một sọc trắng ở bên dưới nắp; Đảm bảo rằng cực âm của tụ điện đi vào chân 1 (đất) cột C và cực dương của tụ điện đi vào chân 8 (dương) cột H.

Bước 7: Đầu ra LED

Thêm đèn LED màu đỏ vào chân đầu ra 3 của chân A của Bộ hẹn giờ 555 Hàng 29 và ngang với Bus mặt đất. Đặt dây dẫn dài hơn của đèn LED (cực dương) vào Hàng 29 Cột A, với chân ngắn hơn của đèn LED vào một trong các lỗ Bus nối đất.

** - Đèn LED được phân cực và phải được lắp vào đúng hướng. Chân Cathode của đèn LED (cực âm) có thể được xác định bằng một cạnh phẳng ở phía bên của đèn LED và chân Anode dương có thể được xác định bằng chân dài hơn. Có thể xác định cực tính và màu sắc của đèn LED bằng cách sử dụng pin nút đơn giản, bằng cách trượt pin vào giữa các dây dẫn LED, bạn sẽ thấy đèn LED phát sáng hoặc không, hãy thử xoay pin theo hướng khác. Đèn LED sẽ sáng khi đầu pin + (phẳng rộng) được kết nối với Cực dương (chân dài hơn) và pin - (nút nhỏ hơn) được kết nối với Chân nối đất Cathode. Lấy pin nút CR2032 3v và dùng thử!

Sau khi mọi thứ hoạt động ở bước cuối cùng, bạn có thể quay lại và cắt bớt các chân của đèn LED nếu muốn.

LƯU Ý: trong mọi trường hợp bình thường, một điện trở sẽ được thêm vào giữa chân đầu ra và đèn LED. Để đơn giản hóa việc xây dựng bộ này, các điện trở hạn chế hiện tại đã được bỏ qua. Chúng tôi đã bao gồm điện trở cho mỗi đèn LED trong bộ sản phẩm. Hướng dẫn sửa đổi bao gồm điện trở hạn chế dòng điện sẽ được cung cấp dưới dạng phụ lục.

Bước 8: Jumper 555 kích hoạt đến ngưỡng

Kết nối dây Jumper giữa Pin 2 và Pin 6 của Bộ hẹn giờ 555 Hàng 28 cột D với Hàng 29 Cột G.

Điều này gắn ngưỡng và chân kích hoạt của bộ định thời 555, tạo thành kết nối đầu vào cho điện cực chính.

Bước 9: Jumper 555 Đặt lại thành V +

Kết nối Pin 4 của Bộ hẹn giờ 555 với Bus dương bằng dây Jumper Hàng 30 Cột D với Bus dương

Kết nối Chân 8 của Bộ hẹn giờ 555 với Bus dương bằng dây Jumper Hàng 27 Cột I với Bus dương

(thêm hình ảnh và bước cho 555 VCC thành V +)

Bước 10: Xả điện trở R1 100K 555 thành Bus dương

Kết nối Điện trở R1 (100k) giữa Chân 7 của 555 và Bus dương. Đặt một mặt của Điện trở vào Hàng 28 Cột J và mặt còn lại của điện trở vào Bus dương.

Bước 11: Jack đầu vào thăm dò

Đầu vào của Probe là giắc cắm đơn 3,5 mm, kết nối với bảng mạch thông qua hai chân hàn. Mặc dù nó là một điểm chặt chẽ, các chân tiêu đề được hàn vào giắc cắm sẽ phù hợp với Hàng 28 và 29 Cột H.

Các chân cắm tiêu đề đã được thêm vào giắc cắm để giúp người dùng chế tạo bộ phụ kiện dễ dàng hơn. Xin lưu ý rằng ứng suất quá mức trên giắc cắm hoặc chân cắm có thể gây hỏng kết nối hàn. Nếu bộ dụng cụ của bạn không có chân đầu cắm được hàn vào giắc cắm, vui lòng xem phụ lục để biết hướng dẫn hàn cho giắc cắm và đầu cắm.

Bước 12: Nhảy xe buýt tích cực

Kết nối Bus dương trên cả hai mặt của breadboard bằng cách chèn dây Jumper giữa các điểm cao nhất trên cùng của Power Bus bên trái và bên phải (màu đỏ).

Bước 13: Nhảy xe buýt mặt đất

Kết nối Bus mặt đất ở cả hai mặt của breadboard bằng cách chèn dây Jumper giữa các điểm cao nhất trên Bus mặt đất bên trái và bên phải (màu xanh lam).

Bước 14: Kiểm tra điện kế

Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng lắp một số pin và kiểm tra Điện kế mà chúng tôi vừa chế tạo từ Bộ hẹn giờ 555.

Lắp 3 pin AA vào hộp Pin màu đen, đảm bảo công tắc nguồn trên hộp ở vị trí 'TẮT'. Gắn hộp Pin Dây màu đỏ vào Bus dương của Breadboard (đỏ), gắn hộp Pin Dây đen vào Bus của Breadboard Ground (xanh). Bây giờ trượt công tắc nguồn trên hộp pin sang 'BẬT'. Đèn LED sẽ sáng, hiển thị bộ hẹn giờ 555 được bật nguồn.

Gắn các dây dẫn điện cực màu trắng (chưa sử dụng miếng dính) vào giắc cắm 3,5 mm kết nối với Điện kế. Bằng cách dùng ngón tay chạm vào đầu nút kim loại của các điện cực, bạn sẽ có thể thấy đèn LED nhấp nháy dựa trên những thay đổi về độ dẫn điện. Chạm rất nhẹ vào các điện cực có thể hiển thị đèn flash LED bật và tắt từ từ, bằng cách bóp thật mạnh các điện cực, đèn LED nhấp nháy rất nhanh, có vẻ như đèn LED vẫn sáng hoặc hơi mờ đi.

Bước 15: Chèn ATMEGA328 28pin DIP

Bộ MIDIsprout của bạn đi kèm với bộ điều khiển vi mô ATMEGA328 được lập trình trước, với các cầu chì được đặt để chạy ở tốc độ 8Mhz trên bộ dao động bên trong (Cầu chì: Low-E2 High-D9 Ext-FF) và được tải sẵn phần mềm MIDIsprout. DIP 28 chân này có hai hàng song song gồm 14 chân.

Chèn chip 328p ở trên cùng của breadboard, xác định Pin 1 bằng vòng tròn nhỏ trên chip, vào Hàng 1 - 14 kéo dài DIP qua khoảng trống trong Cột E và F.

** Để dễ dàng lập trình lại và thử nghiệm, có thể thêm một bộ dao động 16Mhz trên các chân 9 và 10 của bảng mạch, và lập trình bằng bảng arduino Uno với các sửa đổi của mã MIDIsprout. ATMEGA328 cũng có thể được lập trình lại thông qua ICSP với một lập trình viên bên ngoài (arduino khác) và một mê cung các dây Jumper;)

** Cũng như một phụ lục, Bộ MIDIsprout có thể được chế tạo bằng cách sử dụng các bước trước để lắp ráp Điện kế, với bảng mạch được gắn trực tiếp vào Arduino Uno! Giữ nguyên…

Để tham khảo, mã được tải trước vào MIDIsprout phiên bản hiện tại:

Mã Arduino:

Bước 16: Cấp nguồn cho ATMEGA328

Gắn chân VCC trên 328 vào Bus dương bằng cách sử dụng Jumper giữa Hàng 7 Cột A và Bus tích cực.

Bước 17: Nối đất ATMEGA328

Gắn chân nối đất trên 328 vào Bus mặt đất bằng cách sử dụng Jumper giữa Hàng 8 Cột B và Bus mặt đất.

Bước 18: Cấp nguồn cho ATMEGA328 (tương tự)

Gắn chân điện áp tương tự trên 328 vào Bus dương bằng cách sử dụng Jumper giữa Hàng 9 Cột J và Bus dương.

Bước 19: Nối đất ATMEGA328 (analog)

Gắn chân nối đất trên 328 vào Bus mặt đất bằng cách sử dụng Jumper giữa Hàng 7 Cột J và Bus mặt đất.

Bước 20: 555 Đầu ra bộ hẹn giờ tới Đầu vào ATMEGA328

Kết nối chân đầu ra từ Bộ hẹn giờ 555 với Chân đầu vào 4 trên 328 bằng dây Jumper giữa chân 555 Bộ hẹn giờ 3 Hàng 29 Cột D và Hàng 4 Cột D.

Ở đây đầu ra kỹ thuật số của 555 kích hoạt chân ngắt trên 328, INT0, chân này đo và so sánh thời lượng xung.

Bước 21: Núm

Cần chuẩn bị núm đi kèm bằng cách uốn nhẹ ba chân của nó (uốn cả ba cùng một lúc) để núm có thể đứng thẳng đứng. Chèn Núm vào bên trái của breadboard trong Cột A Các hàng 19, 20 và 21. '

Bước 22: Núm gạt đến đầu vào tương tự ATMEGA328

Kết nối chân giữa của Núm với Đầu vào Tương tự (A0) của 328 bằng dây Jumper. Gắn một jumper giữa Knob Row 20 Cột E và 328 (A0 pin) Row 6 Cột G.

Bước 23: Giắc cắm MIDI

Chèn giắc cắm MIDI vào breadboard. Chuẩn bị giắc cắm bằng cách xác định hai chốt gắn nhọn nằm ở phía trước của giắc cắm MIDI và uốn cong chúng lên trên để chỉ ra mặt trước của giắc cắm MIDI. Đặt giắc cắm MIDI ở phía bên phải của breadboard, với giắc cắm hướng về phía bên phải. Cắm giắc MIDI vào Cột I và J, Hàng 18, 19, 21, 23 và 24. Năm chân giắc MIDI sẽ vừa khít (vừa khít) với bảng mạch, hãy cẩn thận không đẩy quá mạnh.

Bước 24: Pin dữ liệu MIDI vào ATMEGA328 Tx

Kết nối chân đầu ra Dữ liệu MIDI với chân Truyền nối tiếp (Tx) ATMEGA328, bằng cách gắn một jumper giữa Cột F Hàng 23 (Chân Dữ liệu MIDI 5) và Cột B Hàng 3 (328 Tx).

Bước 25: Điện trở MIDI thành V +

Kết nối một điện trở giữa chân nguồn MIDI (4) và V + bằng cách sử dụng điện trở 220 Ohm được kết nối với Cột H Hàng 19 (nguồn MIDI) và Bus tích cực ở phía bên phải của bảng.

Bước 26: Nhảy đất MIDI

Kết nối chân MIDI Ground với Bus nối đất bằng dây Jumper giữa Cột F Hàng 21 (MIDI Ground) và Bus nối đất.

Bước 27: Núm nút điện áp dương

Kết nối chân điện áp dương của Knob với Bus dương bằng cách sử dụng một dây nối giữa Cột D Hàng 19 và Bus dương.

Bước 28: Knob Ground

Kết nối chân Knob Ground với Bus nối đất bằng cách sử dụng một dây nối giữa Cột D Hàng 21 và Bus nối đất.

Bước 29: Đèn LED (đỏ)

Có 5 đèn LED màu trong MIDIsprout cung cấp màn hình ánh sáng và chỉ báo trạng thái của các nốt MIDI đang được phát.

Kết nối Cực dương LED (màu đỏ) - chân dài với Cột A Hàng 5 và Cực âm LED với Xe buýt Mặt đất.

** - Để đơn giản hơn, chúng tôi đang bỏ qua điện trở giới hạn dòng trong bản dựng này, vui lòng xem phụ lục để biết các bước bao gồm điện trở với đèn LED.

Bước 30: Đèn LED (màu vàng)

Kết nối cực dương của LED (màu vàng) - chân dài với Cột A Hàng 11 Kết nối cực dương của đèn LED (màu đỏ) - chân dài với Cột A Hàng 5 và Cathode của LED với Bus mặt đất. Và Cathode LED với Bus mặt đất.

Bước 31: Đèn LED (xanh lục)

Kết nối Cực dương LED (màu xanh lá cây) - chân dài với Cột A Hàng 12 và Cực âm LED với Xe buýt Mặt đất.

Bước 32: Đèn LED (xanh lam)

Kết nối Cực dương LED (màu xanh lam) - chân dài với Cột J Hàng 14 và Cực âm LED với Xe buýt Mặt đất.

Bước 33: Đèn LED (trắng)

Kết nối Anode LED (trắng) - chân dài với Cột J Hàng 13 và Cathode LED với Bus mặt đất.

Bước 34: Nơi đặt dao động tinh thể 16MHz

Bộ dao động tinh thể 16MHz nên được thêm vào chân 9 và 10 của ATMEGA328 Hàng 9 và 10 Cột C. Phần không phân cực và tinh thể có thể được chèn vào chân 9 và 10 theo một trong hai hướng.

Bước 35: Bộ pin

Gắn bộ pin vào breadboard bằng cách đặt bộ pin Dây màu đỏ vào Bus điện áp dương của breadboard và dây Sau vào Bus mặt đất của breadboard. Lắp 3 pin AA và bật hộp pin. Với nguồn điện trên đèn LED của Điện kế 555 sẽ sáng.

Kết nối dây dẫn điện cực với giắc cắm ở dưới cùng của bảng mạch, và chạm vào hai đầu nút của dây dẫn. Đèn LED của Điện kế sẽ nhấp nháy theo độ dẫn điện trên các ngón tay của bạn.

Bước 36: Xà phòng hóa dữ liệu sinh học

Khi chạm hoặc gắn các dây dẫn điện cực bằng miếng gel, chương trình MIDIspout sẽ phát hiện những thay đổi nhỏ về độ dẫn điện và biểu diễn những thay đổi này dưới dạng nốt MIDI và đèn nhiều màu sắc!

Kết nối cáp MIDI từ giắc MIDI trên bảng mạch bánh mì, Bộ MIDIsprout có thể được gắn với bộ tổng hợp, bàn phím, máy phát âm thanh và máy tính hỗ trợ MIDI để tạo ra âm thanh phản ứng với các nốt MIDI.

Bằng cách xoay núm, có thể điều chỉnh Ngưỡng / Độ nhạy của MIDIsprout. Bằng cách giảm ngưỡng, có thể phát hiện các dao động nhỏ hơn về độ dẫn điện từ điện kế; bằng cách tăng ngưỡng, cần có những thay đổi lớn hơn để tạo ghi chú. Trong quá trình cài đặt lâu dài, tôi sử dụng cài đặt ngưỡng thấp tạo ra một luồng dữ liệu MIDI lảm nhảm dễ chịu. Đối với các sự kiện tương tác công khai với nhiều cây, tôi tăng ngưỡng này lên khá cao, dẫn đến ghi chú MIDI chỉ được tạo ra khi một người đến rất gần hoặc chạm vào thực vật.