Giáo viên Sáo Haptic: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Bạn đã bao giờ cảm thấy mệt mỏi khi quên việc đánh ngón tay cho âm thanh B cao và khiến bản thân xấu hổ trước các thành viên cùng nhóm của mình? Không? Chỉ mình tôi? Để giúp tôi ghi nhớ các ngón đàn của mình (thay vì luyện tập), tôi đã xây dựng một Giáo viên Sáo Haptic để giúp tôi nhớ cách chơi từng nốt. Sau khi đọc bài viết này về một giáo viên piano haptic, tôi đã thử làm một người cho một cây sáo. Tôi đã sử dụng hai Arduinos, một vài bộ rung và rất nhiều dây để biến thứ này thành hiện thực. Giáo viên Sáo Haptic biết các ngón đàn cho tất cả các nốt trên cây sáo (bao gồm cả dấu thăng và dấu thăng) và có thể dạy bạn cách chơi âm giai! Để sử dụng giáo viên thổi sáo này, bạn đeo găng tay và sau đó bạn chọn nốt nhạc hoặc bài hát trên màn hình LCD bằng cách nhấn một nút. Khi ghi chú hoặc bài hát mong muốn được hiển thị, hãy nhấn vào nút khác và các ngón tay bạn sẽ ấn xuống ống sáo bắt đầu rung, cho bạn thấy ngón tay. Bằng cách rung từng ngón tay, ý tưởng là việc bấm ngón tay vào nốt nhạc sẽ trở thành bộ nhớ cơ bắp. Dự án này chủ yếu dành cho những người đã biết thổi sáo và cần trợ giúp để ghi nhớ các nốt nhạc và bài hát. Dự án này cũng có thể giúp những người không có nhiều khả năng phối hợp hoặc bị thương ở tay, nơi họ không thể cầm yên đồ vật. Trước khi thực hiện dự án này, hãy đảm bảo rằng bạn biết những điều cơ bản về Arduino và một số mạch điện. Với phần giới thiệu độc đáo, chúng ta hãy bắt đầu quá trình xây dựng!

Bước 1: Danh sách bộ phận

Cần thiết:

2 Arduinos

Bảng bánh mì

Màn hình LCD - để hiển thị nốt nhạc / bài hát

2 nút bấm - để chọn nốt nhạc / bài hát để chơi

Dây điện

10 Động cơ rung - để dán vào găng tay

Một đôi găng tay - để gắn động cơ

2 điện trở 330 ohm

1 chiết áp 10k

3 chip L293D

Không bắt buộc:

1 Bộ rung thụ động

Một hộp để chứa các thiết bị điện tử khi bạn thực hành

Công cụ:

Súng bắn keo nóng

Sắt hàn

Băng

Dụng cụ cắt dây

Bộ não của bạn (quan trọng nhất)

Bước 2: Giao thức I2C

Vì chúng tôi đang xử lý mười động cơ và Arduino chỉ có thể điều khiển tốc độ của động cơ bằng các chân PWM, chúng tôi cần nhiều hơn một Ardunio để điều khiển tất cả mười động cơ. Mỗi Arduino có khoảng 6 chân PWM nên khi chúng ta kết nối hai Arduino, chúng ta có tổng cộng 12 chân PWM. Để kết nối hai Arduinos, chúng tôi sử dụng giao thức I2C. Nói một cách đơn giản, đây là cách để một Arduino "chủ" điều khiển Arduino "nô lệ" khác bằng cách gửi dữ liệu qua các dây dẫn. Nhìn vào sơ đồ fritzing của tôi để thiết lập giao thức I2C. Kết nối A4, A5 và GND của hai Arduinos. Trong mã, Arduino chính gửi một giá trị qua các dây và Arduino nô lệ nhận nó. Tùy thuộc vào giá trị là gì, Arduino nô lệ thực hiện một nhiệm vụ khác nhau. Ví dụ: nếu tôi muốn chơi âm thanh C thấp trên cây sáo của mình, bậc thầy Arduino sẽ gửi giá trị cho độ C thấp qua các dây (đồng thời cho biết ngón tay nào trên bàn tay phải rung) để yêu cầu Arduino nô lệ làm cho các ngón tay đó rung lên. cho mức thấp C. Đây là thông tin thêm về giao thức I2C.

Bước 3: Chuẩn bị động cơ của bạn

Những động cơ này rẻ và khá tệ. Các dây sẽ dễ dàng rơi ra khỏi động cơ và khiến chúng trở nên vô dụng. Bạn sẽ muốn đặt một đốm keo nóng vào nơi dây kết nối với động cơ để cố định chúng. Sau đó, cẩn thận tước các dây mảnh của động cơ và hàn các dây tốt hơn vào dây động cơ. Sẽ không sao nếu một cái bị lỗi hoặc bạn bị hỏng một cái vì khi bạn thổi sáo, không có phím cho ngón tay cái bên phải của bạn, vì vậy bạn chỉ cần 9 động cơ.

Bước 4: Gắn động cơ vào găng tay

Đầu tiên, hãy đeo găng tay vào và đảm bảo rằng chúng vừa vặn. Giữ chúng trên và lấy động cơ của bạn. Tìm một nơi mà động cơ rung sẽ phù hợp thoải mái và các đầu sẽ quay mà không bị cản trở. Sau đó, lấy một ít keo nóng và trong khi găng tay trên tay của bạn (hoặc không nếu bạn không thể xử lý nhiệt) dán các động cơ vào vị trí mong muốn trên ngón tay của bạn. Sau đó, lấy những sợi dây tốt mà bạn đã hàn vào và dán chúng vào chiều dài của găng tay để chúng không bị rối. Sau đó, lấy một số dây dài hơn cuối cùng sẽ kết nối với Arduino (đảm bảo chúng đủ dài để bạn có thể tự do di chuyển khi chúng được kết nối với Arduino (có thể là khoảng chiều dài của cánh tay)) và hàn chúng vào dây kết nối với động cơ. Xoắn hai dây của mỗi động cơ lại với nhau để bạn biết dây nào điều khiển từng động cơ. Bây giờ bạn đã thiết lập động cơ và găng tay, chúng tôi sẽ thiết lập trung tâm điều khiển cho động cơ trên bảng mạch.

Bước 5: Kết nối LCD

Có một số hướng dẫn từng bước khác nhau chỉ cho bạn cách kết nối màn hình LCD với Arduino. Đây là một liên kết đến trang web Arduino cho bạn biết cách kết nối nó. Vấn đề với trang web Arduino là hướng dẫn sử dụng các chân PWM cho màn hình LCD mà chúng ta cần để điều khiển động cơ. Vì vậy, tôi đã thay đổi chân kết nối của màn hình LCD để tôi có thể giải phóng các chân PWM cho động cơ. Kiểm tra sơ đồ của tôi cho những gì tôi đã làm. Cụ thể, đây là những gì tôi đã thay đổi: rs = 7, en = 11, d4 = 5, d5 = 8, d6 = 12, d7 = 13. Bạn sử dụng nồi 10k cho màn hình LCD. Đảm bảo rằng bạn kết nối màn hình LCD với Arduino chính chứ không phải Arduino phụ.

Bước 6: Thiết lập L293D

Ok, vì vậy những con chip này là trình điều khiển động cơ. Mỗi người lái có thể điều khiển 2 động cơ, với khả năng đảo ngược hướng của động cơ trong mã. Đối với mục đích của tôi, tôi có rất nhiều động cơ và không có nhiều chỗ. Vì động cơ quay theo cách nào không quan trọng (nó kêu vang bất kể cách nào), tôi đã kết nối một đầu của mỗi động cơ với đất và đầu kia với chân đầu ra của trình điều khiển động cơ, cho phép chip điều khiển 4 động cơ thay thế của 2. Kiểm tra sơ đồ nối dây của tôi ở trên làm thế nào để đấu dây chúng. Tôi cũng đã thêm biểu dữ liệu để biết thêm thông tin về chức năng của mỗi chân trên chip L239D. Hiện tại, hãy để trống các chân đầu vào vì tôi sẽ đề cập đến vấn đề đó trong bước tiếp theo.

Bước 7: Kết nối Arduino của bạn với Thiết lập L293D

Bây giờ lấy ba thành phần của bạn (găng tay có động cơ, thiết lập L293D và màn hình LCD với Arduinos) và kết nối chúng với nhau. Arduino chính sẽ điều khiển động cơ bên tay phải của bạn và Arduino nô lệ sẽ điều khiển động cơ bên tay trái của bạn. Trên Arduino chính, kết nối: Động cơ Rpointer vào chân 3; Rmiddle = 10; Rring = 9; Rpinky = 6. Đối với kết nối Arduino nô lệ: Lpointer = pin 11; Lmiddle = 10; Lring = 9; Lpinky = 6; Lthumb = 5. Các dây từ Arduino kết nối với chân của L293D bên cạnh chân mà động cơ nó điều khiển được kết nối. Kiểm tra sự điên cuồng của tôi để biết các điểm chính xác. Ngoài ra, bạn cần thiết lập các nút ở đây. Những thứ này sẽ nhanh chóng được thiết lập, chỉ cần làm theo sự điên cuồng của tôi. Tôi đã sử dụng điện trở 330 ohm cho các nút. Kết nối một với chân 2 và chân kia với chân 4 trên Arduino chính. Cái được kết nối với chân 2 sẽ chọn nốt nhạc và cái nối với chân 4 sẽ làm cho động cơ rung theo nốt được hiển thị trên màn hình LCD.

Bước 8: Mã cho cả Arduinos

Chúng ta cần hai bộ mã riêng biệt cho mỗi Arduino. Tôi đã tải chúng lên GitHub của mình. Mỗi chúng đều có tên của Arduino mà chúng phải được tải lên. Hãy chắc chắn rằng bạn đã xem qua mã của tôi. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, họ sẽ được trả lời ở đó.

Bước 9: Cung cấp năng lượng cho nó

Vì động cơ sử dụng rất nhiều năng lượng, tôi đã sử dụng 2 pin 9V để cung cấp năng lượng cho nó. Nó có lẽ không phải là tốt nhất, nhưng nó đã hiệu quả với tôi. Kết nối sơ-vin của cả hai Arduino với đường ray điện của bảng mạch và kết nối đất của thiết bị chính với đường ray của bảng mạch. Và bây giờ bạn đã sẵn sàng để luyện tập tiếng sáo của mình!

Bước 10: Một số tính năng bổ sung

Trong mã của tôi, bạn có thể nhận thấy rằng tôi đã nhận xét ra một vài dòng. Những dòng đó là để làm cho giáo viên thổi sáo chơi cùng bạn thông qua một bộ rung thụ động. Tôi không có buzzer nên tôi chỉ cần thêm tính năng này như một thứ gì đó thú vị. Đơn giản chỉ cần bỏ ghi chú mã của tôi và thêm bộ rung vào một chốt đang mở trên Arduino. Bây giờ bạn có một trò chơi cùng với giáo viên!

Đặt thiết bị điện tử trong hộp hoặc túi để làm cho giáo viên thổi sáo của bạn có thể di chuyển!

Bạn có thể lập trình nhiều bài hát hơn! Vì tôi có mỗi nốt như một phương pháp, bạn có thể chỉ cần thêm một điều kiện khác vào câu lệnh chuyển đổi của tôi và đặt thứ tự các nốt của bài hát bạn muốn chơi. Để thay đổi thời gian, hãy thay đổi độ trễ giữa mỗi nốt nhạc.

Hãy cho tôi biết nếu bạn có câu hỏi hoặc thắc mắc trong phần bình luận bên dưới. Chúc bạn thổi sáo vui vẻ!