Giao diện bước MIDI (versión En Español): 12 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Versión en inglés aquí.

En este hướng dẫn te mostraremos cómo hacer una plataforma interactiva de luz y sonido, que puede ser usada para jugar el famoso “Simon Says” al igual que como un controlador MIDI. Ambos modos operados con los pies!

Antecedentes

El proyecto nació por la idea de hacer una pieza interactiva con la que el público pudiera divertirse sin importar su edad, tanto para niños como para adultos. Y se hizo para un centro comercial, como parte de las atracciones que ofrece en sus instalaciones.

La primerferencia que Recogbimos por parte del cliente es una versión del Simon Nói para tocar con los píes, básicamente teníamos que replicar algo así.

Nos dimos a la tarea de buscar otros tipos de plataforma, entre las que Predaban las pistas de baile, que en su mayoría trabajan con la luz, pero no con el sonido. En esta búsqueda también nos topamos con thua pianos de gran formato para píes, y nos pareció buena idea hacer una plataforma que no solo fuera para jugar Simon Nói, nhạc cụ sino también para usarlo como. Por el gusto a la música!

Otro khía cạnh que coiramos fue la forma de la plataforma. Todas las pistas de baile que vimos son directangulares, con pad cuadrados, a excepción de una que tenía miếng lót lưu hành. Queríamos desde un inicio trabajar con una forma diferente, que fuera llamativa visualmente y modular al mismo tiempo. Los hexágonos fueron la respuesta.

Al buscar formas hexagones, lo más cercano que encontramos fue este proyecto. La idea de hacer hexágonos nos emocionaba cada vez más… No teníamos idea de lo que vendría Desués.

Teníamos ya un objetivo cada vez más claro: Una plataforma interactiva de luz y sonido que:

• Se pudiera jugar Simon nói
• Funcionara como nhạc cụ
• Tấm lót Tuviera hình lục giác

Bước 1: Vật liệu

Tổng quát:

• 1) LattePanda
• 1) Gabinete para LattePanda
• 1) Loại bỏ 5 VDC một micro usb 2,5A
• 1) Perma-proto
• 1) Multiplexor de 16 kênh
• 10) Điện trở trên 10k ohms
• 1) Fuente de voltaje 5 VDC a 50 A
• 5) Regletas de conectores de tornillo
• Cinchos
• Sujeta cinchos
• khóa dán
• Cinta doble cara
• 1) Altavoz activo de alta potencia
• 1) Cáp auxiliar de 3,5 mm
• 1) Gabinete công nghiệp

Đĩa lót:

• 1.5) Metro de tira Neopixel de 96 đèn LED
• 1) Interruptor de límite công nghiệp
• 1) Hexágono de acrílico opalino de 1 cm
• 1) Hexágono de trovicel de 6 mm
• 1) Estructura de PTR
• khóa dán
• Silicón
• Cáp 5 vías
• Cáp 3 vías
• Cáp 2 vías
• Termofil

Bước 2: Điều khiển Que Elegir La Tarjeta Todo El Sistema

Arduino es, por antonomasia, la tarjeta de desarrollo que hemos ocupado desde hace varios años. Nunca nos ha fallado, tội lỗi cấm vận, es necesario detenerse un poco a penar qué khía cạnh técnicos debemos cubrir para nuestro proyecto:

• Luz: Requerimos iluminar los miếng đệm con alto brillo y con patrones complejos, para ello penamos usar Neopixeles.
• Miếng đệm: Los miếng lót deben responseer a la pisada del usuario, lo más fácil para esto son intertore.
• Juego: Esto se refiere a la dinámica del juego, que debe ser programada y procesada bởi algún vi điều khiển.
• Sonido: En un inicio, teniamos pensado vô cùng quan tâm đến nuestros propios sonidos en Pure Data, por lo tanto prefereríamos una computadora que corriera dicho programma.

Más adelante se profundiza en estos surfaceos, mientras tanto, la parte que nos mantenía en duda, era la del sonido.

Consideramos usar Pure Data, porque si bien con Arduino se pueden chi algunos sonidos, es limitado y complejo, mientras que con PD se puede hacer síntesis o bien un patch para activar sonidos qua MIDI. Dữ liệu thuần túy của bộ điều khiển không cần thiết, bộ điều khiển thuần túy una computadora para Correr, y Arduino para controlar lo demás.

Comenzamos a sondear qué computadora usar, y nos gustó lo que ofrecía LattePanda: una computadora con Windows 10 con una tarjeta Arduino integrationorada. Chơi lô tô!

LattePanda tiene un puerto GPIO en el que se encuentran mapeados los pines de un Arduino, a través de los cuales podriamos manjar losrupores de los pad y los neopixeles.

La programación del juego sería en el mismo Arduino que trae mergeorado, que por cierto, es un Arduino Leonardo.

Para el sonido, LattePanda tiene un jack 3.5 que más adelante conectariamos a un altavoz.

Hay un montón de otras computadoras que pudimos haber usado, seguro te preguntas por qué no usamos Raspberry Pi. Y las razones son las siguientes:

• Adafruit sugiere no controlar Neopixeles con Raspberry, por cuestiones del reloj. Cosa que Arduino sí puede.
• Para controlar los pines GPIO de la Raspy, se tiene que hacer con Python, lenguaje que no dominamos.
• Si bien se puede conectar un Arduino a la Raspy, queríamos una solución de una sola tarjeta.
• Raspberry sửa Windows 10 IoT Core.

Ciertamente LattePanda es costosa y no hay mucha comunidad que la use. Si esto lo ves como una adversidad, te invitamos một người thực dụng otra plataforma. Estaremos encantados de saber que hiciste este proyecto con Raspy, UDOO, BeagleBone, v.v.

Bước 3: Bệnh tật Y Fabricar La Estructura

La idea de hacer la plataforma con hexágonos nadie no la iba a quitar. Como estábamos seguros de ello, comenzamos a disñar la estructura.

Hay muchas cosas a coirar para esta etapa, y nuestra estructura debía cubrir lo siguiente:

• Soportar el peso de personas
• Exposición a la intemperie
• Resguardar la electrónica

Consideramos enseguida Pracizar PTR por su dureza, bajo costo y fácil acceso.

Dado que los hexágonos irían acomodados juntos el una con el otro, se tenía que penar de qué manra pasarían los cable entre ellos, y por esa razón se disñó cada módulo como una especie de sandwich, donde por enmedio pasarían los cable de la electróio pasarían los cable.

Teníamos entonces que Fabricar una estructura de doble hexágono, con unos postes que los splitran.

Al tratarse de una plataforma para pies, se nos hizo fácil coirar un diámetro externo para el hexágono de unos 70 cm, para que fuera de buen tamaño. Hicimos el ejercicio de cortar en papel varios hexágonos con ese diámetro antes de hacer la estructura.

Con todo esto Defdo, comenzamos la Fabricación de nuestro primer prototipo.

Lo primero que hicimos fue cortar en MDF con láser un hexágono con lasmensiones que tensría la estructura, usaríamos esta pieza para guiarnos en cuanto a los ángulos y longitud que deberían tener los tramos de PTR.

Cortar de manra Preisa los tramos de PTR es una tarea bitum difícil, y más cuando no tienes la herramienta adecuada. Nosotros a falta de una sierra ingletadora, usamos una esmeriladora, lo cual complexó mucho este proceso. Debes ser cuidadoso usando esta herramienta, ya que es muy fácil cortar de más y no seguir cortes directos.

Cortamos 12 tramos (6 por cada hexágono) y 6 bài (los que tách một los hexágonos). Una vez que probamos que concidian con el hexágono de MDF, continueamos con la selladura.

Soldamos primero los hexágonos por difference, y luego los sellamos a los postes de difference. Todo un reto!

Somos unos Principiantes en selladura y pronto nos dimos cuenta que nos ibamos a limitar a sellar sólo ese prototipo, y el resto encomendarlo a un herrero Experiado. Si tu eres un buen sellador, anímate a Fabricar todos los hexágonos tú mismo!

Ya con la estructura finalizada, bình xịt la pintamos de blanco con. Te recomendamos hacer esto en un lugar ventado y donde se pueda colgar la estructura para que puedas pintarla por todos los ángulos.

Bước 4: Colocar Las Superficies En La Estructura

Ya con la estructura metálica, ahora seguía pensar en dos cosas:

• La superficie que resguardaría la electrónica.
• La superficie que el usuario pisaría.

La electrónica que iría en cada hexágono Consía únicamente en la tira de neopixeles. Necesitábamos algo que fuera Resistente al agua, en caso de que lloviera y se acumulara el agua debajo de cada hexágono.

Elegimos trovicel, es barato, fácil de cortar, accesible, y Resistente al agua.

Por su parte, para la superficie que pisaría el usuario, queríamos que fuera con acrílico, la duda era qué tan grueso había que ponerlo. El único color posible era blanco opalino, para que ocultara la tira de neopixeles y para difuminar la luz. Desauckynadamente no hay mucha đa dạngad en cuanto a grosores, el más grueso disponible era de 1 cm.

En este primer prototipo, disñamos una especie de tapa para evitar que el agua se filtrara bởi alguna orilla. Para lograrlo el hexágono tenía la orilla dentada para que se pudiera armar en suggest con las paredes de la tapa, y posteriormente fijar las partes con pegacril.

Cortamos en láser ambos hexágonos: el de trovicel y el de acrílico.

Nota: Con dự đoán, sabíamos que es peligroso cortar trovicel con láser, puesto que está hecho de PVC. Con ayuda y agreeimiento del operador de la cortadora láser, lo cortamos rápido, con ventación, y con mascarillas. Lo hicimos porque no disponíamos de un router CNC, y cortarlo con sierra era impreciso y tardado. Asumimos este riesgo solo para el prototipo, el resto de hexágonos de trovicel los cortamos con router. Tú no ocupes cortadora láser!

Con las piezas ya cortadas, montamos todo junto y comenzamos a probarlo.

Durante algunos días nos subimos al hexágono para probar su Resistencia, pero no pasó una semana para que las paredes de la tapa de acrílico empezaran một con ngựa tuyệt vọng. Además el acrílico se pandeaba mucho con el peso de una persona promedio.

Como ya no había acrílico opalino más grueso, optamos por Reduceir el perímetro del hexágono a 50 cm, haciendo la superficie más pequeña ésta sería más khángente. Si bien pudimos colocar algunos soportes de refuerzo en la parte de abajo del acrílico, se vería la sombra de estos cuando se iluminara el hexágono.

Ya no teníamos tiempo para Fabricar nosotros otro hexágono, así que lo mandamos a hacer con un herrero.

Esta última estructura sería la Deftiva para nuestro proyecto, en el modelo 3D que acá te compartimos vienen especificadas susmensiones.

También descartamos la idea tener una tapa compuesta de varias caras pegadas con pegacril. En su lugar decidimos uasr solo una superficie de acrilico que atornillamos por arriba a la estructura. Tanto el acrílico como el trovicel se tuvieron que ajustar al nuevo tamaño. Cortamos en láser 10 hexágonos de acrílico, y con router CNC 10 hexágonos de trovicel.

Bước 5: Instalar La Tira De Neopixeles

Para la iluminación, probamos de qué manra se podía iluminar mejor el acrílico. En Deftiva fue colocando la tira por la orilla. Checa las fotos para que veas la diferencia.

Las tiras que usamos tienen 96 neopixeles por metro y las venden por metros splitdos, es decir, no venden rollos de 5 metros tiep tuc. Esto se volvería pronto un problemma, porque un solo metro no alcanza para cubrir toda la orilla de nuestro hexágono, por lo que tuvimos que unir pedazos.

Adafruit tiene una guía libeante completa sobre estas tiras, te recomendamos leerla antes de usarlas.

Con las tiras hicimos lo siguiente:

• Al inicio de cada tira, điện trở sellamos un 470 ohms. Se recomienda que este điện trở vaya lo más cercano posible a la tira, en lugar del pin de Arduino.
• En el otro Extremo, unimos la tira de un metro, con un tramo de unos 20 cm para completar el perímetro del hexágono.
• Como la plataforma iba a estar expuesta a lluvia e intemperie, compramos tiras a prueba de agua, que traen un recubrimiento. Al unir tiras, tuvimos que abrir este recubrimiento para que los LED estuvieran lo mas juntos posible, y luego sellarlo con ayuda de unas tapitas impresas en 3D y silicón. En las fotos puedes ver más a detalle esto.
• Fijamos las tiras a la estructura con velcro.
• Finalmente, a la tira le sellamos una Extensión (de unos 20 cm) de cable de 3 vías, que baja por una perforación en el trovicel.

Bước 6: Bộ ngắt Instalar El

Hay varias Alternativas para sensar las pisadas del usuario: sensor Capitivo, sensor de distancia, sensor de fuerza, velostat, v.v. Nosotros optamos por usarrupores mecánicos, y esto fue posible gracias a que el acrílico se pandeaba ligeramente cuando alguibreen pisaba. Por otra parte, sólo necesitabamos detar una señal de encendido / apagado y unrupor hace justamente eso.

Sobre quérupor elegir, fuimos a la tienda de electrónica para ver las opciones. Buscábamos algo mạnh mẽ-công nghiệp, y nos encontramos con un gran surtido. La elección se basó de acuerdo al tamaño de nuestra estructura y a la forma de montaje. En las fotos podrás apreciar que el switch que usamos tiene una especie de cuello con cuerda que permite poder atornillarlo a una superficie ngang. Justo lo que necesitábamos!

Usar este tipo de switch es muy fácil, en la parte de abajo trae unos tornillos como terminales a los que se le puede registerlar el cable, no es necesario usar selladura, además estos switch son para intemperie ya que traen una carcasa que los aisla del agua. Les conectamos una Extensión de cable de dos polos de 20 cm aprox.

La forma de calibrar la sensibilidad de los switch va en función de qué tan cerca estén del acrílico. Para calrarlos nosotros nos apoyamos de unas rondanas que printmios en 3D con el grosor necesario para que el switch quedara ajustado al nivel que prefereríamos. Không có usamos rondanas comerciales porque eran muy gruesas.

Bước 7: Soldar La Extensión De Cable De Cada Hexágono

En cada hexágono se tenía el ngắt y la tira de neopixeles, dando un tổng de 5 dây cáp. Các loại cáp Estos tenían que llegar a un circuito de control desde donde se mandarían y Recogbirían las señales. Empleamos kết nối cáp de control de 5 vías. Usamos termofil para proteger los puntos de unión con selladura.

En el otro Extremo de esta Extensión, necesitabamos un conector de 5 cây thông. Hay unos DIN 5 industriales de propósito chung pero son muy caros y elevarían mucho el costo del proyecto, era incluso más barato usar dos conectores XLR de audio que no industrial. Soldamos entonces dos conectores XLR: una para los neopixeles (3 cáp) y otro para el switch (2 cáp).

Usar dos conectores bởi hexágono es algo aparatoso, si tienes suficiencye presupuesto, te recomendamos ampliamente que sử dụng công nghiệp un conector, te ahorrará trabajo y se verá mejor.

También Calculamos el largo de cada cable tomando en cuenta lasmensiones de una estructura que iría por alrededor de los hexágonos. Es de gran Pracidad, por su parte, planear por dónde pasarán los cáp entre hexágonos y disñar un Diagrama deferencia.

Bước 8: Chuẩn bị El Gabinete Que Resguarda El Circuito De Control

A partir de que usamos conectores XLR macho, receríamos usar conectores XLR hembra y estos debían ser montados en un gabinete. El número de conectores junto con el tamaño de la fuente de voltaje y el LattePanda eran lasferencias de las pmiones que teníamos que coirar para el gabinete.

Compramos un gabinete industrial, y para perforarlo Operatingizamos un taladro de columna y una sierra broca para los agujeros de los conectores XLR, cáp los de alimentación AC y audio. Este proceso fue muy tardado debido al amplio grosor de este tipo de cajas, aunado a que el taladro necesita operar a su máxima fuerza y para ello Bridgeere cierto tiempo de reposo por cada tiempo de trabajo (es importante que busques esta Información con el vảiante de tu taladro, pues si no respetas estos tiempos, tu taladro se sobre-calentará con riesgo a dañarse).

Antes de perforar la caja, planifica la ubicación de los circuitos, el flujo de señal dentro y fuera del gabinete, la orientación de ésta, y si va a estar dentro de un mueble o a la intemperie. Không có olvides coirar la Treatidad de conexión para el usuario.

Bước 9: Soldar Circuito De Control Y Conexiones Para La LattePanda

El Circuito de control es libeante đơn giản. Como nuestra plataforma se thành phần của 10 miếng đệm, cuenta con 10 gián đoạn (entradas) y 10 tiras de neopixeles (salidas). Estos 20 dispositivos van a tuong tuong con el Arduino que trae integrationdo la LattePanda, a través de sus pines digitales. Pese a que esta tarjeta cuenta con 20 pines digitales, dos de ellos están Cống hiến nối tiếp (Rx y Tx) y lo recomendable es no usarlos. Entonces tuvimos que recrir al uso de un multiplexor (MUX).

Mất bộ nhớ los conectamos a un multiplexor de 16 entradas para que en lugar de usar 10 pines del Arduino para la lectura, sólo usemos 5.

Por su parte, los neopixeles decidimos sí conectarlos directo a los pines de Arduino, dado que en diferentes pruebas que hicimos, pueden llegar a tener problemas cuando se manjan a través de un MUX y hacen más complejo el código. Lệnh cấm vận tội lỗi, si tienes un buen nivel de programación, no tensrás problemas para usar un MUX Cống hiến một las tiras.

Para proteger y darle ventación a la LattePanda usamos un gabinete Cống hiến que incluye ventador. Con el gabinete puesto, sería difícil montar sobre los pines un khiên a donde irían selladas las conexiones de los cable y el MUX, motivo por el cual disñamos un circuito aparte muy sencillo al cual le sellamos nónctores, algunos kháng lại y el MUX.

Como el circuito es tan básico, lo sellamos directamente sobre una Perma-proto, igual lo puedes soldar sobre una sa khoánga perforada, o bien, Fabricar tú mismo el PCB. Aquí te compartimos el disño en Fritzing.

Bước 10: Conectar Los Pads Al Circuito De Control Y a La Alimentación

Teniendo el circuito de control ya sellado a los pines de la LattePanda y con el gabinete perforado, hicimos lo siguiente:

• Atornillar los conectores XLR hembra al gabinete
• Etiquetar los conectores con sus repectivos nombres
• Soldar el cableado de los conectores XLR a unos conectores de tornillo
• Probar continueidad en todo el cableado
• Fijar la fuente, el circuito de control, y la LattePanda al gabinete
• Organizar los cáp con cinchos y sujeta cinchos
• Conectar los cable de los pad al gabinete

En las fotos se puede ver muy aparatoso el Interior del gabinete, dejando poco claro lo que hicimos, pero acá te compartimos también un crossrama detallado de las conexiones.

Bước 11: Programación

En este tipo de proyectos, es mucho más cómodo cung cấp một la programación, una vez que tienes el phần cứng bien ensamblado: sin falsos; buenas hình nón; listo para uso rudo, v.v.

Para la programación comenzamos con la parte music, quisimos disñar nuestros propios sonidos pero ya no nos dio tiempo de profundizar con eso, así que optamos por hacer un controlador MIDI, donde cada pad lục giác dispararía un sample.

• Para el controlador MIDI, nos ayudó mucho esta Información.
• Utilizamos esta librería para Arduino.
• Para el patch vi Pure Data usamos este.
• Y para los sample hay varias opciones gratuitas que puedes encontrar en internet.

Respecto al manjo de los neopixeles, usamos la librería FastLED.

Y finalmente, para el juego "Simon Says" fue de libeante ayuda este có thể hướng dẫn.

Bước 12: Fabricación De Estructura De Protección Para La Plataforma

No había algo que fijara a los hexágonos y no se movieran cuando una settinga sacando sus mejores pasos de baile, por lo que fue necesario coirar una segunda estructura que cumpliera con dos funciones:

• Mantener unidos a los hexágonos y que no se movieran
• Proteger la orilla de la plataforma contra intemperie

Fabricar una estructura con estas características no sería tarea fácil, así que decidimos encomendarlo a herreros Expertos. En las fotos puedes ver la obra de arte que hicieron estos artesanos.

El gabinete de control y el altavoz se montaron dentro de un mueble de madera.