MIDI Step Interface: 12 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Wersja hiszpańska tutaj.

W tej instrukcji pokażemy, jak stworzyć interfejs świetlny i dźwiękowy, który można wykorzystać do odtwarzania „Simon Says” i jako interfejs MIDI. Oba tryby będą grane stopami.

Tło

Projekt narodził się, ponieważ chcieliśmy stworzyć interaktywną instalację, z której mogliby skorzystać niemal wszyscy odbiorcy, bez względu na wiek. Został stworzony z myślą o centrum handlowym, jako jedna z jego atrakcji.

Pierwszą referencją, jaką otrzymaliśmy od klienta, była ta wersja Simon Says, którą można było grać ludzkimi stopami. W zasadzie musieliśmy powtórzyć ten pomysł.

Zbadaliśmy podobne gry/platformy i znaleźliśmy wiele parkietów tanecznych, większość z nich działa ze światłem, ale nie z dźwiękiem. Znaleźliśmy również duże fortepiany na stopy, więc pomyśleliśmy, że dodanie funkcjonalności instrumentu muzycznego może przynieść coś ciekawego. Z miłości do muzyki!

Zastanowiliśmy się również nad kształtem platformy. Prawie każdy parkiet, który znaleźliśmy, był prostokątny, z kwadratowymi podkładkami. Jest jeden wyjątek, który ma okrągłe klocki. Chcieliśmy nadać naszej platformie inny charakter, zachowując modułowy aspekt kwadratów, dlatego zdecydowaliśmy się na sześciokąty.

Szukając projektów o sześciokątnych kształtach, znaleźliśmy ten. Pomysł stworzenia sześciokątnych kształtów był dla nas ekscytujący… nie mieliśmy pojęcia, co nadchodzi.

Mieliśmy jaśniejszy cel:

• Simon mówi gra
• Instrument muzyczny
• Sześciokątne podkładki

Krok 1: Materiały

Dla każdej podkładki:

1.5) Miernik paska Neopixel

1) Przemysłowy wyłącznik krańcowy

1) Opaline Acrylique o grubości 1 cm

1) sześciokąt z PCV

1) Sześciokątna struktura profilu metalowego

Ogólny:

1) LattePanda

1) MUX

1) Źródło zasilania 5VDC 50A

1) Przemysłowy panel sterowania

1) Perma-Proto

1) Etui LattePanda

1) Gniazdo zasilania 5V @2,5a

10) Rezystor 10k omów

5) Zacisk śrubowy

1) Głośnik

Plastikowe pasy zabezpieczające

Krok 2: Wybór tablicy kontrolnej

Arduino to płytka rozwojowa, z której korzystamy od dawna. To nigdy nie zawiodło, niemniej jednak musimy sprawdzić wszystkie wymagania dla tego projektu:

• Światło: Jasność o wysokiej intensywności i złożone wzory, używamy Neopikseli
• Podkładki: Podkładki powinny reagować na kroki użytkownika. Zdecydowaliśmy się na przełączniki.
• Gra: będzie przetwarzana przez mikrokontroler.
• Dźwięk: Na początku myśleliśmy o zaprojektowaniu własnych dźwięków za pomocą PureData, dlatego potrzebowaliśmy komputera, który mógłby uruchomić program.

Zagłębimy się w te tematy w dalszej części, na razie część, którą musimy rozwiązać, to dźwięk.

Rozważaliśmy użycie PureData, ponieważ nawet jeśli możesz generować dźwięk za pomocą Arduino, może to w pewnym momencie stać się skomplikowane i ograniczone, podczas gdy w przypadku PD możemy wykonać syntezę lub łatkę do wyzwalania dźwięków przez MIDI. Potrzebowaliśmy komputera do uruchomienia PD i Arduino, aby kontrolować wszystko inne.

Zbadaliśmy dostępne opcje i naprawdę spodobały nam się możliwości z płytą LattePanda: komputer z systemem Windows 10 i zintegrowanym Arduino. Bingo!

LattePanda ma port GPIO, na którym można znaleźć zmapowane piny Arduino, dzięki którym możemy uzyskać kontrolę nad przełącznikami i neopikselami pada.

Programowanie gry odbywałoby się również na wbudowanej płytce Arduino, która nawiasem mówiąc jest Arduino Leonardo.

LattePanda ma gniazdo 3,5, z którego dostaniemy dźwięk.

Istnieje wiele płyt, których mogliśmy użyć, może zastanawiasz się, dlaczego nie użyliśmy Raspberry Pi. Oto dlaczego:

• Adafruit sugeruje, aby nie kontrolować Neopixels za pomocą RaspberryPie z powodu problemów z zegarem. To jest problem, którego Arduino nie ma.
• Programowanie pinów GPIO w RaspberryPie należy wykonać za pomocą Pythona. Nie znamy języka programowania.
• Nawet gdy mogliśmy połączyć Arduino i RaspberryPie, chcieliśmy rozwiązać wszystko za pomocą jednej płytki.
• RaspberryPie uruchamia specjalną wersję systemu Windows 10 (IoT Core).

LattePanda jest droższa i ma znacznie mniejszą społeczność programistów niż inne płyty. Jeśli nie jesteś pewien, czy korzystasz z LattePanda, możesz również korzystać z innych tablic (Raspy, UDOO, BeagleBone itp.), z przyjemnością poznamy Twoje wyniki.

Krok 3: Projektowanie i prototypowanie konstrukcji

Punkty, które braliśmy pod uwagę przy projektowaniu konstrukcji:

• Noś wagę osoby dorosłej
• Nadaje się do użytku na zewnątrz
• Dbaj o bezpieczeństwo elektroniki

Zdecydowaliśmy się na profile metalowe ze względu na wytrzymałość, niski koszt i dostępność materiału.

Konstrukcja składa się z dwóch sześciokątów połączonych sześcioma krótkimi słupami:

Na każdy sześciokąt wycinamy szlifierką taką samą do tyczek 12 kawałków metalu, a następnie wszystko spawaliśmy.

Pozostała przestrzeń między dwoma sześciokątami pomaga chronić przed wodą lub wszystkim, co może spowodować uszkodzenie elektroniki, a także poprowadzić kable.

Krok 4: Powierzchnia schodkowa

Gdy mieliśmy już metaliczną strukturę, musieliśmy omówić dwa punkty:

• Powierzchnia zabezpieczająca elektronikę
• Powierzchnia, na której wejdzie użytkownik

Do powierzchni chroniącej elektronikę i znajdującej się wewnątrz sześciokąta zdecydowaliśmy się użyć materiału pcv, nie jest drogi, jest łatwy w obróbce i do pewnego stopnia jest odporny na wodę.

Na powierzchnię, po której stąpają użytkownicy, wybraliśmy opalinę akrylową ze względu na jej interakcję ze światłem oraz o grubości 1cm, aby mogła wytrzymać ciężar dorosłego człowieka.

Wszystko wycinaliśmy maszyną laserową, było to szybkie i niedrogie. Możesz znaleźć załączone pliki

Krok 5: Instalacja pasków Neopixel

Wybraliśmy wodoodporne paski z 96 neopikselami na metr. Adafruit ma szczegółowy przewodnik po neopikselach.

My…

• Wlutowany rezystor 470 omów na początku każdego paska
• Zainstalowałem pasek na wewnętrznej krawędzi sześciokąta
• Używane rzepy do mocowania pasków na swoim miejscu
• Przylutowane przedłużenie do listwy wychodzącej z powierzchni pcv.

Krok 6: Instalowanie przełącznika

Do aktywacji padów wybraliśmy przemysłowy przełącznik mechaniczny. Ze względu na elastyczność akrylu i ponieważ przełącznik jest umieszczony w środku sześciokąta przez arkusz pcv, wielkość nacisku, który musi być aktywowany, może być osiągnięta, gdy użytkownik wchodzi na powierzchnię akrylu. Skalibrowaliśmy, jak wysoko lub nisko muszą być przełączniki z podkładkami.

Krok 7: Lutowanie złącza i kabli

Każdy sześciokąt posiada włącznik i pasek LED z łącznie 5 kablami. Kable te muszą być podłączone do obwodu sterującego, w którym wszystko będzie skoncentrowane.

Użyliśmy dwóch złączy XLR; jeden na neopiksele (3 kable) i drugi na przełącznik (2 kable). Idealnym scenariuszem byłoby tylko jedno złącze, ale nie było nas na to stać, jeśli możesz, znacznie ułatwi to sprawę.

Krok 8: Przygotowanie panelu sterowania

Co znajduje się w panelu sterowania:

• Złącza żeńskie XLR
• Zasilacz
• LattePanda

Krok 9: Lutowanie obwodu sterującego i połączeń LattePanda

Przełączniki są podłączone do 16-wejściowego multipleksera

Neopiksele podłącza się bezpośrednio do pinów Arduino.

Do LattePandy wykorzystaliśmy etui zaprojektowane przez markę.

Możesz znaleźć projekt obwodu w załączeniu.

Krok 10: Podłączanie elektrod do panelu sterowania i zasilacza

Mocowanie złącza XLR do panelu

Oznakowanie złączy

· Przylutowanie kabli XLR do złącz śrubowych

· Mocowanie źródła zasilania, obwodu sterującego i LattePanda

· Porządkowanie kabli

· Podłączanie kabli pada do panelu sterowania

Krok 11: Programowanie

Informacje te okazały się bardzo przydatne do sterowania MIDI

Użyliśmy tej biblioteki dla Arduino

Użyliśmy tej poprawki do PureData

W przypadku sampli muzycznych istnieje kilka bezpłatnych alternatyw w sieci

Do sterowania Neopixels wykorzystaliśmy bibliotekę FastLED

W przypadku gry „Szymon mówi” ta instrukcja była naprawdę przydatna

Krok 12: Wyprodukowanie struktury, która chroni platformę

Głównym celem tej struktury jest:

Utrzymywanie zjednoczonych sześciokątów

Ochrona sześciokątów przed warunkami atmosferycznymi

I nagroda w Audio Contest 2018