Biodata Sonification: 36 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Ստեղծեք MIDI գրառումներ ՝ հիմնված երկու զոնդերի գալվանական հաղորդակցության փոփոխությունների վրա:

Կոդի վերջին տարբերակի և թարմացված ձեռնարկների համար այցելեք Electricforprogress.com և ստուգեք իմ github նախագիծը

Քայլ 1: Solderless Breadboard

Էլեկտրոնիկայի փորձերի հիմնական գործիքը Soldless Breadboard- ն է: Թույլ տալով օգտվողներին միացնել բաղադրիչները միմյանց հետ և հեշտությամբ վերաձևակերպել, Breadboard- ը թույլ է տալիս էլեկտրոնիկայի նորեկներին և փորձառու ինժեներներին նախագծերի նախատիպը դնել և հեշտությամբ միացնել էլեկտրոնային համակարգերը:

Հացաթղթերն ունեն մի շարք անցքեր, որոնք էլեկտրականորեն կապված են: Հորիզոնական տողերը անցնում են Breadboard- ի միջոցով տերմինալային շերտերով `կապված 5 կետերի հետ և նշվում են abcde և fghij տառերով: Հացատախտակի մեջտեղում գտնվող մեծ բաժանումը բաժանում է հորիզոնական շարքերը, ինչը հեշտացնում է Dual Inline Package (DIP) միկրոչիպերի օգտագործումը: Տախտակի կողքերին կան անցքերի ուղղահայաց սյուներ, որոնք սովորաբար նշված են Կարմիր և Կապույտ գծերով: Այս ուղղահայաց սյուներն առավել հաճախ օգտագործվում են հոսանքի միացումների համար (դրական լարման և գրունտի) և կոչվում են «ավտոբուս»: Մենք կցենք մեր բոլոր Դրական և Վերգետնյա կապերը այս Ավտոբուսներին `տախտակի յուրաքանչյուր կողմում: Հետագա քայլին մենք կկապենք գետնափայտը և դրական ավտոբուսները հացահատիկի յուրաքանչյուր կողմում:

Երկու էլեկտրոնային բաղադրիչ «միացնելու» համար մենք պարզապես տեղադրում ենք մասերի լարերը (կամ «ոտքերը») հարակից հորիզոնական անցքերի մեջ: Սա թույլ է տալիս օգտվողին միացնել բազմաթիվ բաղադրիչներ ՝ օգտագործելով յուրաքանչյուր 5 հորիզոնական տող:

Քայլ 2: Տեղադրեք 555 ժամաչափ

555 ժմչփը 8 -փինանոց DIP միկրոչիպ է, որը մենք կկարգավորենք որպես խելամիտ մուլտիվիբրատոր, որը կարող է չափել էլեկտրական հաղորդունակությունը: Ուղղորդեք չիպը այնպես, որ Pin 1 -ը վերևում լինի. Դուք կտեսնեք փոքր շրջանակ 1 -ի մոտ, ինչպես նաև տեսեք դիագրամը, որը նույնականացնում է 555 ժամաչափի յուրաքանչյուր կապում:

Տեղադրեք 555 ժամաչափը Breadboard- ի ներքևում: Հացատունը դասավորված է մեջտեղից բացվածքով, միկրոչիպը պետք է անցնի այս բացը: Հացաթղթի տողերը համարակալված են, մենք 555 ժամաչափը կտեղադրենք 27, 28, 29 և 30 տողերում, 27 -րդ շարքում ՝ 1 -ով:

Քայլ 3: Ամրացրեք 1 -ը գետնին

555 Pin 1 -ը գետնին ամրացնելով, 27 -րդ տող A սյունակից մի ցատկող մետաղալար ավելացրեք Ground ավտոբուսին:

Քայլ 4: ingամկետային կոնդենսատոր C1

Connectամկետային կոնդենսատոր C1- ը (0.0042uF) միացրեք 555 ժամաչափի Pin 1 -ի և Pin 2 -ի միջև: Տեղադրեք փոքրիկ կապույտ կոնդենսատորը 27 -րդ և 28 -րդ շարքերում B սյունակում:

Այս կոնդենսատորը սահմանում է ժամաչափի ընդհանուր հաճախականությունների տիրույթը, այստեղ մենք օգտագործում ենք շատ փոքր արժեք 555 -ից իմպուլսների ամենաբարձր լուծաչափը ստանալու համար, երբ չափում ենք երկու զոնդերի էլեկտրական հզորության տատանումները:

Քայլ 5. Կոնդենսատոր C2- ի անջատում

Միացրեք բարձր հաճախականության անջատման C2 կոնդենսատորը (1uF) 555 er'sամաչափի դրական և հիմքով, 27 -րդ շարքի 1 -ին և 8 -րդ կապերը, D և G սյունակները:

Կարող է օգտակար լինել կոնդենսատորի ոտքերը կտրատել ՝ հացահատիկի վրա ավելի լավ տեղավորվելու համար, բայց զգույշ եղեք, որպեսզի ոտքերը բավականաչափ տարածք թողնեն միկրոչիպի վրա և ամբողջությամբ կապվեն հացահատիկի վարդակների հետ:

Քայլ 6. Էլեկտրոլիտային կոնդենսատորի անջատում C3

Connectածր հաճախականության անջատման էլեկտրոլիտային կոնդենսատոր C3 (41uF) միացրեք 555 ժամաչափի դրական և հիմքի վրա, 27 -րդ շարքի 1 -ին և 8 -րդ կապերը, C և H սյունակները:

Նկատի ունեցեք, որ էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորները բևեռացված են ՝ բացասական ծայրը նույնացնելով սպիտակ շերտով ՝ կափարիչի կողքով; ապահովեք, որ կոնդենսատորի բացասական կողմը գնա դեպի Pin 1 (Ground) C սյունակ, իսկ կոնդենսատորի դրական կողմը `դեպի Pin 8 (Positive) H սյունակ:

Քայլ 7: LED ելք

555 Timամաչափի տող 29 պին A- ի ելքային 3 -ին ավելացրեք Կարմիր LED- ը և Ground Bus- ի դիմաց: Տեղադրեք LED- ի (անոդի) ավելի երկար կապը 29 -րդ շարքի A սյունակում, իսկ LED- ի ավելի կարճ ոտքը `Ground Bus- ի անցքերից մեկում:

**- LED- ները բևեռացված են և պետք է տեղադրվեն ճիշտ կողմնորոշման մեջ: LED- ի կաթոդի ոտքը (բացասական) կարելի է նույնացնել LED- ի կողքի հարթեցված եզրով, իսկ դրական անոդը `ավելի երկար ոտքով: LED- ի բևեռականությունն ու գույնը կարելի է նույնականացնել պարզ կոճակով մարտկոցի միջոցով, մարտկոցը սահեցնելով LED հանգույցների միջև, կամ կտեսնեք LED լուսավորությունը, կամ ոչ, փորձեք մարտկոցը շրջել այլ ուղղությամբ: LED- ը լուսավորվում է, երբ մարտկոցի + (լայն հարթ) ծայրը միացված է անոդին (ավելի երկար ոտք), իսկ մարտկոցը (փոքր կոճակը) միացված է կաթոդի հիմնային ոտքին: Ձեռք բերեք CR2032 3 վ կոճակով մարտկոց և փորձեք այն:

Այն բանից հետո, երբ ամեն ինչ աշխատեք վերջին քայլին, ցանկության դեպքում կարող եք վերադառնալ և կտրել LED- ի ոտքերը:

ՈICEՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Բոլոր սովորական հանգամանքներում ելքային կապի և LED- ի միջև ռեզիստոր կավելացվի: Այս հավաքածուի կառուցվածքը պարզեցնելու համար բաց են թողնվել ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորները: Հավաքածուի մեջ մենք ներառել ենք դիմադրիչներ յուրաքանչյուր LED- ի համար: Փոփոխված ցուցումները, ներառյալ ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորները, կտրվեն որպես հավելված:

Քայլ 8: Jumper 555 ձգան դեպի շեմ

555 Timer Row 28 սյունակ D- ի 2 -րդ և 6 -րդ Pin- ի միջև Jumper մետաղալարը միացրեք 29 -րդ տող G սյունակին:

Սա ամրացնում է 555 ժմչփի շեմը և ձգան կապիչները, որոնք կազմում են առաջնային էլեկտրոդի մուտքային կապը:

Քայլ 9. Jumper 555 Վերակայեք V+ - ին

555 ժմչփի 4 -րդ PIN- ը միացրեք դրական ավտոբուսին `օգտագործելով Jumper մետաղալար տող 30 սյունակ D- ը դրական ավտոբուսին:

555 ժմչփի 8 -րդ կապը միացրեք դրական ավտոբուսին ՝ օգտագործելով Jumper մետաղալար 27 -րդ տող I սյունակը դրական ավտոբուսին

(ավելացնել պատկեր և քայլ 555 VCC- ի համար V+)

Քայլ 10. Resistor R1 100K 555 Լիցքաթափում դեպի դրական ավտոբուս

551 -ի Pin 7 -ի և Positive Bus- ի միջև միացրեք Resistor R1 (100k): Դիմադրիչի մի կողմը դրեք 28 -րդ տող J սյունակում, իսկ դիմադրության մյուս կողմը `դեպի դրական ավտոբուս:

Քայլ 11. Հետաքննության մուտքագրման վահանակ

Beոնդի մուտքը 3,5 մմ մոնո խցիկ է, որը միացված է հացատախտակին երկու զոդված կապում: Թեև այն նեղ տեղ է, բայց վերնագրին ամրացված վերնագրերը կապվեն 28 -րդ և 29 -րդ տողերի H սյունակում:

Վերնագրի կապումներն ավելացվել են խցիկներին, որպեսզի օգտագործողի համար ավելի դյուրին լինի հավաքածուի կառուցումը: Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ խցիկի կամ կապում ավելորդ սթրեսը կարող է վնասել զոդման միացմանը: Եթե ձեր հավաքածուի մեջ չկան վերնագրի կապիչները, որոնք զոդված են խցիկին, խնդրում ենք տեսնել կցորդի և վերնագրի զոդման հրահանգների հավելվածը:

Քայլ 12: Դրական ավտոբուսի ցատկող

Միացրեք «Դրական ավտոբուսը» տախտակի երկու կողմերում `ձախ և աջ (կարմիր) հոսանքի ավտոբուսի վերևի ամենաբարձր կետերի միջև Jumper մետաղալար տեղադրելով:

Քայլ 13: Վերգետնյա ավտոբուսի ցատկող

Միացրեք Ground Bus- ը տախտակի երկու կողմերում ՝ ձախ և աջ (կապույտ) Ground Bus- ի վերևի ամենաբարձր կետերի միջև Jumper մետաղալար տեղադրելով:

Քայլ 14: Գալվանոմետրի փորձարկում

Այժմ մենք պատրաստ ենք միացնել որոշ մարտկոցներ և փորձարկել 555 erամաչափից մեր նոր կառուցած Գալվանոմետրը:

Տեղադրեք 3 AA մարտկոց սև մարտկոցի տուփի մեջ, համոզվեք, որ տուփի հոսանքի անջատիչը գտնվում է «OFF» դիրքում: Կցեք Մարտկոցի տուփը Կարմիր մետաղալարը Breadboard Positive (կարմիր) ավտոբուսին, Մարտկոցի տուփը Սև մետաղալարը կցեք Breadboard Ground (կապույտ) ավտոբուսին: Այժմ մարտկոցի տուփի հոսանքի անջատիչը սահեցրեք «ON»: LED- ը պետք է լուսավորված լինի ՝ ցույց տալով, որ 555 ժամաչափը միացված է:

Կցեք սպիտակ էլեկտրոդի լարերը (դեռ չանհանգստանաք կպչուն բարձիկներով) Գալվանոմետրին միացնող 3.5 մմ անցքի վրա: Ձեր մատներով դիպչելով էլեկտրոդների մետաղական կոճակի ծայրերին, դուք կկարողանաք տեսնել LED լուսարձակը `հիմնված հաղորդունակության փոփոխությունների վրա: Էլեկտրոդներին շատ թեթև դիպչելը կարող է դանդաղ լուսավորել և անջատել լուսադիոդի բռնկումը, իսկապես ուժեղ սեղմելով էլեկտրոդները, LED- ն շատ արագ է բռնկվում ՝ երևալով, որ LED- ը մնում է լուսավորված կամ մի փոքր թուլացած:

Քայլ 15. Տեղադրեք ATMEGA328 28 պին DIP

Ձեր MIDIsprout Kit- ը գալիս է նախապես ծրագրավորված ATMEGA328 միկրո վերահսկիչով, ապահովիչներն աշխատում են 8 ՄՀց հաճախականությամբ ներքին տատանումների վրա (ապահովիչներ. Low-E2 High-D9 Ext-FF) և նախաբեռնված MIDIsprout- ի որոնվածով: Այս 28 փին DIP- ն ունի 14 կապում երկու զուգահեռ տող:

Տեղադրեք 328p չիպը տախտակի վերևում ՝ նույնականացնելով Pin 1 -ը չիպի փոքր շրջանակի միջոցով, 1-14 -րդ տողերի մեջ, որոնք ընդգրկում են DIP- ը E և F սյունակների բացերի միջով:

** Հեշտ ծրագրավորելու և փորձարկելու համար հնարավոր է ավելացնել 16 ՄՀց տատանում `տախտակի 9 -րդ և 10 -րդ կապում, և ծրագիր` օգտագործելով arduino Uno տախտակ `MIDIsprout կոդի փոփոխություններով: ATMEGA328- ը կարող է նաև ծրագրավորվել ICSP- ի միջոցով արտաքին ծրագրավորողի (այլ arduino) և Jumper լարերի լաբիրինթոսով;)

** Նաև որպես լրացում, MIDIsprout Kit- ը կարող է կառուցվել Galvanometer- ի հավաքման նախորդ քայլերի միջոցով, իսկ տախտակը կցված է անմիջապես Arduino Uno- ին: Մնացեք մեզ հետ…

Հղման համար, կոդը նախապես բեռնված է MIDIsprout- ի ընթացիկ տարբերակում.

Arduino կոդ:

Քայլ 16. Միացրեք ATMEGA328- ը

328 -ի վրա ամրացրեք VCC կապը Դրական ավտոբուսին ՝ օգտագործելով 7 -րդ շարքի A սյունակի և դրական ավտոբուսի միջև ընկած ցատկիչ:

Քայլ 17: Հիմնացրեք ATMEGA328- ը

328 -ի Ground կապը ամրացրեք Ground Bus- ին ՝ օգտագործելով 8 -րդ շարքի B սյունակի և Ground ավտոբուսի միջև ընկած ցատկիչ:

Քայլ 18: Միացրեք ATMEGA328- ը (անալոգային)

328 -ի անալոգային լարման կապը ամրացրեք Դրական ավտոբուսին ՝ օգտագործելով 9 -րդ տող J սյունակի և դրական ավտոբուսի միջև ընկած ցատկիչ:

Քայլ 19: Հիմնացրեք ATMEGA328- ը (անալոգային)

328 -ի Ground կապը կցեք Ground Bus- ին ՝ օգտագործելով 7 -րդ շարքի J սյունակի և Ground ավտոբուսի միջև ընկած ցատկիչ:

Քայլ 20: 555 erամաչափի ելք դեպի ATMEGA328 մուտքագրում

555 ժմչփից 328 -ի մուտքային կապ 4 -ին միացրեք ելքային կապը 555 ժամաչափի 3 -րդ շարքի 3 -րդ տող 29 սյունակ D և տող 4 սյունակների միջև ՝ Jumper մետաղալարով:

Այստեղ 555 -ի թվային ելքը 328, INT0- ի վրա առաջացնում է ընդհատման քորոց, որը չափում և համեմատում է զարկերակի տևողությունը:

Քայլ 21. Բռնակ

Ներառված կոճակը պետք է պատրաստվի ՝ նրբորեն թեքելով նրա երեք ոտքերը (թեքեք երեքը միաժամանակ), որպեսզի բռնակը կարողանա կանգնել ուղղահայաց: Տեղադրեք կոճակը տախտակի ձախ կողմում ՝ A, 19, 20 և 21 տողերի սյունակում »

Քայլ 22. Ձեռքի մաքրիչ ATMEGA328 անալոգային մուտքագրման համար

Բռնակի կենտրոնական կապը միացրեք 328 -ի անալոգային մուտքին (A0) Jumper մետաղալարով: Կցեք թռիչք Knob Row 20 սյունակի E- ի և 328 (A0 կապի) 6 -րդ տողի G սյունակի միջև:

Քայլ 23. MIDI Jack

Տեղադրեք MIDI Jack- ը տախտակի մեջ: Պատրաստեք խրոցը ՝ նույնականացնելով MIDI խցիկի առջևի մասում տեղադրված երկու սրածայր ամրակները և դրանք թեքելով դեպի վեր ՝ MIDI խցիկի առջևը մատնանշելու համար: Տեղադրեք MIDI խցիկը տախտակի աջ կողմում, իսկ խցիկը ՝ դեպի աջ կողմը: Տեղադրեք MIDI խցիկը I և J սյունակների մեջ, 18 -րդ, 19 -րդ, 21 -րդ, 23 -րդ և 24 -րդ սյունակների մեջ: MIDI- ի հինգ խարիսխը կապում են սեղանին (զգույշ), զգույշ եղեք, որ շատ չսեղմեք:

Քայլ 24. MIDI տվյալների կապը ATMEGA328 Tx- ին

Միացրեք MIDI Տվյալների ելքային կապը ATMEGA328 սերիական փոխանցման (Tx) քորոցին ՝ մի ցատկիչ ամրացնելով սյունակ F տող 23 (MIDI տվյալների կապ 5) և B սյունակ 3 (328 Տխ) սյունակների միջև:

Քայլ 25. MIDI Power Resistor դեպի V+

Միացրեք ռեզիստորը MIDI հոսանքի (4) և V+ - ի միջև ՝ օգտագործելով 220 Օմ ռեզիստոր, որը միացված է սյունակ H տող 19 -ին (MIDI հզորություն) և տախտակի աջ կողմում գտնվող դրական ավտոբուսին:

Քայլ 26. MIDI Ground Jumper

Միացրեք MIDI Ground քորոցը Ground ավտոբուսին ՝ օգտագործելով Jumper մետաղալար F սյունակ 21 սյունակի (MIDI Ground) և Ground ավտոբուսի միջև:

Քայլ 27. Բռնակի դրական լարում

Միացրեք Knob դրական լարման քորոցը Դրական ավտոբուսին ՝ օգտագործելով D սյունակ 19 սյունակի և Դրական ավտոբուսի միջև ընկած թռիչք:

Քայլ 28. Knob Ground

Միացրեք Knob Ground քորոցը Ground Bus- ին, օգտագործելով jumper D սյունակ 21 -ի և Ground Bus- ի միջև:

Քայլ 29: LED (կարմիր)

MIDIsprout- ում կան 5 գունավոր լուսադիոդներ, որոնք ապահովում են լուսային շոու և նշում MIDI նվագարկումների վիճակի մասին:

Միացրեք LED (կարմիր) անոդը `երկար ոտքը A սյունակ 5 -րդ սյունակին, իսկ LED կաթոդը` գրունտային ավտոբուսին:

**- Պարզության համար մենք բաց ենք թողնում ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորները այս կառուցվածքում: Խնդրում ենք տեսնել հավելվածը `LED- ների հետ դիմադրություններ ներառելու քայլերի համար:

Քայլ 30: LED (դեղին)

Միացրեք LED (դեղին) անոդը `երկար ոտքը A սյունակին 11 Միացրեք LED (կարմիր) անոդին` երկար ոտքը A սյունակ 5 -ին և LED կաթոդին Ground Bus- ին: Եվ LED կաթոդը Ground Bus- ին:

Քայլ 31. LED- ներ (կանաչ)

Միացրեք LED (կանաչ) անոդը `երկար ոտքը A սյունակ 12 -րդ սյունակին, իսկ LED կաթոդը` գրունտային ավտոբուսին:

Քայլ 32: LED (կապույտ)

Միացրեք LED (կապույտ) անոդը `երկար ոտքը J սյունակ 14 -րդ սյունակին, իսկ LED կաթոդը` Ground Bus- ին:

Քայլ 33: LED (սպիտակ)

Միացրեք LED (սպիտակ) անոդը ՝ երկար ոտքը J սյունակ 13 -րդ սյունակին, իսկ LED կաթոդը ՝ Ground Bus- ին:

Քայլ 34: 16 ՄՀց բյուրեղային տատանումների տեղակայող միջոց

16MHz բյուրեղյա տատանողը պետք է ավելացվի ATMEGA328 տող 9 -ի և 10 -րդ սյունակի 9 -րդ և 10 -րդ կապում: Մասը բևեռացված չէ, և բյուրեղը կարող է տեղադրվել 9 -րդ և 10 -րդ կապում երկու կողմնորոշման դեպքում:

Քայլ 35. Մարտկոցի փաթեթ

Կցեք մարտկոցը տախտակին `մարտկոցը դնելով կարմիր մետաղալարեր հացահատիկի վրա` դրական լարման ավտոբուսի մեջ, իսկ հետևի մետաղալարը `տախտակի գրունտային ավտոբուսի մեջ: Տեղադրեք 3 AA մարտկոց և միացրեք մարտկոցի տուփը: 555 Galvanometer- ով LED- ի միացման դեպքում պետք է լուսավորվի:

Միացրեք էլեկտրոդի հոսքերը դեպի տախտակի ներքևի հատվածը և դիպչեք լարերի երկու կոճակների ծայրերին: Galvanometer LED- ը պետք է թարթվի ի պատասխան ձեր մատների հաղորդունակության:

Քայլ 36. Կենսատվյալների սոնֆիկացում

Երբ էլեկտրոդի լարերը դիպչում կամ ամրացվում են գել բարձիկների միջոցով, MIDIspout ծրագիրը կհայտնաբերի հաղորդունակության փոքր փոփոխություններ և կներկայացնի դրանք որպես MIDI գրառումներ և գունագեղ լույսեր:

MIDI մալուխը MIDI խցիկից միացնելով հացի տախտակին, MIDIsprout Kit- ը կարող է կցվել սինթեզատորներին, ստեղնաշարերին, ձայնի գեներատորներին և MIDI- ին աջակցող համակարգիչներին `MIDI նշումների արձագանքման համար հնչյուններ արտադրելու համար:

Բռնակը պտտելով ՝ MIDIsprout- ի շեմը/զգայունությունը կարող է ճշգրտվել: Նվազեցնելով շեմը ՝ կարելի է հայտնաբերել գալվանոմետրից հաղորդակցության ավելի փոքր տատանումներ. շեմը բարձրացնելով `ավելի մեծ փոփոխություններ են պահանջվում` նշումներ արտադրելու համար: Երկարաժամկետ տեղադրման ընթացքում ես օգտագործում եմ ցածր շեմային պարամետր, որն արտադրում է MIDI տվյալների հաճելի բամբասանքային հոսք: Բազմաթիվ բույսերով հանրային ինտերակտիվ միջոցառումների համար ես շեմը բարձրացնում եմ բավականին բարձր, ինչը հանգեցնում է նրան, որ MIDI գրառումները արտադրվում են միայն այն ժամանակ, երբ մարդը շատ մոտ է կամ ֆիզիկապես դիպչում է բույսին: