Profesor de flauta háptica: 10 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

¿Alguna vez te cansaste de olvidar la digitación de un Si bemol alto y de avergonzarte frente a tus compañeros de banda? ¿No? ¿Solo yo? Bueno, para ayudarme a memorizar mis digitaciones de flauta (en lugar de practicar), construí un profesor de flauta háptica para ayudarme a recordar cómo tocar cada nota. Después de leer este artículo sobre un profesor de piano háptico, intenté hacer uno para flauta. Usé dos Arduinos, un par de timbres y muchos cables para hacer que esto cobre vida. El profesor de flauta háptica conoce las digitaciones de todas las notas de la flauta (incluidos bemoles y sostenidos) y puede enseñarle a tocar la escala cromática. Para usar este profesor de flauta, te pones los guantes y luego seleccionas la nota o canción en la pantalla LCD presionando un botón. Cuando se muestre la nota o canción deseada, presione el otro botón y los dedos que presionaría hacia abajo en la flauta comenzarán a vibrar, mostrándole la digitación. Al hacer vibrar cada dedo, la idea es que la digitación de la nota se convierta en memoria muscular. Este proyecto es principalmente para personas que saben tocar la flauta y necesitan ayuda para memorizar las digitaciones de notas y canciones. Este proyecto también podría ayudar a quienes no tienen mucha coordinación o lesionan las manos cuando no pueden mantener las cosas quietas. Antes de intentar este proyecto, asegúrese de conocer los conceptos básicos de Arduino y algunos circuitos. Con la introducción fuera del camino, ¡vayamos al proceso de construcción!

Paso 1: Lista de piezas

Necesario:

2 arduinos

Tableros de pruebas

Pantalla LCD: para mostrar la nota / canción

2 botones pulsadores: para elegir qué nota / canción tocar

Alambres

10 motores vibradores - para pegar a los guantes

Un par de guantes - para montar los motores.

2 resistencias de 330 ohmios

1 potenciómetro de 10k

3 chips L293D

Opcional:

1 zumbador pasivo

Una caja para guardar la electrónica mientras practicas

Instrumentos:

Pistola de silicona

Soldador

Cinta

Pelacables

Tu cerebro (el más importante)

Paso 2: Protocolo I2C

Dado que estamos tratando con diez motores y el Arduino solo puede controlar la velocidad de los motores con pines PWM, necesitamos más de un Ardunio para controlar los diez motores. Cada Arduino tiene aproximadamente 6 pines PWM, por lo que cuando conectamos dos Arduino tenemos un total de 12 pines PWM. Para conectar los dos Arduinos usamos el protocolo I2C. En pocas palabras, esta es una forma de hacer que un Arduino "maestro" controle a otros Arduinos "esclavos" mediante el envío de datos a través de los cables. Mire mi diagrama de fritzing para configurar el protocolo I2C. Conecte A4, A5 y GND de los dos Arduinos. En el código, el Arduino maestro envía un valor a través de los cables y el Arduino esclavo lo recibe. Dependiendo de cuál sea el valor, el Arduino esclavo ejecuta una tarea diferente. Por ejemplo, si quiero tocar una C baja en mi flauta, el Arduino maestro envía el valor de C baja a través de los cables (mientras también dice qué dedos de la mano derecha deben vibrar) para decirle al Arduino esclavo que haga vibrar los dedos. para bajo C. Aquí hay más información sobre el protocolo I2C.

Paso 3: prepara tus motores

Estos motores son baratos y bastante malos. Los cables se caerán fácilmente del motor y los inutilizarán. Querrá poner una gota de pegamento caliente donde el cable se conecta al motor para asegurarlos. Luego, pele con cuidado los cables delgados del motor y suelde mejores cables a los cables del motor. Está bien si una está defectuosa o si la terminas rompiendo porque cuando tocas la flauta no hay llave para el pulgar derecho, por lo que solo necesitas 9 motores.

Paso 4: Montaje de motores en los guantes

Primero, póngase los guantes y asegúrese de que le queden bien. Mantenlos encendidos y agarra tus motores. Encuentre un lugar donde los motores vibradores quepan cómodamente y los extremos giren sin obstáculos. Luego toma un poco de pegamento caliente y mientras el guante está en tu mano (o no si no puedes soportar el calor) pega los motores en el lugar deseado de tu dedo. Luego, toma los cables buenos que soldaste y pégalos a lo largo del guante para que no se enreden. Luego, tome algunos cables más largos que finalmente se conectarán al Arduino (asegúrese de que sean lo suficientemente largos para que pueda moverse libremente cuando estén conectados al Arduino (probablemente alrededor de la longitud del brazo)) y suéldelos a los cables conectados al motor. Tuerza los dos cables de cada motor juntos para saber qué cables controlan cada motor. Ahora que tiene los motores y los guantes configurados, configuraremos el centro de control para los motores en la placa de pruebas.

Paso 5: conecte la pantalla LCD

Hay varias guías paso a paso diferentes que le muestran cómo conectar una pantalla LCD a un Arduino. Aquí hay un enlace al sitio web de Arduino que le indica cómo conectarlo. El problema con el sitio web de Arduino es que el tutorial usa los pines PWM para la pantalla LCD que necesitamos para controlar los motores. Entonces, cambié los pines a los que se conecta la pantalla LCD para poder liberar los pines PWM para los motores. Revisa mi diagrama para ver lo que hice. Específicamente, esto es lo que cambié: rs = 7, en = 11, d4 = 5, d5 = 8, d6 = 12, d7 = 13. Usas el bote de 10k para la pantalla LCD. Asegúrese de conectar la pantalla LCD al Arduino maestro, no al Arduino esclavo.

Paso 6: Configuración de L293D

Ok, entonces estos chips son controladores de motor. Cada conductor puede controlar 2 motores, con la capacidad de invertir la dirección del motor en el código. Para mis propósitos, tengo muchos motores y poco espacio. Como no importa en qué dirección gire el motor (zumba independientemente de la forma en que gire), conecté un extremo de cada motor a tierra y el otro al pin de salida del controlador del motor, permitiendo que el chip controle 4 motores en su lugar de 2. Verifique mi diagrama de cableado de arriba cómo conectarlos. También agregué la hoja de datos para obtener más información sobre lo que hace cada pin en el chip L239D. Por ahora, deje los pines de entrada vacíos, ya que lo cubriré en el siguiente paso.

Paso 7: cableado de su Arduino a la configuración de L293D

Ahora tome sus tres componentes (el guante con motores, la configuración de L293D y la pantalla LCD con 2 Arduinos) y conéctelos. El Arduino maestro controlará los motores de su mano derecha y el Arduino esclavo controlará los motores de su mano izquierda. En el Arduino maestro, conecte: Rpointer motor al pin 3; Rmiddle = 10; Rring = 9; Rpinky = 6. Para el Arduino esclavo, conecte: Lpointer = pin 11; Lmiddle = 10; Lring = 9; Lpinky = 6; Lthumb = 5. Los cables del Arduino se conectan al pin del L293D junto al pin al que está conectado el motor que controla. Revisa mi fritzing para ver los lugares exactos. Además, debe tener sus botones configurados aquí. Estos deberían ser rápidos de configurar, solo siga mi fritzing. Usé resistencias de 330 ohmios para los botones. Conecte uno al pin 2 y el otro al pin 4, ambos en el Arduino maestro. El que está conectado al pin 2 elegirá la nota y el que está conectado al pin 4 hará que los motores vibren para la nota que se muestra en la pantalla LCD.

Paso 8: Código para ambos Arduinos

Necesitamos dos conjuntos de código separados para cada Arduino. Los subí a mi GitHub. Cada uno tiene los nombres del Arduino en el que se supone que deben cargarse. Asegúrate de echar un vistazo a mi código. Si tiene alguna pregunta, debe responderla allí.

Paso 9: Encenderlo

Como los motores consumen mucha energía, utilicé 2 baterías de 9V para alimentarlos. Probablemente no sea el mejor, pero funcionó para mí. Conecte el vin de ambos Arduino a los rieles de alimentación de las placas de prueba y conecte la tierra del maestro a los rieles de las placas de pruebas. ¡Y ahora estás listo para practicar tu flauta!

Paso 10: algunos extras

En mi código, habrás notado que he comentado algunas líneas. Esas líneas son para hacer que el profesor de flauta toque contigo a través de un timbre pasivo. No tenía un timbre, así que simplemente agregué la función como algo genial. Simplemente elimine el comentario de mi código y agregue un zumbador a un pin abierto en el Arduino. ¡Ahora tienes un profesor de juego!

¡Coloque los dispositivos electrónicos en una caja o bolsa para que su profesor de flauta sea portátil!

¡Puedes programar más canciones! Como tengo cada nota como método, simplemente puede agregar otra condición en mi declaración de cambio y poner el orden de las notas de la canción que desea tocar. Para cambiar el tiempo, cambie el retardo entre cada nota.

Avíseme si tiene preguntas o inquietudes en los comentarios a continuación. ¡Feliz flauta!