Interfaz de paso MIDI: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Versión en español aquí.

En este instructivo, le mostraremos cómo hacer una interfaz de luz y sonido que se puede usar para tocar "Simon Says" y como interfaz MIDI. Ambos modos se jugarán con los pies.

Fondo

El proyecto nació porque queríamos hacer una instalación interactiva donde casi cualquier tipo de público pudiera hacer uso de ella sin importar su edad. Fue desarrollado para un centro comercial, como uno de sus atractivos.

La primera referencia que obtuvimos del cliente fue esta versión de Simon Says que se podía jugar con los pies de la gente. Básicamente, tuvimos que replicar esta idea.

Investigamos juegos / plataformas similares y encontramos muchas pistas de baile, la mayoría de ellas funcionan con luz pero no con sonido. También encontramos pianos grandes para los pies, así que pensamos que podría resultar algo interesante al agregar la funcionalidad del instrumento musical. ¡Por el amor a la música!

También consideramos la forma de la plataforma. Casi todas las pistas de baile que encontramos eran rectangulares, con almohadillas cuadradas. Hay una excepción que tiene almohadillas circulares. Queríamos darle una sensación diferente a nuestra plataforma manteniendo el aspecto modular de los cuadrados, por eso decidimos usar hexágonos.

Mientras buscamos proyectos con formas hexagonales, encontramos este. La idea de hacer formas hexagonales nos emocionaba… no teníamos ni idea de lo que vendría.

Teníamos un objetivo más claro:

• Simón dice juego
• Instrumento musical
• Almohadillas hexagonales

Paso 1: Materiales

Para cada Pad:

1.5) Metro de tira de Neopixel

1) Interruptor de límite industrial

1) Acrílico opalino de 1 cm de espesor

1) hexágono de PVC

1) Estructura hexagonal de perfil metálico

General:

1) LattePanda

1) MUX

1) Fuente de alimentación 5VDC 50A

1) Panel de control industrial

1) Perma-Proto

1) Estuche LattePanda

1) Tomacorriente 5V @ 2.5a

10) Resistencia 10k ohmios

5) Terminal de tornillo

1) Altavoz

Cinturones de seguridad de plástico

Paso 2: elegir una placa de control

Arduino es la placa de desarrollo que hemos utilizado durante mucho tiempo. Nunca ha fallado, sin embargo, debemos verificar todos los requisitos para este proyecto:

• Luz: brillo de alta intensidad y patrones complejos, estamos usando Neopixels
• Almohadillas: las almohadillas deben responder a los pasos del usuario. Decidimos ir con interruptores.
• Juego: será procesado por un microcontrolador.
• Sonido: Al principio pensamos en diseñar nuestros propios sonidos con PureData, por lo que necesitábamos una computadora que pudiera ejecutar el programa.

Profundizaremos en estos temas a medida que avancemos, por ahora, la parte que tenemos que resolver es el sonido.

Consideramos usar PureData porque incluso cuando puede generar sonido con Arduino, puede complicarse y limitarse en algún momento, mientras que con PD podemos hacer síntesis o un parche para disparar sonidos a través de MIDI. Necesitábamos una computadora para ejecutar PD y Arduino para controlar todo lo demás.

Investigamos sobre las opciones que podíamos obtener y realmente nos gustaron las posibilidades con la placa LattePanda: una computadora con Windows 10 y un Arduino integrado. ¡Bingo!

LattePanda tiene un puerto GPIO donde puedes encontrar los pines de Arduino mapeados, a través de ellos podríamos tener el control de los interruptores y neopíxeles del pad.

La programación del juego también se llevaría a cabo en la placa Arduino que está incorporada, que por cierto, es un Arduino Leonardo.

LattePanda tiene un conector 3.5 desde donde obtendremos sonido.

Hay muchas placas que podríamos haber usado, tal vez te estés preguntando por qué no usamos una Raspberry Pi. He aquí por qué:

• Adafruit sugiere no controlar Neopixels con RaspberryPie debido a problemas de reloj. Este es un problema que Arduino no tiene.
• La programación de los pines GPIO en RaspberryPie debe realizarse a través de Python. No estamos familiarizados con el lenguaje de programación.
• Incluso cuando podíamos combinar un Arduino y un RaspberryPie, queríamos resolver todo con una sola placa.
• RaspberryPie ejecuta una versión especial de Windows 10 (IoT Core).

LattePanda es más caro y tiene una comunidad de desarrolladores mucho más pequeña que otras placas. Si no estás seguro de usar un LattePanda también puedes usar otros tableros (Raspy, UDOO, BeagleBone, etc…), estaremos encantados de conocer tus resultados.

Paso 3: diseño y creación de prototipos de la estructura

Puntos que consideramos para diseñar la estructura:

• Soportar el peso de un adulto
• Apto para exteriores
• Mantenga la electrónica segura

Decidimos utilizar perfiles metálicos por la resistencia, el bajo costo y la disponibilidad del material.

La estructura consta de dos hexágonos unidos por seis polos cortos:

Para cada hexágono cortamos 12 piezas de metal con una amoladora igual para los postes y luego soldamos todo.

El espacio que queda entre los dos hexágonos ayuda a proteger del agua o cualquier cosa que pueda dañar la electrónica y también para enrutar los cables.

Paso 4: superficie de paso

Una vez tuvimos la estructura metálica tuvimos que tapar dos puntos:

• Superficie que mantiene segura la electrónica
• Superficie donde pisará el usuario

Para la superficie que protege la electrónica y está dentro del hexágono, decidimos usar material de pvc, no es caro, es fácil de trabajar y puede resistir el agua hasta cierto punto.

Para la superficie sobre la que pisa el usuario optamos por una opalina acrílica por su interacción con la luz y con un grosor de 1cm para que pueda soportar el peso de un adulto.

Cortamos todo con una máquina láser, fue rápido y no costoso. Puedes encontrar los archivos adjuntos

Paso 5: Instalación de las tiras de Neopixel

Elegimos las tiras impermeables con 96 neopíxeles por metro. Adafruit tiene una guía detallada sobre neopixels.

Nosotros…

• Soldado una resistencia de 470 ohmios al comienzo de cada tira
• Instaló la tira en el borde interior del Hexagon
• Usé velcro para fijar las tiras en su lugar.
• Soldada una extensión a la tira que sale de la superficie de pvc.

Paso 6: instalación del conmutador

Elegimos un interruptor mecánico industrial para activar las almohadillas. Debido a la flexibilidad del acrílico y dado que el interruptor se coloca en el centro del hexágono a través de la hoja de pvc, la cantidad de presión que el interruptor necesita activarse se puede lograr cuando el usuario pisa la superficie acrílica. Calibramos qué tan alto o bajo debían estar los interruptores con las arandelas.

Paso 7: Conector y cables de soldadura

Cada hexágono tiene un interruptor y una tira de LED con un total de 5 cables. Estos cables tienen que estar conectados a un circuito de control donde se concentrará todo.

Usamos dos conectores XLR; uno para los neopíxeles (3 cables) y el otro para el interruptor (2 cables). El escenario ideal sería solo un conector, pero no podríamos pagarlo, en caso de que pueda, hará las cosas mucho más fáciles.

Paso 8: preparación del panel de control

Qué hay dentro del panel de control:

• Conectores XLR hembra
• Fuente de alimentación
• LattePanda

Paso 9: Circuito de control de soldadura y conexiones LattePanda

Los interruptores están conectados a un multiplexor de 16 entradas

Los neopíxeles están conectados directamente a los pines de Arduino.

Para el LattePanda utilizamos el estuche diseñado por la marca.

Puede encontrar el diseño del circuito adjunto.

Paso 10: Conexión de los pads al panel de control y a la fuente de alimentación

Fijación del conector XLR al panel

Etiquetar los conectores

· Soldar los cables XLR a conectores atornillados

· Arreglando la fuente de poder, el circuito de control y LattePanda

· Organización de cables

· Conexión de los cables del pad al panel de control

Paso 11: Programación

Para controlar MIDI, encontramos esta información muy útil.

Usamos esta biblioteca para Arduino

Usamos este parche para PureData

Para muestras de música existen varias alternativas gratuitas en la web

Para el control de Neopixels usamos la librería FastLED

Para el juego "Simon Says", este instructivo fue realmente útil.

Paso 12: Fabricación de una estructura que protege la plataforma

El propósito principal de esta estructura es:

Manteniendo los hexágonos unidos

Protegiendo los hexágonos de la intemperie

Primer Premio en el Concurso de Audio 2018