Cómo hacer un guante de piano de aire inalámbrico: 9 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Finalidades y funciones:

Nuestro proyecto de tecnología portátil es crear un guante de piano de aire inalámbrico con luces sincronizadas utilizando electrónica básica, un microcontrolador como HexWear y una computadora portátil con software Arduino y Max 8. Los usos de nuestro proyecto son tocar notas de piano a través de un altavoz Bluetooth moviendo los dedos sin estar conectados a ningún sistema estacionario o instrumento real, así como desplazarse a través de una selección de opciones de instrumentos para que todas sus notas o sonidos también puedan ser jugado a través del guante inalámbrico en el comando.

La forma en que funciona este proyecto es que cuando se usa el guante de piano de aire, cada uno de los cuatro dedos conectados contiene un sensor flexible que determina si se está doblando un dedo. Cuando se dobla un dedo, el LED de ese dedo correspondiente se enciende para informar al usuario que este dedo se ha doblado lo suficiente y, al usar el software Max 8, se reproducirá una nota correspondiente desde la computadora. Por lo tanto, cada dedo corresponde a una nota única y el usuario podrá reproducir música de forma inalámbrica desde una fuente externa a través de este guante en su mano. Al usar el software Max 8, esto no limita el guante a tocar solo música de piano, otros sonidos únicos se pueden reproducir con cada dedo correspondiente, lo que permite a cualquier usuario manipular los tipos de sonidos que desee.

Lista de materiales requeridos:

• Sensores flexibles cortos Adafruit (4),
• Módulos de retroiluminación LED blancos Adafruit (4),
• Resistencias de 100 kΩ (4)
• Resistencia de 1kΩ (1)
• Kit de microcontrolador HexWear,
• Cable micro USB a USB
• Paquete de batería externo que se conecta a una salida micro USB
• Pilas AAA
• Guante con tejido elástico
• Computadora portátil con el software Arduino IDE y Max 8 instalado
• Soldador y soldadura
• Cinta adhesiva, cinta aislante y bridas
• Alambre, cortador de alambre y pelacables gratis
• Altavoz Bluetooth o un altavoz y un cable AUX.
• Tubería termorretráctil y termorretráctil
• Engarzadores de alambre
• Placa de circuito delgado,

Paso 1: construye el circuito

El circuito principal es uno que involucra varios divisores de voltaje en paralelo. También incluye sensores flexibles, que son resistencias cuyas resistencias cambian en función del grado de flexión en una dirección. Cuando se dobla un sensor flexible, su resistencia aumenta desde aproximadamente 25 kΩ hasta 100 kΩ, y el voltaje leído a través de él también aumenta.

Sin embargo, dado que nuestro diseño usa cuatro sensores flexibles, cuatro LED y un compañero bluetooth, también tenemos que usar un expansor de puerto debido al número limitado de puertos disponibles en el HEXWear. Conectamos los cuatro sensores flexibles a través de entradas analógicas en el HEXWear, el acoplador de Bluetooth a los pines TX y RX, y conectamos el expansor de puerto MCP23017 a los pines SDA y SCL que luego encenderán los LED.

Consulte el diagrama de circuito adjunto para obtener más detalles. (Tenga en cuenta que el Vcc en los diagramas corresponde a los pines Vcc en el HEXWear. Estos se pueden conectar en paralelo si no hay suficientes pines disponibles, o una fuente de alimentación externa de un voltaje similar también es otra opción viable)

Paso 2: instalación de bibliotecas adicionales:

Debido al hecho de que usamos un HEXWear, es necesario instalar bibliotecas adicionales para usar correctamente el software Arduino. Utilice las siguientes instrucciones para hacerlo:

1) (Solo Windows, los usuarios de Mac pueden omitir este paso) Instale el controlador visitando https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i … Descargue e instale el controlador (el archivo.exe que se enumera en el Paso 2 en la parte superior de la página vinculada de RedGerbera).

2) Instale la biblioteca requerida para Hexware. Abra el IDE de Arduino. En "Archivo", seleccione "Preferencias". En el espacio provisto para las URL del administrador de tableros adicionales, pegue https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/ … haga clic en "Aceptar". Vaya a Herramientas -> Tablero: -> Administrador de tablero. En el menú de la esquina superior izquierda, seleccione "Contribuido". Busque y luego haga clic en Gerbera Boards y haga clic en Instalar. Salga y vuelva a abrir Arduino IDE.

Para asegurarse de que la biblioteca esté instalada correctamente, vaya a Herramientas -> Tablero y desplácese hasta la parte inferior del menú. Debería ver una sección titulada “Tableros de Gerbera”, debajo de la cual al menos debería aparecer HexWear (si no más tableros como mini-HexWear).

Paso 3: creación del boceto de Arduino

El boceto de Arduino lee los valores de voltaje a través de las resistencias en serie en el circuito y decide si se ha alcanzado o no un umbral establecido. Si se supera el umbral, HexWear enciende el LED correspondiente y envía una señal de código ASCII a la computadora portátil, que Max 8 puede leer y asignar a una nota en un paso posterior. Usando las configuraciones de cableado correspondientes en los diagramas de circuito, todos los pines necesarios en HexWear se han definido correctamente.

Notamos que el valor de umbral anotado en el boceto no siempre fue consistente en diferentes HEXWears. Una recomendación que tenemos es usar el trazador en serie para determinar el valor analógico leído del sensor flexible y denotar cómo cambia este valor cuando no está doblado en comparación con cuando está doblado. Luego, puede usar esto para definir su propio valor de umbral que responde correctamente al comportamiento del sensor flexible en su circuito.

Paso 4: Crea el parche de Max 8

El parcheador Max 8 asigna las entradas del teclado o las señales recibidas a través del canal Bluetooth de una computadora portátil a las salidas de notas instrumentales. El parche Max 8 que usamos en nuestro proyecto está adjunto y disponible para descargar.

Cuando use Max, siga estos pasos para conectar su compañero bluetooth a Max:

• Confirme que el boceto está bloqueado (el candado en la parte inferior izquierda debe estar cerrado)
• Confirma que la "X" sobre el objeto de metro está apagada (gris, no blanco)
• Presione el botón de impresión que va al objeto en serie y mire los puertos disponibles en la Consola Max
• Determine el puerto correcto por el módulo bluetooth etiquetado, y si hay varios disponibles, pruebe cada uno hasta que pueda confirmar cuál está funcionando
• A lo largo de este proceso, su módulo bluetooth debe parpadear en rojo y, cuando esté funcionando correctamente, cambiará a una codicia sólida.
• Sigue intentándolo hasta que aparezcan las luces verdes en el bluetooth
• Una vez que se haya conectado, bloquee su boceto y presione la "X" sobre el objeto metro para comenzar a escuchar las comunicaciones bluetooth.

Paso 5: soldar el expansor de puertos, los LED y el Bluetooth Mate

Debido a la gran cantidad de cables y otros componentes eléctricos de nuestro proyecto que se espera que quepan en el guante, los siguientes pasos de soldadura quedan más abiertos a la interpretación del usuario.

Para conectar de manera robusta el expansor de puerto MCP23017, soldamos sus conexiones a una placa de circuito delgada que pudimos colocar en nuestro guante. Soldamos cables en nuestros LED y luego soldamos los extremos respectivos a tierra o la placa de circuito que lo conecta a los pines etiquetados correctos del expansor de puerto. Luego usamos esta misma placa para conectar la energía a nuestro compañero bluetooth en paralelo con la energía que suministramos al noveno pin del expansor de puerto.

Usamos el termorretráctil y un poco de cinta aislante en cualquiera de los lugares donde había cables expuestos. Adjuntamos fotos para tener una mejor idea de cómo lo hicimos nosotros mismos, pero tenga en cuenta que puede usar la técnica que sea más efectiva para usted.

Paso 6: Soldar los sensores Flex

Al igual que en el paso anterior, este paso no es tan limitado y la soldadura se puede hacer como se crea que es la más efectiva.

Para permitir la mayor libertad de movimiento para nuestro proyecto, soldamos cables a ambos extremos de nuestro sensor flexible y luego usamos termorretráctil para cubrir cualquier parte del cable expuesto de manera similar a como lo habíamos hecho con los LED.

Paso 7: Conexión al HEXWear, incluido el uso de una fuente externa

Para conectar esta plétora de cables directamente al HEXWear usamos conectores de crimpado y luego los atornillamos directamente en los diferentes puertos de nuestro HEXWear. De esta manera aseguramos una conexión directa a cada uno de nuestros puertos y pudimos eliminar fácilmente si queríamos crear nuevos proyectos para nuestro HEXWear.

También conectamos una pequeña fuente de alimentación externa que podría contener tres baterías AAA para proporcionar suficiente energía para nuestro HEXWear. Fijamos esta fuente de alimentación externa a una pulsera para asegurarnos de que siempre estuviera conectada y no inhibiera significativamente el movimiento.

Paso 8: colocando todo en el guante

Por último, querrá sujetar correctamente todo a su guante para que su producto sea realmente usable. Querrás conectar cada sensor flex a un dedo correspondiente, negando el pulgar por la impracticabilidad de su utilidad, y conectar el LED correspondiente que se enciende al sensor flex en ese mismo dedo. La forma más eficaz que encontramos para asegurar que el sensor de flexión se dobla correctamente fue la cinta, pero coserlo en el guante con un trozo de tela adicional funcionará igual de bien.

Luego, deberá conectar el HEXWear, el expansor de puerto y el bluetooth al mismo guante. Notamos que también fue muy efectivo fijar la fuente de alimentación externa a una pulsera para permitir una mayor movilidad y no inhibir la movilidad / portabilidad. En cuanto a los otros componentes, recomendamos usar bridas para enrollar cualquier cable sobrante para consolidar el espacio.

Asegúrese de tener conexiones sólidas soldadas y sin cables expuestos para que haya una gran flexibilidad y libertad para colocar los componentes donde deben estar para que el producto sea lo más estéticamente agradable posible.

Paso 9: depurar y disfrutar

A lo largo de este proceso, existe una gran posibilidad de error, por lo que recomendamos verificar que sus componentes funcionen como se espera de manera consistente durante todo el proceso. Esto significa usar constantemente el monitor en serie en el boceto de Arduino para confirmar que las lecturas de su sensor flexible son consistentes, verificando que después de soldar algo, haya una conexión fuerte y aún funcione correctamente, y que no haya cables expuestos. Debido a la gran cantidad de componentes eléctricos en un lugar muy pequeño, los cables expuestos serán su mayor enemigo.

Una vez que haya construido con éxito un guante de trabajo, ¡disfrútelo! ¡Diviértete jugando con tu proyecto y siéntete libre de cambiar los sonidos de tu piano por cualquier otra muestra que desees para tener un instrumento de tecnología portátil verdaderamente único!