Biodata Sonification: 36 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

بر اساس تغییرات هدایت گالوانیک در دو پروب ، یادداشت MIDI ایجاد کنید.

برای آخرین نسخه کد و آموزشهای به روز شده ، لطفاً به Electricforprogress.com بروید و پروژه github من را بررسی کنید

مرحله 1: تخته نان بدون لحیم

یک ابزار کلیدی در آزمایشات الکترونیکی Sreadless Breadboard است. به کاربران اجازه می دهد تا اجزاء را به هم متصل کرده و به راحتی پیکربندی مجدد انجام دهند ، Breadboard به تازه واردان در زمینه لوازم الکترونیکی و مهندسان با تجربه اجازه می دهد تا نمونه های اولیه را طراحی کرده و سیستم های الکترونیکی را به راحتی متصل کنند.

تخته های نان دارای یک سری سوراخ هستند که به صورت الکتریکی به هم متصل شده اند. ردیف های افقی روی Breadboard در نوارهای ترمینال از 5 نقطه متصل شده اجرا می شوند و با حروف abcde و fghij مشخص می شوند. یک تقسیم بزرگ در وسط تخته نان ردیف های افقی را جدا می کند ، این امر استفاده از میکروچیپ های DIP Inline Package (DIP) را تسهیل می کند. در کناره های تخته نان ستون های عمودی حفره ها وجود دارد که معمولاً با خطوط قرمز و آبی مشخص شده اند. این ستون های عمودی اغلب برای اتصالات برق (ولتاژ مثبت و زمین) استفاده می شوند و "گذر" نامیده می شوند. ما تمام اتصالات مثبت و زمینی خود را به این اتوبوس ها در هر طرف تخته نورد متصل می کنیم. در مرحله بعد ، Grounds و Bus های مثبت را در هر طرف تخته نان به هم وصل می کنیم.

به منظور "اتصال" دو قطعه الکترونیکی ، ما به سادگی سربرگ ها (یا "پاها") قطعات را در سوراخ های افقی مجاور قرار می دهیم. این به کاربر اجازه می دهد تا با استفاده از هر ردیف افقی 5 نقطه ای ، چندین مولفه را به هم متصل کند.

مرحله 2: تایمر 555 را وارد کنید

تایمر 555 یک میکروچیپ 8 پین DIP است که ما آن را به عنوان یک مولد ارتعاش گیر قابل تنظیم برای اندازه گیری هدایت الکتریکی پیکربندی خواهیم کرد. جهت تراشه را طوری قرار دهید که پین 1 در بالا باشد - یک دایره کوچک نزدیک پین 1 روی تراشه مشاهده می کنید ، همچنین نمودار مشخص کننده هر یک از پین ها در تایمر 555 را ببینید.

تایمر 555 را در پایین Breadboard قرار دهید. تخته نان با شکافی در وسط چیده شده است ، ریزتراشه باید از این فاصله عبور کند. ردیف های تخته نورد شماره گذاری شده اند ، ما تایمر 555 را در ردیف های 27 ، 28 ، 29 و 30 ، با پین 1 در ردیف 27 وارد می کنیم.

مرحله 3: 1 را به زمین وصل کنید

555 پین 1 را به زمین وصل کنید ، یک سیم جامپر از ردیف 27 ستون A را به گذرگاه زمین اضافه کنید.

مرحله 4: خازن زمان بندی C1

خازن زمانبندی C1 (0.0042uF) را بین پین 1 و پین 2 تایمر 555 وصل کنید. خازن کوچک آبی را در ردیف های 27 و 28 در ستون B قرار دهید.

این خازن محدوده کلی فرکانس تایمر را تعیین می کند ، در اینجا ما از مقدار بسیار کمی برای بدست آوردن بالاترین وضوح پالس از 555 استفاده می کنیم ، زیرا نوسانات خازن الکتریکی را در دو پروب اندازه گیری می کنیم.

مرحله 5: جدا کردن خازن C2

خازن جدا کننده فرکانس بالا C2 (1uF) را در 555 تایمر مثبت و زمین ، پایه های 1 و 8 در ردیف 27 ، ستون D و G وصل کنید.

برش دادن پاهای خازن برای قرار گرفتن بهتر روی تخته نان می تواند مفید باشد ، اما مراقب باشید که فضای کافی برای پاها وجود داشته باشد تا بتواند میکروچیپ را در بر گیرد و به طور کامل با سوکت های ورق نان متصل شود.

مرحله 6: جدا کردن خازن الکترولیتی C3

جدا کردن فرکانس پایین خازن الکترولیتی C3 (41uF) را در 555 Timer Timer مثبت و زمین ، پایه های 1 و 8 در ردیف 27 ، ستون C و H وصل کنید.

توجه داشته باشید که خازن های الکترولیتی قطبی شده اند و انتهای منفی را با یک نوار سفید در کنار درپوش مشخص می کنند. اطمینان حاصل کنید که طرف منفی خازن به ستون C (پایه 1) (زمین) و سمت مثبت خازن به ستون H (پایه 8) برسد.

مرحله 7: خروجی LED

LED قرمز را به پایه 3 خروجی 555 Timer Row 29 pin A و رو به گذرگاه زمین اضافه کنید. سربی طولانی تر از LED (آند) را در ردیف 29 ستون A قرار دهید ، و پای کوتاه LED را در یکی از سوراخ های Ground Bus قرار دهید.

**- LED ها قطبی شده اند و باید در جهت درست وارد شوند. پای کاتد LED (منفی) را می توان با یک لبه مسطح در کنار LED و آند مثبت را با پایه بلندتر تشخیص داد. قطبیت و رنگ LED را می توان با استفاده از یک باتری دکمه ای ساده تشخیص داد ، با کشیدن باتری در بین کابل های LED ، یا درخشش LED را خواهید دید یا نه ، سعی کنید باتری را به جهت دیگر بچرخانید. چراغ زمانی روشن می شود که باتری + (سطح وسیع) به آنود (پایه بلندتر) و باتری - (دکمه کوچکتر) به پایه پایه کاتد متصل شود. یک باتری دکمه CR2032 3v بگیرید و آن را امتحان کنید!

بعد از اینکه همه چیز را در آخرین مرحله کار کردید ، می توانید برگردید و در صورت تمایل پاهای LED را کوتاه کنید.

توجه: در همه شرایط عادی ، یک مقاومت بین پین خروجی و LED اضافه می شود. به منظور ساده سازی ساختار این کیت ، مقاومت های محدود کننده فعلی حذف شده اند. ما مقاومت ها را برای هر LED در کیت گنجانده ایم. دستورالعملهای اصلاح شده شامل مقاومتهای محدودکننده فعلی به عنوان ضمیمه ارائه می شود.

مرحله 8: Jumper 555 Trigger to Threshold

یک سیم جامپر را بین پین 2 و پین 6 ستون D 555 Timer Row 28 به ردیف 29 ستون G وصل کنید.

این آستانه و پین های ماشه تایمر 555 را که اتصال ورودی الکترود اصلی را تشکیل می دهد ، متصل می کند.

مرحله 9: Jumper 555 را به V+ بازگردانید

پین 4 تایمر 555 را با گذرگاه مثبت با استفاده از سیم جامپر ردیف 30 ستون D به گذرگاه مثبت وصل کنید

پین 8 تایمر 555 را به گذرگاه مثبت با استفاده از سیم جامپر ردیف 27 ستون I به گذرگاه مثبت وصل کنید

(تصویر و مرحله 555 VCC را به V+اضافه کنید)

مرحله 10: مقاومت R1 100K 555 تخلیه به گذرگاه مثبت

Resistor R1 (100k) را بین پین 7 555 و گذرگاه مثبت متصل کنید. یک طرف مقاومت را در ردیف 28 ستون J و طرف دیگر مقاومت را به گذرگاه مثبت قرار دهید.

مرحله 11: جک ورودی را کاوش کنید

ورودی پروب جک 3.5 میلی متری مونو است که از طریق دو پین لحیم شده به تخته نان متصل می شود. در حالی که نقطه محکمی است ، پین های سربرگ که به جک لحیم شده اند در ردیف 28 و 29 ستون H قرار می گیرند.

پین های هدر به جک ها اضافه شده اند تا ساخت کیت را برای کاربر راحت تر کنند. لطفاً توجه داشته باشید که فشار بیش از حد بر روی جک یا پین ها ممکن است باعث خرابی اتصال لحیم کاری شود. اگر کیت شما پین هدر را به جک لحیم نمی کند ، لطفاً ضمیمه دستورالعمل لحیم کاری جک و هدر را مشاهده کنید.

مرحله 12: بلوز باس مثبت

با قرار دادن یک سیم جامپر بین بالاترین نقاط سمت چپ و راست (قرمز) پاور باس ، گذرگاه مثبت را در دو طرف تخته نان متصل کنید.

مرحله 13: جهنده اتوبوس زمینی

با قرار دادن یک سیم جامپر بین بالاترین نقاط سمت چپ و راست (آبی) Ground Bus ، Ground Bus را در دو طرف تخته نان متصل کنید.

مرحله 14: آزمایش گالوانومتر

در حال حاضر ما آماده اتصال برخی از باتری ها و آزمایش گالوانومتری هستیم که از تایمر 555 ساخته ایم.

3 باتری AA را در جعبه سیاه باتری قرار دهید ، مطمئن شوید که کلید پاور روی جعبه در وضعیت "خاموش" است. جعبه باتری سیم قرمز را به گذرگاه مثبت (قرمز) Breadboard وصل کنید ، جعبه باتری سیم سیاه را به گذرگاه Breadboard Ground (آبی) وصل کنید. حالا کلید پاور جعبه باتری را روی 'ON' بکشید. LED باید روشن باشد ، نشان می دهد که تایمر 555 روشن است.

سیم های الکترود سفید (هنوز از زبانه های چسبناک استفاده نکنید) را به جک 3.5 میلی متری متصل به گالوانومتر وصل کنید. با لمس انتهای دکمه های فلزی الکترودها با انگشتان خود ، می توانید فلش LED را بر اساس تغییرات در رسانایی مشاهده کنید. با لمس بسیار ملایم الکترودها می توانید فلش LED را به آرامی روشن و خاموش کنید ، با فشردن الکترودها بسیار محکم ، LED بسیار سریع چشمک می زند و ظاهر می شود که LED روشن یا کمی مات است.

مرحله 15: DIP ATMEGA328 28 پین را وارد کنید

کیت MIDIsprout شما دارای یک میکرو کنترلر از پیش برنامه ریزی شده ATMEGA328 است که فیوزها روی نوسان ساز داخلی روی 8 مگاهرتز اجرا می شوند (فیوزها: Low-E2 High-D9 Ext-FF) و از قبل با سیستم عامل MIDIsprout بارگیری می شوند. این DIP 28 پین دارای دو ردیف موازی 14 پین است.

تراشه 328p را در بالای تخته نان وارد کنید ، پین 1 را با دایره کوچک روی تراشه مشخص کنید ، در ردیف های 1 تا 14 قرار دهید که DIP را در فاصله شکاف ستون های E و F قرار می دهد.

** برای برنامه ریزی مجدد و آزمایش آسان ، می توان یک نوسان ساز 16 مگاهرتز را در پین 9 و 10 صفحه برد اضافه کرد و با استفاده از یک برد arduino Uno با اصلاح کد MIDIsprout برنامه برنامه ریزی کرد. ATMEGA328 را می توان از طریق ICSP با برنامه نویس خارجی (دیگر آردوینو) و پیچ و خم سیم های Jumper برنامه ریزی مجدد کرد.)

** همچنین به عنوان یک افزودنی ، MIDIsprout Kit را می توان با استفاده از مراحل قبلی برای مونتاژ گالوانومتر ، با تخته نان به طور مستقیم به Arduino Uno متصل کرد! گوش به زنگ باشید…

برای مرجع ، کد از پیش بارگذاری شده در نسخه فعلی MIDIsprout:

کد آردوینو:

مرحله 16: ATMEGA328 را تغذیه کنید

پین VCC را روی 328 به گذرگاه مثبت با استفاده از جهنده بین ردیف 7 ستون A و گذرگاه مثبت وصل کنید.

مرحله 17: ATMEGA328 را زمین کنید

پین Ground را روی 328 به Ground Bus با استفاده از Jumper بین ردیف 8 ستون B و گذرگاه زمینی وصل کنید.

مرحله 18: تغذیه ATMEGA328 (آنالوگ)

پین ولتاژ آنالوگ را روی 328 به گذرگاه مثبت با استفاده از یک بلوز بین ردیف 9 ستون J و گذرگاه مثبت وصل کنید.

مرحله 19: ATMEGA328 (آنالوگ) را زمین کنید

پین Ground را روی 328 به Ground Bus با استفاده از Jumper بین ردیف 7 ستون J و گذرگاه زمینی وصل کنید.

مرحله 20: 555 خروجی تایمر تا ورودی ATMEGA328

پین خروجی را از تایمر 555 به پین ورودی 4 در 328 با سیم جامپر بین پین تایمر 555 3 ردیف 29 ستون D و ردیف 4 ستون D وصل کنید.

در اینجا خروجی دیجیتالی 555 باعث ایجاد یک پین وقفه در 328 ، INT0 می شود که طول پالس را اندازه گیری و مقایسه می کند.

مرحله 21: دستگیره

دستگیره موجود باید با خم کردن ملایم سه پایه آن (هر سه را به طور همزمان خم کنید) آماده شود تا دستگیره بتواند به صورت عمودی بایستد. دستگیره را در سمت چپ صفحه نان در ستون A ردیف 19 ، 20 و 21 قرار دهید."

مرحله 22: پاک کننده دستگیره به ورودی آنالوگ ATMEGA328

پین وسط دستگیره را با استفاده از سیم جامپر به ورودی آنالوگ (A0) 328 وصل کنید. یک بلوز بین Knob Row 20 Column E و 328 (A0 pin) ردیف 6 ستون G وصل کنید.

مرحله 23: MIDI Jack

جک MIDI را داخل تخته نان قرار دهید. با شناسایی دو پین نصب نوک تیز واقع در جلوی جک MIDI و خم شدن آنها به سمت بالا جهت نشان دادن جلوی جک MIDI ، جک را آماده کنید. جک MIDI را در سمت راست صفحه نان قرار دهید ، در حالی که جک به سمت راست قرار دارد. جک MIDI را در ستونهای I و J ، ردیفهای 18 ، 19 ، 21 ، 23 و 24 قرار دهید. پنج پین جک MIDI (محکم) در تخته نان قرار می گیرد ، مراقب باشید که زیاد فشار نیاورید.

مرحله 24: MIDI Data pin to ATMEGA328 Tx

پین خروجی MIDI Data را به پین ATMEGA328 serial Transmit (Tx) وصل کنید ، با اتصال یک بلوز بین ستون F ردیف 23 (MIDI Data pin 5) و ستون B ردیف 3 (328 Tx).

مرحله 25: مقاومت MIDI در برابر V+

با استفاده از یک مقاومت 220 اهم متصل به ستون H ردیف 19 (قدرت MIDI) و گذر مثبت در سمت راست برد ، یک مقاومت را بین پین MIDI (4) و V+ متصل کنید.

مرحله 26: MIDI Ground Jumper

پین MIDI Ground را با استفاده از سیم Jumper بین ستون F Row 21 (MIDI Ground) و گذرگاه Ground به باس Ground وصل کنید.

مرحله 27: دستگیره ولتاژ مثبت

پین ولتاژ مثبت Knob را با استفاده از یک بلوز بین ستون D ردیف 19 و گذرگاه مثبت به گذرگاه مثبت وصل کنید.

مرحله 28: Knob Ground

پین Knob Ground را با استفاده از جهنده بین ستون D ردیف 21 و گذرگاه زمینی به Ground Bus وصل کنید.

مرحله 29: LED ها (قرمز)

5 LED رنگی در MIDIsprout وجود دارد که یک نمایش نور و نشان دهنده وضعیت پخش نت های MIDI را ارائه می دهد.

آند LED (قرمز) - پای بلند را به ستون A ردیف 5 و LED کاتد را به گذرگاه زمینی وصل کنید.

**- برای سادگی ، ما مقاومت های محدود کننده فعلی را در این ساختار حذف می کنیم ، لطفاً ضمیمه مراحل مربوط به شامل مقاومت با LED ها را مشاهده کنید.

مرحله 30: LED ها (زرد)

آند LED (زرد) - پای بلند را به ستون A ردیف 11 وصل کنید (قرمز) آند - پای بلند را به ستون A ردیف 5 و LED کاتد را به گذرگاه زمین و کاتد LED را به گذرگاه زمین متصل کنید.

مرحله 31: LED ها (سبز)

آند LED (سبز) - پایه بلند را به ستون A ردیف 12 و LED کاتد را به گذرگاه زمینی وصل کنید.

مرحله 32: LED ها (آبی)

آند LED (آبی) - پایه بلند را به ستون J ردیف 14 و LED کاتد را به گذرگاه زمینی وصل کنید.

مرحله 33: LED ها (سفید)

آند LED (سفید) - پای بلند را به ستون J ردیف 13 و کاتد LED را به گذرگاه زمینی وصل کنید.

مرحله 34: 16HHz Crystal Oscillator PlaceHolder

نوسان ساز کریستالی 16 مگاهرتز باید در پایه های 9 و 10 ATMEGA328 ردیف 9 و 10 ستون C اضافه شود. قطعه قطبی نشده و کریستال را می توان در هر دو جهت به پین 9 و 10 وارد کرد.

مرحله 35: بسته باتری

بسته باتری را با قرار دادن بسته باتری سیم قرمز در گذرگاه ولتاژ مثبت روی تخته و سیم پشتی در گذرگاه زمینی تخته نان متصل کنید. 3 عدد باتری قلمی وارد کنید و جعبه باتری را روشن کنید. با روشن شدن LED توسط گالوانومتر 555 باید روشن شود.

سیم های الکترود را به جک در پایین صفحه نان وصل کنید و دو انتهای دکمه سربی ها را لمس کنید. چراغ گالوانومتر باید در پاسخ به رسانایی انگشتان شما چشمک بزند.

مرحله 36: Sonodation Biodata

هنگامی که سیم های الکترود با استفاده از پد ژل لمس یا متصل می شوند ، برنامه MIDIspout تغییرات کوچکی در رسانایی را تشخیص داده و این تغییرات را به عنوان یادداشت های MIDI و چراغ های رنگارنگ نشان می دهد!

با اتصال کابل MIDI از جک MIDI روی تخته نان ، MIDIsprout Kit را می توان به سینتی سایزر ، صفحه کلید ، مولد صدا و رایانه های پشتیبانی از MIDI متصل کرد تا در واکنش به یادداشت های MIDI صدا تولید کند.

با چرخاندن دکمه ، آستانه/حساسیت MIDIsprout را می توان تنظیم کرد. با کاهش آستانه ، نوسانات کوچکتر در هدایت گالوانومتر را می توان تشخیص داد. با افزایش آستانه ، تغییرات بزرگتری برای تولید یادداشت مورد نیاز است. در طول نصب طولانی مدت ، من از یک آستانه پایین استفاده می کنم که جریان موثری از داده های MIDI را ایجاد می کند. برای رویدادهای تعاملی عمومی با گیاهان متعدد ، آستانه را نسبتاً بالا می برم ، که منجر می شود یادداشت های MIDI فقط زمانی تولید می شود که فرد بسیار نزدیک شود یا از نظر فیزیکی گیاه را لمس کند.