MIDI Step Interface: 12 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

เวอร์ชั่นภาษาสเปนที่นี่

ในคำแนะนำนี้ เราจะแสดงวิธีสร้างอินเทอร์เฟซแสงและเสียงที่สามารถใช้เล่น "Simon Says" และเป็นอินเทอร์เฟซ MIDI ทั้งสองโหมดจะเล่นด้วยเท้าของคุณ

พื้นหลัง

โปรเจ็กต์นี้ถือกำเนิดขึ้นเพราะเราต้องการสร้างการติดตั้งแบบอินเทอร์แอกทีฟที่ผู้ชมแทบทุกประเภทสามารถใช้งานได้ไม่ว่าพวกเขาจะอายุเท่าไหร่ ได้รับการพัฒนาสำหรับห้างสรรพสินค้า เป็นหนึ่งในสถานที่ท่องเที่ยว

ข้อมูลอ้างอิงแรกที่เราได้รับจากลูกค้าคือเวอร์ชันของ Simon Says ที่สามารถเล่นได้โดยใช้เท้าของผู้คน โดยพื้นฐานแล้วเราต้องทำซ้ำแนวคิดนี้

เราค้นคว้าเกี่ยวกับเกม/แพลตฟอร์มที่คล้ายคลึงกัน และเราพบว่าฟลอร์เต้นรำจำนวนมาก ส่วนใหญ่ใช้แสงแต่ไม่มีเสียง นอกจากนี้เรายังพบเปียโนขนาดใหญ่สำหรับเท้า ดังนั้นเราจึงคิดว่าสิ่งที่น่าสนใจอาจมาจากการเพิ่มฟังก์ชันเครื่องดนตรี สำหรับความรักในเสียงเพลง!

เรายังพิจารณาถึงรูปทรงของแท่น แทบทุกฟลอร์เต้นรำที่เราพบนั้นเป็นสี่เหลี่ยม มีแผ่นรองสี่เหลี่ยม มีข้อยกเว้นประการหนึ่งที่มีแผ่นรองแบบวงกลม เราต้องการมอบความรู้สึกที่แตกต่างให้กับแพลตฟอร์มของเราโดยที่ยังคงลักษณะโมดูลของสี่เหลี่ยมจัตุรัสไว้ นั่นคือเหตุผลที่เราตัดสินใจใช้รูปหกเหลี่ยม

ขณะค้นหาโปรเจ็กต์ที่มีรูปทรงหกเหลี่ยม เราพบโปรเจ็กต์นี้ ความคิดในการสร้างรูปทรงหกเหลี่ยมเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นสำหรับเรา… เราไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น

เรามีเป้าหมายที่ชัดเจนขึ้น:

• เกม Simon Says
• เครื่องดนตรี
• แผ่นหกเหลี่ยม

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

สำหรับแต่ละแผ่น:

1.5) เมตรแถบ Neopixel

1) สวิตช์จำกัดอุตสาหกรรม

1) Opaline Acrylique หนา 1 ซม.

1) หกเหลี่ยมพีวีซี

1) โครงสร้างหกเหลี่ยมโปรไฟล์โลหะ

ทั่วไป:

1) ลาเต้แพนด้า

1) MUX

1) 5VDC 50A แหล่งพลังงาน

1) แผงควบคุมอุตสาหกรรม

1) เปอร์มา-โปรโต

1) เคสลาเต้แพนด้า

1) เต้ารับไฟฟ้า 5V @2.5a

10) ตัวต้านทาน 10k โอห์ม

5) ขั้วต่อสกรู

1) วิทยากร

สายรัดพลาสติก

ขั้นตอนที่ 2: การเลือกแผงควบคุม

Arduino เป็นบอร์ดพัฒนาที่เราใช้กันมานาน ไม่เคยล้มเหลว แต่เราจำเป็นต้องตรวจสอบข้อกำหนดทั้งหมดสำหรับโครงการนี้:

• แสง: ความสว่างที่มีความเข้มสูงและรูปแบบที่ซับซ้อน เราใช้ Neopixels
• แผ่นรอง: แผ่นรองควรตอบสนองต่อฝีเท้าของผู้ใช้ เราตัดสินใจใช้สวิตช์
• เกม: จะถูกประมวลผลโดยไมโครคอนโทรลเลอร์
• เสียง: ตอนแรกเราคิดว่าจะออกแบบเสียงของเราเองด้วย PureData ดังนั้นเราจึงต้องการคอมพิวเตอร์มากกว่าที่จะเรียกใช้โปรแกรมได้

เราจะลงลึกในหัวข้อเหล่านี้ในขณะที่เราดำเนินต่อไป สำหรับตอนนี้ ส่วนที่เราต้องแก้ไขคือเสียง

เราพิจารณาใช้ PureData เพราะถึงแม้คุณสามารถสร้างเสียงด้วย Arduino ได้ แต่ก็อาจมีความซับซ้อนและมีข้อ จำกัด ในบางจุด ในขณะที่ PD เราสามารถสร้างการสังเคราะห์หรือแพตช์เพื่อเรียกเสียงผ่าน MIDI เราจำเป็นต้องมีคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งาน PD และ Arduino เพื่อควบคุมทุกสิ่งทุกอย่าง

เราค้นคว้าเกี่ยวกับตัวเลือกต่างๆ ที่เราหาได้ และเราชอบความเป็นไปได้ของบอร์ด LattePanda: คอมพิวเตอร์ที่ใช้ Windows 10 และ Arduino ในตัว บิงโก!

LattePanda มีพอร์ต GPIO ที่คุณสามารถค้นหาพิน Arduino ที่แมปไว้ โดยเราสามารถควบคุมสวิตช์และนีโอพิกเซลของแพดได้

การเขียนโปรแกรมเกมจะเกิดขึ้นในบอร์ด Arduino ที่รวมอยู่ด้วยนั่นคือ Arduino Leonardo

LattePanda มีแจ็ค 3.5 จากจุดที่เราจะได้รับเสียง

มีบอร์ดมากมายที่เราสามารถใช้ได้ บางทีคุณอาจถามตัวเองว่าทำไมเราไม่ใช้ Raspberry Pi นี่คือเหตุผล:

• Adafruit ไม่แนะนำให้ควบคุม Neopixels ด้วย RaspberryPie เนื่องจากปัญหาเกี่ยวกับนาฬิกา นี่เป็นปัญหาที่ Arduino ไม่มี
• การเขียนโปรแกรมพิน GPIO ใน RaspberryPie ต้องทำผ่าน Python เราไม่คุ้นเคยกับภาษาโปรแกรม
• แม้ว่าเราจะสามารถรวม Arduino และ RaspberryPie ได้ เราก็ต้องการที่จะแก้ปัญหาทุกอย่างด้วยบอร์ดเพียงบอร์ดเดียว
• RaspberryPie ใช้งาน Windows 10 (IoT Core) รุ่นพิเศษ

LattePanda มีราคาแพงกว่าและมีชุมชนนักพัฒนาขนาดเล็กกว่าบอร์ดอื่นๆ หากคุณไม่มั่นใจในการใช้ LattePanda คุณสามารถใช้บอร์ดอื่นๆ ได้ (Raspy, UDOO, BeagleBone ฯลฯ…) เรายินดีที่จะทราบผลลัพธ์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบและสร้างต้นแบบโครงสร้าง

จุดที่เราพิจารณาในการออกแบบโครงสร้าง:

• รับน้ำหนักผู้ใหญ่
• เหมาะสำหรับกลางแจ้ง
• เก็บอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้ปลอดภัย

เราตัดสินใจใช้โปรไฟล์โลหะเนื่องจากความแข็งแรง ต้นทุนต่ำ และความพร้อมใช้งานของวัสดุ

โครงสร้างประกอบด้วยรูปหกเหลี่ยมสองอันเชื่อมต่อกันด้วยเสาสั้น 6 อัน:

สำหรับรูปหกเหลี่ยมแต่ละอัน เราตัดโลหะ 12 ชิ้นด้วยเครื่องบดแบบเดียวกันสำหรับเสา แล้วเราก็เชื่อมทุกอย่าง

พื้นที่ว่างระหว่างสองรูปหกเหลี่ยม ช่วยป้องกันน้ำหรือสิ่งใดๆ ที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสำหรับการเดินสายเคเบิล

ขั้นตอนที่ 4: ก้าวพื้นผิว

เมื่อเราได้โครงสร้างที่เป็นโลหะแล้ว เราต้องครอบคลุมสองประเด็น:

• พื้นผิวที่ช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ปลอดภัย
• พื้นผิวที่ผู้ใช้จะเหยียบ

สำหรับพื้นผิวที่ปกป้องอิเล็กทรอนิคส์และอยู่ภายในรูปหกเหลี่ยม เราตัดสินใจใช้วัสดุพีวีซี ราคาไม่แพง ใช้งานง่าย และสามารถต้านทานน้ำได้ในระดับหนึ่ง

สำหรับพื้นผิวที่ผู้ใช้เหยียบ เราเลือกใช้อะคริลิกโอปอลินเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์กับแสงและมีความหนา 1 ซม. จึงสามารถรับน้ำหนักของผู้ใหญ่ได้

เราตัดทุกอย่างด้วยเครื่องเลเซอร์ มันเร็วและไม่แพง คุณสามารถค้นหาไฟล์ที่แนบมา

ขั้นตอนที่ 5: การติดตั้ง Neopixel Strips

เราเลือกแถบกันน้ำที่มี 96 นีโอพิกเซลต่อเมตร Adafruit มีคำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับนีโอพิกเซล

เรา…

• บัดกรีตัวต้านทาน 470 โอห์มที่จุดเริ่มต้นของทุกแถบ
• ติดตั้งแถบที่ขอบด้านในของ Hexagon
• ใช้เวลโครเพื่อยึดแถบเข้าที่
• บัดกรีส่วนต่อขยายไปยังแถบที่ยื่นออกมาจากผิวพีวีซี

ขั้นตอนที่ 6: การติดตั้งสวิตช์

เราเลือกสวิตช์เชิงกลทางอุตสาหกรรมเพื่อเปิดใช้งานแผ่นอิเล็กโทรด เนื่องจากความยืดหยุ่นของอะคริลิกและเนื่องจากสวิตซ์ถูกวางไว้ที่กึ่งกลางของรูปหกเหลี่ยมผ่านแผ่นพีวีซี แรงดันที่จำเป็นต้องเปิดใช้งานสวิตช์จึงสามารถทำได้เมื่อผู้ใช้เหยียบบนพื้นผิวอะคริลิก เราได้ปรับเทียบว่าสวิตช์ต้องสูงหรือต่ำแค่ไหนสำหรับเครื่องซักผ้า

ขั้นตอนที่ 7: ขั้วต่อบัดกรีและสายเคเบิล

หกเหลี่ยมแต่ละอันมีสวิตช์และแถบ LED ที่มีสายไฟทั้งหมด 5 เส้น สายเคเบิลเหล่านี้จะต้องเชื่อมต่อกับวงจรควบคุมที่ทุกอย่างจะเข้มข้น

เราใช้ขั้วต่อ XLR สองตัว; อันหนึ่งสำหรับนีโอพิกเซล (3 สาย) และอีกอันสำหรับสวิตช์ (2 สาย) สถานการณ์ในอุดมคติน่าจะเป็นตัวเชื่อมต่อเพียงตัวเดียว แต่เราไม่สามารถจ่ายได้ ในกรณีที่คุณทำได้ มันจะทำให้สิ่งต่าง ๆ ง่ายขึ้นมาก

ขั้นตอนที่ 8: การเตรียมแผงควบคุม

สิ่งที่อยู่ภายในแผงควบคุม:

• ขั้วต่อ XLR ตัวเมีย
• แหล่งจ่ายไฟ
• ลาเต้แพนด้า

ขั้นตอนที่ 9: วงจรควบคุมการบัดกรีและการเชื่อมต่อ LattePanda

สวิตช์เชื่อมต่อกับมัลติเพล็กเซอร์อินพุต 16 ช่อง

Neopixels เชื่อมต่อโดยตรงกับหมุด Arduino

สำหรับ LattePanda เราใช้เคสที่ออกแบบโดยแบรนด์

คุณสามารถค้นหาการออกแบบวงจรที่แนบมา

ขั้นตอนที่ 10: เชื่อมต่อแผ่นอิเล็กโทรดเข้ากับแผงควบคุมและพาวเวอร์ซัพพลาย

การยึดขั้วต่อ XLR เข้ากับแผงควบคุม

การติดฉลากตัวเชื่อมต่อ

· บัดกรีสายเคเบิล XLR เข้ากับขั้วต่อสกรู

· แก้ไขแหล่งพลังงาน วงจรควบคุม และ LattePanda

· การจัดสายเคเบิล

· เชื่อมต่อสายเคเบิลของแผ่นอิเล็กโทรดเข้ากับแผงควบคุม

ขั้นตอนที่ 11: การเขียนโปรแกรม

สำหรับการควบคุม MIDI เราพบว่าข้อมูลนี้มีประโยชน์มาก

เราใช้ไลบรารีนี้สำหรับ Arduino

เราใช้โปรแกรมแก้ไขนี้สำหรับ PureData

สำหรับตัวอย่างเพลง มีทางเลือกฟรีมากมายในเว็บ

สำหรับการควบคุม Neopixels เราใช้ไลบรารี FastLED

สำหรับเกม "Simon Says" คำแนะนำนี้มีประโยชน์จริงๆ

ขั้นตอนที่ 12: การสร้างโครงสร้างที่ปกป้องแพลตฟอร์ม

วัตถุประสงค์หลักของโครงสร้างนี้คือ:

รักษาหกเหลี่ยมรวมกัน

ปกป้องรูปหกเหลี่ยมจากสภาพอากาศ

รางวัลรองชนะเลิศการประกวดเสียงประจำปี 2561