MIDI Step Interface (Version En Español) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Versión en inglés aquí.

En este instructable te mostraremos cómo hacer una plataforma interactiva de luz y sonido, que puede ser usada para jugar el famoso "Simon Says" al igual que como un controlador MIDI. Ambos modos operados con los pies!

Vorgeschichte

El proyecto nació por la idea de hacer una pieza interactiva con la que el público pudiera divertirse sin importar su edad, tanto para niños como para adultos. Y se hizo para un centro commercial, como parte de las atracciones que ofrece en sus instalaciones.

La Prime Referencia que Recibimos von parte del cliente es una version of Simon Says para tocar con los píes, grundlegende Teníamos que replikator algo así.

Nos dimos a la tarea de buscar otros tipos de plataforma, entre las que abundaban las pistas de baile, que en su mayoría trabajan con la luz, pero no con el sonido. En esta búsqueda también nos topamos con los pianos de grand formato para píes, y nos pareció buena idea hacer una plataforma que no solo fuera para jugar Simon Says, sino también para usarlo como instrumento musical. Por el gusto a la música!

Otro aspekto que bedenkenswert für die forma de la plataforma. Todas las pistas de baile que vimos son rechteckiges, con pads cuadrados, a excepción de una que tenía pads circlees. Queríamos desde un inicio trabajar con una forma diferente, que fuera llamativa visualmente y modular al mismo tiempo. Los hexágonos fueron la respuesta.

Al buscar formas hexagonales, lo más cercano que encontramos fue este proyecto. La idea de hacer hexágonos nos emocionaba cada vez más… No teníamos idea de lo que vendría después.

Teníamos ya un objetivo cada vez más claro: Una plataforma interactive de luz y sonido que:

• Se pudiera jugar Simon Says
• Funcionara como instrumento musical
• Tuviera pads hexagonales

Schritt 1: Materialien

Allgemeines:

• 1) LattePanda
• 1) Gabinete für LattePanda
• 1) Eliminador 5 VDC a 2.5A micro usb
• 1) Perma-Proto
• 1) Multiplexer von 16 Kanälen
• 10) Widerstände von 10k Ohm
• 1) Fuente de voltaje 5 VDC a 50 A
• 5) Regletas de conectores de tornillo
• Cinchos
• Sujeta-Cinchos
• Klettverschluss
• Cinta Doppelkara
• 1) Altavoz activo de alta potencia
• 1) Hilfskabel von 3,5 mm
• 1) Gabinete industriell

Por-Pad:

• 1.5) Metro von Tira Neopixel de 96 LEDs
• 1) Interruptor de limite industrial
• 1) Hexagono de Acrílico Opalino de 1 cm
• 1) Hexagono de Trovicel von 6 mm
• 1) Estructura de PTR
• Klettverschluss
• Silizium
• Kabel 5 durch
• Kabel 3 über
• Kabel 2 durch
• Termofil

Schritt 2: Elegir La Tarjeta Que Controle Todo El Sistema

Arduino es, por antonomasia, la tarjeta de desarrollo que hemos ocupado desde hace varios años. Nunca nos ha fallado, sin embargo, es necesario detenerse un poco a pensar qué aspektos técnicos debemos cubrir para nuestro proyecto:

• Luz: Requerimos iluminar los pads con alto brillo y con Patrones complejos, para ello penamos usar Neopixeles.
• Pads: Los Pads deben Responder a la pisada del usuario, lo más fácil para esto son interruptores.
• Juego: Esto se refiere a la dinámica del juego, que debe ser programada y procesada por algún microcontrolador.
• Sonido: En a inicio, Teniamos Pensado Diseñar pensados propios propios en Pure Data, por lo tanto requeríamos una Computadora que corriera dicho programa.

Más adelante se profundiza en estos aspektos, mientras tanto, la parte que nos mantenía en duda, era la del sonido.

Berücksichtigen Sie die Verwendung von Pure Data, die Sie mit Arduino verwenden können, um allgemeine Sonidos zu verwenden, begrenzt und vollständig zu sein, um mit PD zu arbeiten, um eine Aktualisierung oder einen Patch für die Aktivierung von Sonidos über MIDI durchzuführen. Se requería entonces, una Computadora for Correr Pure Data, y Arduino für Controlar lo demás.

Comenzamos a sondear qué computadora usar, y nos gustó lo que ofrecía LattePanda: eine Computadora mit Windows 10 und eine Tarjeta Arduino Incorporada. Bingo!

LattePanda ist ein puerto GPIO und elque se encuentran mapeados los pines de a Arduino, a traves de los cuales podriamos manejar Los Interruptores de los pads y los neopixeles.

La programación del juego sería en el mismo Arduino que trae incorporado, que por cierto, es un Arduino Leonardo.

Para el sonido, LattePanda tiene un jack 3.5 que más adelante conectariamos a un altavoz.

Hay un montón de otras computadoras que pudimos haber usado, seguro te preguntas por qué no usamos Raspberry Pi. Y las razones son las siguientes:

• Adafruit sugiere no controlar Neopixeles con Raspberry, por cuestiones del reloj. Cosa que Arduino in Puede.
• Para controlar los pines GPIO de la Raspy, se tiene que hacer con Python, lenguaje que no dominamos.
• Si bien se puede conectar un Arduino a la Raspy, queriamos una solución de una sola tarjeta.
• Raspberry Corre Windows 10 IoT Core.

Ciertamente LattePanda es costosa y no hay mucha comunidad que la utilice. Si esto lo ves como una adversidad, te invitamos a utilizar otra plataforma. Estaremos encantados de saber que hiciste este proyecto con Raspy, UDOO, BeagleBone, etc…

Schritt 3: Diseñar Y Fabricar La Estructura

La idea de hacer la plataforma con hexágonos nadie no la iba a quitar. Como estábamos seguros de ello, comenzamos a diseñar la estructura.

Hay muchas cosas a consultar para esta etapa, y nuestra estructura debía cubrir lo siguiente:

• Soportar el peso de personas
• Exposición a la intemperie
• Resguardar la electronica

Berücksichtigen Sie die Verwendung von PTR für die Nutzung, Kosten und Zugang zu den Benutzern.

Dado que los hexágonos irían acomodados juntos el uno con el otro, se tenía que pensar de qué manera pasarían los cable entre ellos, y por esa razón se diseñó cada módulo como una especie de cable, donde por enica losmedio

Teníamos entonces que Fabricar una Estructura de doble hexágono, con unos postes que los separaran.

Al tratarse de una plataforma para pies, se nos hizo fácil Considerar un diámetro externalo para el hexágono de unos 70 cm, para que fuera de buen tamaño. Hicimos el ejercicio de cortar en papel varios hexágonos con ese diámetro antes de hacer la estructura.

Con todo esto definido, Comenzamos la Fabricación de Nuestro Primer Prototipo.

Lo Primero que hicimos fue cortar en MDF mit láser un hexagono con las dimensiones que tendría la estructura, usaríamos esta pieza para guiarnos en cuanto a los ángulos y longitud que deberían tener los tramos de PTR.

Cortar de manera precisa los tramos de PTR es una tarea bastante difícil, y más cuando no tienes la herramienta adecuada. Nosotros a falta de una sierra ingletadora, usamos una esmeriladora, lo cual complicó mucho este proceso. Debes ser cuidadoso usando esta herramienta, ya que es muy fácil cortar de más y no seguir cortes rectos.

Cortamos 12 Tramos (6 por cada hexágono) und 6 Beiträge (los que separan a los hexágonos). Una vez que probamos que coincidian con el hexágono de MDF, Continuamos con la soldadura.

Soldamos primeo los hexágonos por separado, y luego los soldamos a los postes de separación. Todo un reto!

Somos unos principiantes en soldadura und pronto nos dimos cuenta que nos ibamos a limitar a soldar sólo ese prototipo, y el resto encomendarlo a un herrero experimentado. Si tu eres un buen soldador, animate a Fabricar todos los hexágonos tú mismo!

Ya con la estructura finalizada, la pintamos de blanco mit Aerosol. Te recomendamos hacer esto en un lugar ventilado y donde se pueda colgar la estructura para que puedas pintarla por todos los ángulos.

Schritt 4: Colocar Las Superficies En La Estructura

Ya con la estructura metálica, ahora seguía pensar en dos cosas:

• La superficie que resguardaría la electronica.
• La superficie que el usuario pisaría.

La electronica que iría en cada hexágonoconsistía únicamente en la tira de neopixeles. Necesitábamos algo que fuera resistente al agua, en caso de que lloviera y se acumulara el agua debajo de cada hexágono.

Elegimos trovicel, es barato, fácil de cortar, zugänglich, y resistente al agua.

Por su parte, para la superficie que pisaría el usuario, queríamos que fuera con acrílico, la duda era qué tan grueso había que ponerlo. El único color posible era blanco opalino, para que ocultara la tira de neopixeles y para difuminar la luz. Desafortunadamente no hay mucha vielfältigad en cuanto a grosores, el más grueso disponible era de 1 cm.

En este prime prototipo, diseñamos una especie de tapa para evitar que el agua se filtrara por alguna orilla. Para lograrlo el hexágono tenía la orilla dentada para que se pdiera armar en conjunto con las paredes de la tapa, und posteriormente fijar las partes con pegacril.

Cortamos en láser ambos hexágonos: el de trovicel y el de acrílico.

Anmerkung: Con anticipación, sabíamos que es peligroso cortar trovicel con láser, puesto que está hecho de PVC. Mit ayuda y consentimiento del operador de la cortadora láser, lo cortamos rápido, con ventilación, und mascarillas. Lo hicimos porque no disponíamos de a router CNC, y cortarlo con sierra era unpreciso y tardado. Asumimos este riesgo solo para el prototipo, el resto de hexágonos de trovicel los cortamos con router. Tú no ocupes cortadora laser!

Con las piezas ya cortadas, montamos todo junto und comenzamos a probarlo.

Durante algunos días nos subimos al hexágono para probar su resistencia, pero no pasó una semana para que las paredes de la tapa de acrílico empezaran a despegarse. Además el acrílico se pandeaba mucho con el peso de a persona promedio.

Como ya no había acrílico opalino más grueso, optamos por reducir el perímetro del hexágono a 50 cm, haciendo la superficie mehr pequeña ésta sería más resistente. Si bien pudimos colocar algunos soportes de refuerzo en la parte de abajo del acrílico, se vería la Sombra de Estos Cuando se Iluminara el hexágono.

Ya no teníamos tiempo para Fabricar nosotros otro hexágono, así que lo mandamos a hacer con un herrero.

Esta última estructura sería la definitiva para nuestro proyecto, en el modelo 3D que acá te compartimos vienen especificadas sus dimensiones.

También descartamos la idea tener una tapa compuesta de varias caras pegadas con pegacril. En su lugar decidimos uasr solo una superficie de acrilico que atornillamos por arriba a la estructura. Tanto el acrílico como el trovicel se tuvieron que ajustar al nuevo tamaño. Cortamos und Laser 10 Hexagonos de Acrílico, und mit Router CNC 10 Hexagonos de Trovicel.

Schritt 5: Instalar La Tira De Neopixeles

Para la iluminación, probamos de qué manera se podía iluminar mejor el acrílico. En definitiva fue colocando la tira por la orilla. Checa las fotos para que veas la diferencia.

Las tiras que usamos tienen 96 neopixeles von metro und las venden von metros separados, es decir, no venden rollos de 5 metros continuos. Esto se volvería pronto un problema, porque un solo metro no alcanza para cubrir toda la orilla de nuestro hexágono, por lo que tuvimos que unir pedazos.

Adafruit tiene una guía bastante completa sobre estas tiras, te recomendamos leerla antes de usarlas.

Con las tiras hicimos lo siguiente:

• Al inicio de cada tira, soldamos un widerstand de 470 Ohm. Dieser Widerstand ist am besten geeignet, wenn Sie einen Arduino-Pin verwenden.
• En el otro extremo, unimos la tira de un metro, con un tramo de unos 20 cm para komplett el perímetro del hexágono.
• Como la plataforma iba a estar expuesta a lluvia e intemperie, compramos tiras a prueba de agua, que traen un recubrimiento. Al unir tiras, tuvimos que abrir este recubrimiento para que los LEDs estuvieran lo mas juntos möglich, und luego sellarlo mit ayuda de unas tapitas impresas en 3D y silicón. En las fotos puedes ver más a detail esto.
• Fijamos las tiras a la estructura con Klettverschluss.
• Finalmente, a la tira le soldamos una extensión (de unos 20 cm) de cable de 3 vias, que baja por una perforación el trovicel.

Schritt 6: Instalar El Interruptor

Hay varias alternativeas para sensar las pisadas del usuario: sensor capacitivo, sensor de distancia, sensor de fuerza, velostat usw. Por otra parte, sólo necesitabamos Detectar una señal de encendido/apagado y ein Interruptor hace justamente eso.

Sobre qué Interruptor elegir, fuimos a la tienda de elektrónica para ver las opciones. Buscábamos algo robusto-industrial, y nos encontramos con un gran surtido. La elección se basó de acuerdo al tamaño de nuestra estructura y a la forma de montaje. En las fotos podrás apreciar que el switch que usamos tiene una especie de cuello con cuerda que allowe poder atornillaricie a horizontal. Justo lo que necesitábamos!

Usar este tipo de switches es muy fácil, en la parte de abajo trae unos tornillos como terminales a los que se le puede enrolllar el cable, no es not usar soldadura, además estos switchs son para intemperie ya que traen una carcasa del que los aisla agua. Les conectamos una Verlängerung des Kabels von dos polos de 20 cm aprox.

Die Forma de Calibrar la Sensibilidad de los switch va en función de qué tan cerca estén del acrílico. Para Calibrarlos nos apoyamos de unas rondanas que imprimios en 3D con el grosor necesario para que el switch quedara ajustado al nivel que requeríamos. Keine Usamos Rondanas Comerciales Porque Eran Muy Gruesas.

Schritt 7: Soldar La Extension De Cable De Cada Hexágono

En cada hexágono se tenía el interruptor y la tira de neopixeles, dando un total de 5 Kabel. Estos cable tenían que llegar a un controlo de control desde donde se mandarían y recibirían las señales. Empleamos entonces un cable de control de 5 vias. Usamos termofil para proteger los puntos de unión con soldadura.

En el otro extremo de esta extensión, necesitabamos un conector de 5 Pines. Heu ohne DIN 5 Industrien von allgemeinem Personal, viel Caros und hohem Preis und Kosten des Produkts, einschließlich der meisten Barato-Anschlüsse von XLR-Audio, die nicht industriell sind. Soldamos entonces dos conectores XLR: uno para los neopixeles (3 Kabel) y otro para el switch (2 Kabel).

Usar dos conectores por hexágono es algo aparatoso, si tienes suficiente presupuesto, te recomendamos amplamente que verwendet un conector industrial, te ahorrará trabajo y se verá mejor.

También calculamos el largo de cada cable tomando en cuenta las dimensiones de una estructura que iría por alrededor de los hexágonos. Es de gran utilidad, por su parte, planear por dónde pasarán los cable entre hexágonos y diseñar un diagrama de referencia.

Schritt 8: El Gabinete Que Resguarda El Circuito De Control vorbereiten

A partir de que usamos conectores XLR Macho, requeríamos usar conectores XLR hembra und estos debían ser montados en un gabinete. El número de conectores junto con el tamaño de la fuente de voltaje y el LattePanda eran las referencias de las dimensiones que teníamos que Considerar para el gabinete.

Compramos ein industrielles Gabinete, y für perforarlo utilizamos ein Taladro de Columna und ein Sierra Broca für Lose Agujeros von Los-Anschlüssen XLR, Lose Kabel für AC und Audio. Este proceso fue muy tardado debido al amplio grosor de este tipo de cajas, aunado a que el taladro necesita operar a su máxima fuerza y para ello requiere cierto tiempo de reposo por cada tiempo de trabajo tu taladro, pues si no respetas estos tiempos, tu taladro se sobre-calentará con riesgo a dañarse).

Antes de perforar la caja, planifica la ubicación de los Circuitos, el flujo de señal dentro y fuera del gabinete, la orientación de ésta, y si va a estar dentro de un mueble o a la intemperie. Keine olvides Berücksichtigung der facilidad de conexión para el usuario.

Schritt 9: Soldar Circuito De Control Y Conexiones Para La LattePanda

El Circuito de Control es bastante einfach. Como nuestra plataforma se compone de 10 pads, Cuenta con 10 Interruptores (Entradas) und 10 Tiras de Neopixeles (Salidas). Estos 20 Dispositivos von einem interaktiven Arduino mit einem integrierten LattePanda, einem digitalen Pines-Través. Pese a que esta tarjeta cuenta con 20 Pines digitales, dos de ellos están dedicados la comunicación serial (Rx y Tx) und lo empfehlenswert es no usarlos. Entonces tuvimos que recurrir al uso de un multiplexor (MUX).

Los Interruptores los conectamos a un multiplexor de 16 entradas para que en lugar de usar 10 pines del Arduino para la lectura, sólo usemos 5.

Por su parte, los neopixeles decidimos sí conectarlos directo a los pines de Arduino, dado que en pruebas que hicimos, pueden llegar a tener problemas cuando se manejan a través de un MUX und hacen más complejo el código. Sin-Embargo, si tienes un buen nivel de programación, no tendrás problemas para usar un MUX dedicado a las tiras.

Para proteger y darle ventilación a la LattePanda usamos un gabinete dedicado que incluye ventilador. Con el gabinete puesto, sería difícil montar sobre los pines un shield a donde irían soldadas las conexiones de los cable y el MUX, motivo por el cual diseñamos a Circuito aparte muy sencillo al cual le soldamos conectores, algunoels widerstände.

Como el Circuito es tan básico, lo soldamos directamente sobre una Perma-Proto, igual lo puedes soldar sobre una placa perforada, o bien, Fabricar tú mismo el PCB. Aquí te compartimos el diseño in Fritzing.

Schritt 10: Conectar Los Pads Al Circuito De Control Y a La Alimentación

Teniendo el Circuito de control ya soldado a los pines de la LattePanda y con el gabinete perforado, hicimos lo siguiente:

• Atornillar los conectores XLR hembra al gabinete
• Etiquetar los conectores con sus relectivos nombres
• Soldar el cableado de los conectores XLR a unos conectores de tornillo
• Probar Continuidad en todo el cableado
• Fijar la fuente, el Circuito de control, y la LattePanda al gabinete
• Organizar los cable con cinchos y sujeta cinchos
• Conectar los cable de los pads al gabinete

En las fotos se puede with aparatoso el interior del gabinete, dejando poco claro lo que hicimos, pero acá te compartimos también undiagramma detallado de las conexiones.

Schritt 11: Programmación

En este tipo de proyectos, es mucho más cómodo dedicarte a la programación, una vez que tienes el hardware bien ensamblado: sin falsos; buenas conexiones; listo para uso rudo usw.

Para la programación con la parte musical, quisimos diseñar nuestros propios sonidos pero ya no nos dio tiempo de profundizar with eso, así que optamos por hacer a controlador MIDI, donde cada pad hexagonal dispararía a sample.

• Para el controlador MIDI, nos ayudó mucho esta información.
• Nutzung der Bibliothek für Arduino.
• Para el patch und Pure Data Usamos.
• Y para los proben heu varias opciones gratuitas que puedes encontrar en internet.

Respecto al manejo de los neopixeles, usamos la libería FastLED.

Y finalmente, para el juego "Simon Says" fue de bastante ayuda este anweisbar.

Schritt 12: Fabricación De Estructura De Protección Para La Plataforma

No había algo que fijara a los hexágonos y no se movieran cuando uno estaba sacando sus mejores pasos de baile, por lo que fue necesario una segunda estructura que cumpliera con dos funciones:

• Mantener unidos a los hexágonos y que no se movieran
• Proteger la orilla de la plataforma contra intemperie

Fabricar una estructura con estas características no sería tarea fácil, así que decidimos encomendarlo a herreros expertos. En las fotos puedes ver la obra de arte que hicieron estos artesanos.

El gabinete de control y el altavoz se montaron dentro de un mueble de madera.