Tecnologia vestível: Tambores de ar: 5 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Nosso objetivo para este projeto era fazer um kit de bateria vestível de alguns acelerômetros e discos piezo. A ideia era que, com um golpe de mão, um ruído de caixa tocaria; ou, ao pressionar o pé, um chimbal ou som de bumbo tocava. Para controlar o kit, usamos um microcontrolador Hexwear, o software de codificação Arduino e o Cycling '74 MAX para saída e seleção de som. Este projeto foi parte de uma parceria maior entre o Pomona College e a Fremont Academy of Engineering.

Etapa 1: Peças e Ferramentas

Abaixo está uma lista das peças em que nosso projeto consiste e uma lista de todos os materiais usados.

Partes:

• Camisa de flanela (x1)
• Meias Difusas (x2)
• Piezo Discs (x2) (https://www.sparkfun.com/products/10293)
• Acelerômetros MMA8451 (x2) (https://www.adafruit.com/product/2019)
• Microcontrolador HexWear ATmega32U4 (x1) (https://hexwear.com)
• RN42 Microchip Bluetooth (x1) (https://www.sparkfun.com/products/12576)
• Fio de bitola 18
• # 2 Parafusos (x14)
• # 2 Arruelas (x14)
• Conectores de crimpagem; 22-16 Gauge (x14) (https://www.elecdirect.com/crimp-wire-terminals/ring-crimp-terminals/pvc-ring-terminals/ring-terminal-pvc-red-22-18-6- 100pk)
• Pino autoadesivo (x1)

• Conectores de topo de costura isolados com vinil (x15) (https://www.delcity.net/catalogdetails?item=421005)

Ferramentas:

• Tesoura
• Kit de Solda
• Decapantes de arame
• Cortadores de arame
• Fita isolante
• Ferramenta de compressão
• Chave de fenda
• Pistola de cola quente
• Impressora 3D (opcional)
• Pistola de ar quente

Programas:

• Max Cycling '74 (https://cycling74.com)
• Software de codificação Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)

Baixando os drivers:

1) (Somente Windows, usuários de Mac podem pular esta etapa) Instale o driver visitando https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Baixe e instale o driver (o arquivo.exe listado na Etapa 2 na parte superior da página vinculada da RedGerbera).

2) Instale a biblioteca necessária para Hexware. Abra o IDE do Arduino. Em “Arquivo”, selecione “Preferências”. No espaço fornecido para URLs de gerenciadores de placas adicionais, cole https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/… Em seguida, clique em “OK”. Vá para Ferramentas -> Placa: -> Gerenciador de Placa. No menu do canto superior esquerdo, selecione “Contribuído”. Procure, clique em Placas Gerbera e clique em Instalar. Saia e reabra o IDE do Arduino. Para garantir que a biblioteca esteja instalada corretamente, vá para Ferramentas -> Quadro e role até a parte inferior do menu. Você deverá ver uma seção intitulada “Placas Gerbera,” sob a qual deve aparecer pelo menos HexWear (se não mais placas como mini-HexWear).

3) Para baixar a biblioteca do acelerômetro, use o seguinte link: https://learn.adafruit.com/adafruit-mma8451-accelerometer-breakout/wiring-and-test. Em seguida, clique em "Baixar a biblioteca MMA8451"

Etapa 2: preparar os fios

Corte 9 pedaços de fio compridos o suficiente para cobrir seu braço (cerca de 1 m). Essas peças se conectarão aos dois acelerômetros. Corte 4 pedaços mais longos, longos o suficiente para alcançar os pés do bolso da camisa de flanela (cerca de 2 m). Eles se conectarão aos piezos. Corte outras 3 peças mais curtas (cerca de 15 cm) para o microchip bluetooth. Desencape as duas pontas de todos os pedaços de arame, deixando 2cm de arame desencapado.

Etapa 3: Conecte os fios aos sensores

Use um ferro de solda para soldar 4 dos fios de 1m a um dos acelerômetros e 5 dos fios de 1m ao outro acelerômetro. Os acelerômetros têm pinos rotulados e fornecemos um diagrama de circuito para ilustrar onde cada fio deve ir. Junto com o diagrama de circuito, anexamos marcações nos layouts dos acelerômetros: prenda os fios aos pinos circulados em preto.

Cada sensor piezoelétrico possui dois fios. Desencape as pontas dos fios piezoelétricos e solde-os aos fios de 2m. Use os conectores isolados de vinil e a pistola de ar quente para proteger as conexões.

Finalmente, solde os 3 fios de 15 cm ao microchip Bluetooth (consulte o diagrama do circuito e a marcação para os pinos específicos).

Nota: O microchip Bluetooth e os acelerômetros têm pinos muito estreitos. Escolhemos o fio de bitola 18 pela robustez e porque ele combina com os conectores crimpados que estávamos usando, mas se necessário, você pode soldar fios mais finos aos sensores e depois soldar os fios de bitola 18 aos mais finos.

Agora você deve ter uma extremidade de todos os fios conectados! As outras extremidades se conectam ao Hex.

** As marcações para acelerômetros, bluetooth e piezo são cortesia de sparkfun (https://www.sparkfun.com) e adafruit (https://www.adafruit.com)

Etapa 4: Conectando ao Hex e Diagrama de Circuito

Acima está um diagrama detalhando a montagem. Para conectar os fios ao Hexware, usamos porcas, parafusos e conectores crimpados (representados acima como as conexões vermelhas). Depois que o fio tiver sido conectado ao conector de crimpagem, ele pode ser conectado ao hexágono usando uma arruela e um parafuso, conforme ilustrado acima. Para um diagrama do ware hexadecimal, consulte a marcação do pino acima.

Seguindo o diagrama, especificamente as linhas pretas, conecte o aterramento de ambos os piezos a um pino de aterramento no hexágono. Em seguida, para os dois acelerômetros, conecte ambos os aterramentos a um pino de aterramento no hexágono. Como existem apenas alguns pinos de aterramento, recomendamos soldar juntos todos os fios que vão para o terra do acelerômetro, ou todos os fios que vão para o terra dos piezos; entretanto, tome cuidado para manter o controle de tudo! O pino identificado como A (ou endereço) nos acelerômetros também deve ser conectado ao solo. Isso é para diferenciar os dois acelerômetros um do outro, dando a um deles outra identificação. Finalmente, conecte o aterramento do bluetooth ao aterramento no hexágono.

Concluindo a conexão do aterramento, inicie as conexões ao VCC, destacadas em vermelho acima. Vin de ambos os acelerômetros deve ser conectado ao VCC no hexadecimal, o mesmo com o pino VCC no bluetooth. Novamente, devido à falta de pinos, recomendamos soldar os fios antes da conexão final ao hexágono.

Em ambos os acelerômetros, existem pinos identificados como SCL e SDL. Conecte-os aos mesmos pinos no hexwear (SCL é cerúleo e SDA é magenta no diagrama acima). Em seguida, no módulo bluetooth, conecte o RX-1 ao RX no hexágono (marinho acima) e TX-1 ao TX no hexágono (verde claro acima). Isso permite conexões bluetooth. Finalmente, conecte a segunda perna de um dos piezos ao pino D12 (verde escuro) e a segunda perna do segundo piezo ao D9 (roxo acima). Isso é para levar uma saída analógica dos sensores piezoelétricos para o hexwear.

** a marcação do pin hexwear é cortesia da Red Gerbera (https://www.redgerbera.com), as imagens do acelerômetro são cortesia da adafruit e o parceiro piezo / bluetooth é cortesia da sparkfun

Etapa 5: enviando o código

Para começar a usar a bateria, primeiro abra o código MAX (chamado Max_Drum.maxpat). Para poder editar o código ou salvá-lo, você precisará ter uma conta no Cycling '74, mas tudo funciona sem uma conta. Você deseja conectar o módulo hexadecimal bluetooth ao seu próprio computador. Para fazer isso, conecte o hexágono na alimentação. Assim que o hexwear estiver conectado, uma luz vermelha deve acender no módulo bluetooth. Em seguida, abra as preferências de bluetooth. no seu computador. Um nome semelhante a 9CBO deve aparecer. Quando for solicitada uma senha, digite 1234. O bluetooth deve então ser conectado ao computador.

Em seguida, carregue o código do Arduino no hexadecimal (denominado final_electronics.ino). Agora, tudo o que resta fazer é conectar o bluetooth ao MAX. No código máximo, você deve ver algo chamado 'imprimir'. Se você clicar aqui e abrir o monitor serial, deverá ver todas as portas disponíveis e as portas bluetooth disponíveis. Na caixa chamada serial o 9600. Aqui, serial significa o monitor serial, o é a porta e 9600 é a largura de banda da conexão. Para conectar o bluetooth, substitua o pelos nomes de outras portas bluetooth. Freqüentemente, você tem que tentar todos eles, mas o módulo bluetooth ficará verde assim que for conectado à porta certa via MAX.

Depois de fazer o upload do código, certifique-se de fornecer o caminho correto para os arquivos de áudio no MAX. A melhor maneira de fazer isso é arrastando os arquivos de som para o MAX.