Interface MIDI Step: 12 Passos (com Imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Versão em espanhol aqui.

Neste instrutível, mostraremos como fazer uma interface de luz e som que pode ser usada para tocar "Simon Says" e como uma interface MIDI. Ambos os modos serão jogados com os pés.

Fundo

O projeto nasceu porque queríamos fazer uma instalação interativa onde quase qualquer tipo de público pudesse fazer uso dela, independentemente da idade. Foi desenvolvido para um shopping, como um de seus atrativos.

A primeira referência que obtivemos do cliente foi esta versão de Simon Says que podia ser tocada com os pés das pessoas. Basicamente, tivemos que replicar essa ideia.

Pesquisamos jogos / plataformas semelhantes e encontramos muitas pistas de dança, a maioria delas funciona com luz, mas não com som. Também encontramos grandes pianos para pés, então pensamos que algo interessante poderia resultar da adição da funcionalidade de instrumento musical. Pelo amor a música!

Também consideramos a forma da plataforma. Quase todas as pistas de dança que encontramos eram retangulares, com almofadas quadradas. Existe uma exceção que possui almofadas circulares. Queríamos dar uma sensação diferente à nossa plataforma, mantendo o aspecto modular dos quadrados, por isso decidimos usar hexágonos.

Enquanto procurávamos projetos com formas hexagonais, encontramos este. A ideia de fazer formas hexagonais era emocionante para nós … não tínhamos a menor ideia do que estava por vir.

Tínhamos um objetivo mais claro:

• Jogo Simon Says
• Instrumento musical
• Almofadas hexagonais

Etapa 1: Materiais

Para cada Pad:

1.5) Medidor de tira de Neopixel

1) Interruptor de limite industrial

1) Espessura Opaline Acrylique 1cm

1) hexágono de PVC

1) Estrutura hexagonal do perfil de metal

Em geral:

1) LattePanda

1) MUX

1) Fonte de alimentação 5VDC 50A

1) Painel de controle industrial

1) Perma-Proto

1) Caso LattePanda

1) Saída de energia 5V @ 2.5a

10) Resistor de 10k ohms

5) Terminal de parafuso

1) Alto-falante

Correias de segurança de plástico

Etapa 2: Escolha de uma placa de controle

Arduino é a placa de desenvolvimento que usamos há muito tempo. Nunca falhou, no entanto, precisamos verificar todos os requisitos para este projeto:

• Luz: brilho de alta intensidade e padrões complexos, estamos usando Neopixels
• Pás adesivas: as pás adesivas devem responder aos passos do usuário. Decidimos ir com interruptores.
• Jogo: Será processado por um microcontrolador.
• Som: No início pensamos em desenhar nossos próprios sons com PureData, portanto precisávamos de um computador que pudesse rodar o programa.

Iremos nos aprofundar nesses assuntos à medida que avançamos, por enquanto, a parte que precisamos resolver é o som.

Pensamos em usar PureData porque mesmo quando você pode gerar som com Arduino pode ficar complicado e limitado em algum ponto, enquanto com PD podemos fazer uma síntese ou um patch para acionar sons via MIDI. Precisávamos de um computador para executar o PD e o Arduino para controlar todo o resto.

Pesquisamos as opções que poderíamos obter e realmente gostamos das possibilidades com a placa LattePanda: um computador com Windows 10 e um Arduino integrado. Bingo!

O LattePanda possui uma porta GPIO onde você pode encontrar os pinos do Arduino mapeados, através deles podemos obter o controle dos interruptores e neopixels do pad.

A programação do jogo também ocorreria na placa Arduino que está incorporada, que por sinal, é um Arduino Leonardo.

LattePanda tem um conector 3,5 de onde obteremos o som.

Existem muitas placas que poderíamos ter usado, talvez você esteja se perguntando por que não usamos um Raspberry Pi. Aqui está o porquê:

• Adafruit sugere não controlar Neopixels com RaspberryPie por causa de problemas de relógio. Este é um problema que o Arduino não tem.
• A programação dos pinos GPIO no RaspberryPie deve ser feita através do Python. Não estamos familiarizados com a linguagem de programação.
• Mesmo quando podíamos combinar um Arduino e uma RaspberryPie, queríamos resolver tudo com apenas uma placa.
• RaspberryPie executa uma versão especial do Windows 10 (IoT Core).

LattePanda é mais caro e tem uma comunidade de desenvolvedores muito menor do que outras placas. Se você não tem certeza de usar um LattePanda, você também pode usar outras placas (Raspy, UDOO, BeagleBone, etc …), ficaremos felizes em saber seus resultados.

Etapa 3: Projetando e Prototipando a Estrutura

Pontos que consideramos para projetar a estrutura:

• Suportar o peso de um adulto
• Adequado para exteriores
• Mantenha os eletrônicos seguros

Decidimos usar perfis metálicos devido à resistência, baixo custo e disponibilidade do material.

A estrutura consiste em dois hexágonos unidos por seis pólos curtos:

Para cada hexágono cortamos 12 pedaços de metal com um amolador mesmo para os postes e depois soldamos tudo.

O espaço que resta entre os dois hexágonos, ajuda a proteger da água ou de qualquer coisa que possa causar danos à parte eletrônica e também no encaminhamento dos cabos.

Etapa 4: superfície de piso

Uma vez que tínhamos a estrutura metálica, tivemos que cobrir dois pontos:

• Superfície que mantém a eletrônica segura
• Superfície onde o usuário pisará

Para a superfície que protege a eletrônica e fica dentro do hexágono decidimos usar material em pvc, não é caro, é fácil de trabalhar e pode resistir até certo ponto à água.

Para a superfície que os usuários pisam escolhemos o acrílico opalin por sua interação com a luz e com uma espessura de 1cm para poder suportar o peso de um adulto.

Cortamos tudo com uma máquina a laser, era rápido e não custava caro. Você pode encontrar os arquivos anexados

Etapa 5: instalação de tiras de neopixel

Escolhemos as fitas impermeáveis com 96 neopixels por metro. Adafruit possui um guia detalhado sobre neopixels.

Nós…

• Soldou um resistor de 470 ohms no início de cada tira
• Instalou a tira na borda interna do hexágono
• Usei velcro para fixar as tiras no lugar
• Soldou uma extensão da tira que sai da superfície do pvc.

Etapa 6: Instalando o switch

Escolhemos um interruptor mecânico industrial para ativar as almofadas. Devido à flexibilidade do acrílico e uma vez que o interruptor é colocado no centro do hexágono através da folha de pvc, a quantidade de pressão que o interruptor precisa ser ativado pode ser alcançada quando o usuário pisa na superfície do acrílico. Calibramos o quão alto ou baixo os interruptores precisavam estar com as arruelas.

Etapa 7: Conector de solda e cabos

Cada hexágono possui um switch e uma faixa de LED com um total de 5 cabos. Esses cabos devem ser conectados a um circuito de controle onde tudo estará concentrado.

Usamos dois conectores XLR; um para os neopixels (3 cabos) e outro para o switch (2 cabos). O cenário ideal seria apenas um conector, mas não poderíamos pagar, se você puder, vai tornar as coisas muito mais fáceis.

Etapa 8: Preparando o Painel de Controle

O que há dentro do painel de controle:

• Conectores XLR fêmea
• Fonte de energia
• LattePanda

Etapa 9: Circuito de Controle de Soldagem e Conexões LattePanda

Os interruptores são conectados a um multiplexador de 16 entradas

Neopixels são conectados diretamente aos pinos do Arduino.

Para o LattePanda usamos o case desenhado pela marca.

Você pode encontrar o design do circuito anexado.

Etapa 10: conectando os eletrodos ao painel de controle e fonte de alimentação

Fixando o conector XLR ao painel

Rotulando os conectores

· Soldando os cabos XLR para conectores de parafuso

· Consertando a fonte de alimentação, circuito de controle e LattePanda

· Organização de cabos

· Conectando os cabos do pad ao painel de controle

Etapa 11: Programação

Para controlar MIDI, achamos esta informação muito útil

Usamos esta biblioteca para Arduino

Usamos este patch para PureData

Para amostras de música, existem várias alternativas gratuitas na web

Para o controle de Neopixels usamos a biblioteca FastLED

Para o jogo "Simon Says" este instrutível foi realmente útil

Etapa 12: fabricando uma estrutura que protege a plataforma

O principal objetivo desta estrutura é:

Mantendo os hexágonos unidos

Protegendo os hexágonos do clima

Primeiro Prêmio no Concurso de Áudio 2018