Sonifikasi Biodata: 36 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Hasilkan catatan MIDI berdasarkan perubahan Konduktansi Galvanik di dua probe.

Untuk versi kode terbaru dan tutorial yang diperbarui, silakan kunjungi electricalforprogress.com dan periksa proyek github saya

Langkah 1: Papan tempat memotong roti tanpa solder

Alat utama dalam eksperimen elektronik adalah Soldless Breadboard. Memungkinkan pengguna untuk menghubungkan komponen bersama-sama dan mengkonfigurasi ulang dengan mudah, Breadboard memungkinkan pendatang baru di bidang elektronik dan insinyur berpengalaman untuk merancang prototipe dan menghubungkan sistem elektronik dengan mudah.

Papan tempat memotong roti memiliki serangkaian lubang yang terhubung secara elektrik. Baris horizontal melintasi Papan Tempat memotong roti di Strip Terminal dari 5 titik titik yang terhubung dan ditandai dengan huruf abcde dan fghij. Pembagi besar di tengah papan tempat memotong roti memisahkan baris horizontal, ini memfasilitasi penggunaan microchip Dual Inline Package (DIP). Di sisi papan tempat memotong roti ada kolom lubang vertikal, biasanya ditandai dengan garis Merah dan Biru. Kolom vertikal ini paling sering digunakan untuk sambungan daya (tegangan positif dan ground), dan disebut 'Bus'. Kami akan memasang semua koneksi Positif dan Ground kami ke Bus ini di setiap sisi papan tempat memotong roti. Pada langkah selanjutnya kita akan mengikat Grounds dan Bus Positif di setiap sisi papan tempat memotong roti.

Untuk 'menghubungkan' dua komponen elektronik, kita cukup menempatkan lead (atau 'kaki') bagian-bagian tersebut ke dalam lubang horizontal yang berdekatan. Ini memungkinkan pengguna untuk menghubungkan beberapa komponen bersama-sama menggunakan setiap baris horizontal 5 titik.

Langkah 2: Masukkan 555 Timer

Timer 555 adalah microchip DIP 8 pin, yang akan kami konfigurasikan sebagai multivibrator astabil yang mampu mengukur konduktivitas listrik. Arahkan chip sehingga Pin 1 berada di atas - Anda akan melihat lingkaran kecil di dekat pin 1 pada chip, juga lihat diagram yang mengidentifikasi setiap pin pada Timer 555.

Tempatkan timer 555 di bagian bawah Breadboard. Papan tempat memotong roti diatur dengan celah di tengah, microchip harus membentang di celah ini. Baris-baris papan tempat memotong roti diberi nomor, kita akan memasukkan timer 555 di baris 27, 28, 29, dan 30, dengan pin 1 di baris 27.

Langkah 3: Sematkan 1 ke Ground

Memasang 555 Pin 1 ke Ground, tambahkan kabel jumper dari baris 27 kolom A ke Ground Bus.

Langkah 4: Waktu Kapasitor C1

Hubungkan waktu Capacitor C1 (0,0042uF) antara Pin 1 dan Pin 2 dari 555 Timer. Masukkan kapasitor biru kecil ke dalam baris 27 dan 28 di kolom B.

Kapasitor ini mengatur rentang frekuensi keseluruhan timer, di sini kami menggunakan nilai yang sangat kecil untuk mendapatkan resolusi pulsa tertinggi dari 555 saat kami mengukur fluktuasi kapasitansi listrik di dua probe.

Langkah 5: Memisahkan Kapasitor C2

Hubungkan kapasitor decoupling frekuensi tinggi C2 (1uF) di seluruh positif dan arde Timer 555, pin 1 dan 8 di baris 27, kolom D dan G.

Ini dapat membantu untuk memangkas kaki kapasitor, agar lebih pas di papan tempat memotong roti, tetapi hati-hati untuk meninggalkan ruang yang cukup untuk kaki untuk menjangkau microchip dan terhubung sepenuhnya dengan soket papan tempat memotong roti.

Langkah 6: Memisahkan Kapasitor Elektrolit C3

Hubungkan kapasitor elektrolitik C3 (41uF) decoupling frekuensi rendah di seluruh positif dan ground 555 Timer, pin 1 dan 8 di baris 27, kolom C dan H.

Perhatikan bahwa kapasitor elektrolit terpolarisasi, mengidentifikasi ujung negatif dengan garis putih di sisi tutupnya; pastikan bahwa sisi negatif kapasitor menuju ke Pin 1 (Pembumian) kolom C dan sisi positif kapasitor menuju ke Pin 8 (Positif) kolom H.

Langkah 7: Keluaran LED

Tambahkan LED Merah ke pin output 3 dari 555 Timer Row 29 pin A dan menyeberang ke Ground Bus. Tempatkan ujung LED (anoda) yang lebih panjang di Baris 29 Kolom A, dengan kaki LED yang lebih pendek di salah satu lubang Ground Bus.

**- LED terpolarisasi dan harus dimasukkan dalam orientasi yang benar. Kaki Katoda LED (negatif) dapat diidentifikasi dengan tepi yang rata di sisi LED, dan Anoda positif dapat diidentifikasi dengan kaki yang lebih panjang. Polaritas dan warna LED dapat diidentifikasi menggunakan baterai tombol sederhana, dengan menggeser baterai di antara kabel LED, Anda akan melihat LED menyala atau tidak, coba putar baterai ke arah lain. LED akan menyala ketika ujung baterai + (datar lebar) terhubung ke Anoda (kaki lebih panjang) dan baterai - (tombol lebih kecil) terhubung ke kaki Ground Katoda. Ambil baterai tombol CR2032 3v dan cobalah!

Setelah Anda menyelesaikan semuanya pada langkah terakhir, Anda dapat kembali dan memangkas kaki LED jika diinginkan.

PEMBERITAHUAN: dalam semua keadaan normal, resistor akan ditambahkan antara pin output dan LED. Untuk menyederhanakan pembuatan kit ini, resistor pembatas arus telah dihilangkan. Kami telah menyertakan resistor untuk setiap LED dalam kit. Instruksi yang dimodifikasi termasuk resistor pembatas arus akan diberikan sebagai lampiran.

Langkah 8: Jumper 555 Pemicu ke Ambang Batas

Hubungkan kabel Jumper antara Pin 2 dan Pin 6 dari 555 Timer Baris 28 kolom D ke Baris 29 Kolom G.

Ini melampirkan ambang dan pin pemicu timer 555, yang membentuk koneksi input untuk elektroda primer.

Langkah 9: Jumper 555 Setel ulang ke V+

Hubungkan Pin 4 Timer 555 ke Bus Positif menggunakan kabel Jumper Baris 30 Kolom D ke Bus Positif

Hubungkan Pin 8 Timer 555 ke Bus Positif menggunakan kabel Jumper Baris 27 Kolom I ke Bus Positif

(tambahkan gambar dan langkah untuk 555 VCC ke V+)

Langkah 10: Resistor R1 100K 555 Discharge ke Bus Positif

Hubungkan Resistor R1 (100k) antara Pin 7 dari 555 dan Bus Positif. Tempatkan satu sisi Resistor di Baris 28 Kolom J dan sisi lain resistor ke Bus Positif.

Langkah 11: Selidiki Jack Masukan

Input Probe adalah jack mono 3.5mm, yang terhubung ke papan tempat memotong roti melalui dua pin yang disolder. Sementara tempatnya sempit, pin header yang disolder ke jack akan masuk ke Baris 28 dan 29 Kolom H.

Pin header telah ditambahkan ke jack untuk memudahkan pengguna membuat kit. Harap dicatat bahwa tegangan berlebih pada jack atau pin dapat menyebabkan kerusakan pada sambungan solder. Jika kit Anda tidak memiliki pin header yang disolder ke jack, silakan lihat lampiran untuk instruksi menyolder jack dan header.

Langkah 12: Jumper Bus Positif

Hubungkan Bus Positif di kedua sisi papan tempat memotong roti dengan memasukkan kabel Jumper di antara titik tertinggi di kiri dan kanan (merah) Power Bus.

Langkah 13: Jumper Bus Darat

Hubungkan Bus Ground di kedua sisi breadboard dengan memasukkan kabel Jumper di antara titik tertinggi di kiri dan kanan (biru) Ground Bus.

Langkah 14: Menguji Galvanometer

Sekarang kita siap untuk menghubungkan beberapa baterai dan menguji Galvanometer yang baru saja kita buat dari Timer 555.

Masukkan 3 baterai AA ke dalam kotak Baterai hitam, pastikan sakelar daya pada kotak dalam posisi 'OFF'. Pasang kotak Baterai Kabel merah ke Bus Breadboard Positif (merah), pasang Kotak Baterai Kabel hitam ke Bus Breadboard Ground (biru). Sekarang geser sakelar daya pada kotak baterai ke 'ON'. LED harus menyala, menunjukkan timer 555 dihidupkan.

Pasang kabel elektroda putih (jangan repot-repot menggunakan bantalan lengket) ke jack 3,5 mm yang terhubung ke Galvanometer. Dengan menyentuh ujung tombol logam elektroda dengan jari Anda, Anda akan dapat melihat lampu kilat LED berdasarkan perubahan konduktivitas. Menyentuh elektroda dengan sangat ringan dapat menunjukkan lampu kilat LED menyala dan mati secara perlahan, dengan menekan elektroda dengan sangat keras, LED berkedip sangat cepat, tampak seperti LED tetap menyala atau sedikit redup.

Langkah 15: Masukkan ATMEGA328 28pin DIP

Kit MIDIsprout Anda dilengkapi dengan pengontrol mikro ATMEGA328 yang telah diprogram sebelumnya, dengan sekering yang diatur untuk berjalan pada 8Mhz pada osilator internal (Sekering: Low-E2 High-D9 Ext-FF), dan dimuat sebelumnya dengan firmware MIDIsprout. DIP 28 pin ini memiliki dua baris paralel 14 pin.

Masukkan chip 328p di bagian atas papan tempat memotong roti, mengidentifikasi Pin 1 dengan lingkaran kecil pada chip, ke dalam Baris 1 - 14 yang membentang DIP melintasi celah di Kolom E dan F.

**Untuk memprogram ulang dan bereksperimen dengan mudah, dimungkinkan untuk menambahkan osilator 16Mhz pada pin 9 dan 10 papan tempat memotong roti, dan memprogram menggunakan papan arduino Uno dengan modifikasi kode MIDIsprout. ATMEGA328 juga dapat diprogram ulang melalui ICSP dengan programmer eksternal (arduino lain) dan labirin kabel Jumper;)

**Juga sebagai tambahan, Kit MIDIsprout dapat dibuat menggunakan langkah-langkah sebelumnya untuk merakit Galvanometer, dengan papan tempat memotong roti yang terpasang langsung ke Arduino Uno! Pantau terus…

Untuk referensi, kode dimuat ke dalam versi MIDIsprout saat ini:

Kode Arduino:

Langkah 16: Nyalakan ATMEGA328

Pasang pin VCC pada 328 ke Bus Positif menggunakan Jumper antara Baris 7 Kolom A dan Bus Positif.

Langkah 17: Ground ATMEGA328

Pasang pin Ground pada 328 ke Ground Bus menggunakan Jumper antara Baris 8 Kolom B dan Ground Bus.

Langkah 18: Nyalakan ATMEGA328 (analog)

Pasang pin Tegangan analog pada 328 ke Bus Positif menggunakan Jumper antara Baris 9 Kolom J dan Bus Positif.

Langkah 19: Ground ATMEGA328 (analog)

Pasang pin Ground pada 328 ke Ground Bus menggunakan Jumper antara Baris 7 Kolom J dan Ground Bus.

Langkah 20: Output Timer 555 ke Input ATMEGA328

Hubungkan pin output dari 555 Timer ke Input Pin 4 pada 328 dengan kabel Jumper antara 555 Timer pin 3 Baris 29 Kolom D dan Baris 4 Kolom D.

Di sini output digital dari 555 memicu pin interupsi pada 328, INT0, yang mengukur dan membandingkan durasi pulsa.

Langkah 21: Knob

Kenop yang disertakan harus disiapkan dengan menekuk ketiga kakinya secara perlahan (tekuk ketiganya secara bersamaan) sehingga kenop dapat berdiri secara vertikal. Masukkan Knob ke sisi kiri papan tempat memotong roti di Kolom A Baris 19, 20, dan 21.`

Langkah 22: Knob Wiper ke ATMEGA328 Analog Input

Hubungkan pin tengah Knob ke Analog Input (A0) dari 328 menggunakan kabel Jumper. Pasang jumper antara Knob Baris 20 Kolom E dan 328 (A0 pin) Baris 6 Kolom G.

Langkah 23: Jack MIDI

Masukkan Jack MIDI ke papan tempat memotong roti. Siapkan jack dengan mengidentifikasi dua pin pemasangan runcing yang terletak di depan jack MIDI dan tekuk ke atas untuk menunjukkan bagian depan jack MIDI. Tempatkan jack MIDI di sisi kanan papan tempat memotong roti, dengan jack menghadap ke sisi kanan. Masukkan jack MIDI ke Kolom I dan J, Baris 18, 19, 21, 23, dan 24. Lima pin jack MIDI akan pas (pas) ke dalam papan tempat memotong roti, berhati-hatilah untuk tidak mendorong terlalu keras.

Langkah 24: Pin Data MIDI ke ATMEGA328 Tx

Hubungkan pin output MIDI Data ke pin ATMEGA328 serial Transmit (Tx), dengan cara memasang jumper antara Kolom F Baris 23 (MIDI Data pin 5) dan Kolom B Baris 3 (328 Tx).

Langkah 25: Resistor Daya MIDI ke V+

Hubungkan resistor antara pin daya MIDI (4) dan V+ menggunakan resistor 220 Ohm yang terhubung ke Kolom H Baris 19 (daya MIDI) dan Bus Positif di sisi kanan papan.

Langkah 26: Pelompat Tanah MIDI

Hubungkan pin Ground MIDI ke bus Ground menggunakan kabel Jumper antara Kolom F Baris 21 (MIDI Ground) dan Bus Ground.

Langkah 27: Kenop Tegangan Positif

Hubungkan pin tegangan positif Knob ke Bus Positif menggunakan jumper antara Kolom D Baris 19 dan Bus Positif.

Langkah 28: Tombol Ground

Hubungkan pin Knob Ground ke Ground Bus menggunakan jumper antara Kolom D Baris 21 dan Ground Bus.

Langkah 29: LED (merah)

Ada 5 LED berwarna di MIDIsprout yang memberikan pertunjukan cahaya dan indikasi status not MIDI yang dimainkan.

Hubungkan LED (merah) Anode - long leg ke Kolom A Baris 5 dan LED Cathode ke Ground Bus.

**- Untuk mempermudah, kami menghilangkan resistor pembatas arus dalam build ini, silakan lihat lampiran untuk langkah-langkah menyertakan resistor dengan LED.

Langkah 30: LED (kuning)

Hubungkan Anoda LED (kuning) - kaki panjang ke Kolom A Baris 11Hubungkan Anoda LED (merah) - kaki panjang ke Kolom A Baris 5 dan Katoda LED ke Bus Ground.dan Katoda LED ke Bus Ground.

Langkah 31: LED (hijau)

Hubungkan LED (hijau) Anode - long leg ke Kolom A Baris 12 dan LED Cathode ke Ground Bus.

Langkah 32: LED (biru)

Hubungkan LED (biru) Anode - long leg ke Kolom J Baris 14 dan LED Cathode ke Ground Bus.

Langkah 33: LED (putih)

Hubungkan LED (putih) Anode - long leg ke Kolom J Baris 13 dan LED Cathode ke Ground Bus.

Langkah 34: PlaceHolder Osilator Kristal 16MHz

Osilator kristal 16MHz harus ditambahkan pada pin 9 dan 10 dari ATMEGA328 Baris 9 dan 10 Kolom C. Bagian tersebut tidak terpolarisasi dan kristal dapat dimasukkan ke dalam pin 9 dan 10 pada salah satu orientasi.

Langkah 35: Paket Baterai

Pasang baterai ke papan tempat memotong roti dengan menempatkan kabel merah paket baterai ke Bus Tegangan Positif papan tempat memotong roti dan kabel Belakang ke Bus Tanah papan tempat memotong roti. Masukkan 3 baterai AA dan nyalakan kotak baterai. Dengan daya pada LED oleh Galvanometer 555 harus menyala.

Hubungkan kabel elektroda ke jack di bagian bawah papan tempat memotong roti, dan sentuh kedua ujung tombol kabel. LED Galvanometer akan berkedip sebagai respons terhadap konduktivitas di jari-jari Anda.

Langkah 36: Sonifikasi Biodata

Ketika ujung elektroda disentuh atau dipasang menggunakan bantalan gel, program MIDIspout akan mendeteksi perubahan kecil dalam konduktivitas dan mewakili perubahan ini sebagai nada MIDI dan lampu warna-warni!

Menghubungkan kabel MIDI dari jack MIDI pada papan roti, Kit MIDIsprout dapat dipasang ke synthesizer, keyboard, generator suara, dan komputer yang mendukung MIDI untuk menghasilkan suara sebagai reaksi terhadap catatan MIDI.

Dengan memutar kenop, Ambang Batas/Sensitivitas MIDIsprout dapat disesuaikan. Dengan menurunkan ambang batas, fluktuasi yang lebih kecil dalam konduktansi dari galvanometer dapat dideteksi; dengan meningkatkan ambang batas, perubahan yang lebih besar diperlukan untuk menghasilkan nada. Selama instalasi jangka panjang, saya menggunakan pengaturan ambang rendah yang menghasilkan aliran data MIDI yang menyenangkan. Untuk acara interaktif publik dengan banyak tanaman, saya menaikkan ambang batas agak tinggi, yang menghasilkan nada MIDI hanya ketika seseorang berada sangat dekat atau menyentuh tanaman secara fisik.