Biyoveri Sonifikasyonu: 36 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

İki prob boyunca Galvanik İletkenlikteki değişikliklere dayalı MIDI notları oluşturun.

En son kod sürümü ve güncellenmiş eğitimler için lütfen electricforprogress.com adresine gidin ve https://github.com/electricityforprogress/BiodataSonificationBreadboardKit github projeme göz atın

Adım 1: Lehimsiz Breadboard

Elektronik deneylerinde önemli bir araç Soldless Breadboard'dur. Kullanıcıların bileşenleri birbirine bağlamasına ve kolayca yeniden yapılandırmasına izin veren Breadboard, elektroniğe yeni başlayanların ve deneyimli mühendislerin tasarım prototiplerini oluşturmasına ve elektronik sistemleri kolayca bağlamasına olanak tanır.

Breadboard'ların elektriksel olarak bağlı bir dizi deliği vardır. Yatay sıralar, Breadboard üzerinde 5 bağlantılı nokta noktasından oluşan Terminal Şeritlerinde uzanır ve abcde ve fghij harfleriyle işaretlenir. Breadboard'un ortasındaki büyük bir bölme, yatay sıraları ayırır, bu, Çift Sıralı Paket (DIP) mikroçiplerinin kullanımını kolaylaştırır. Breadboard'un yanlarında, genellikle Kırmızı ve Mavi çizgilerle işaretlenmiş dikey delik sütunları bulunur. Bu dikey sütunlar çoğunlukla güç bağlantıları (pozitif voltaj ve toprak) için kullanılır ve 'Bus' olarak adlandırılır. Tüm Pozitif ve Toprak bağlantılarımızı bu Otobüslere breadboard'un her iki tarafına ekleyeceğiz. Daha sonraki bir adımda, devre tahtasının her iki tarafındaki Alanları ve Pozitif Otobüsleri birbirine bağlayacağız.

İki elektronik bileşeni 'bağlamak' için, parçaların uçlarını (veya 'bacaklarını') bitişik yatay deliklere yerleştirmemiz yeterlidir. Bu, kullanıcının her yatay 5 nokta sırasını kullanarak birden çok bileşeni birbirine bağlamasına olanak tanır.

Adım 2: 555 Zamanlayıcıyı Takın

555 zamanlayıcı, elektriksel iletkenliği ölçebilen kararsız bir multivibratör olarak yapılandıracağımız 8 pinli bir DIP mikroçiptir. Çipi, Pim 1 en üstte olacak şekilde yönlendirin - çipte pim 1'in yanında küçük bir daire göreceksiniz, ayrıca 555 Zamanlayıcıdaki pimlerin her birini tanımlayan şemaya bakın.

555 zamanlayıcıyı Breadboard'un altına yerleştirin. Breadboard ortada bir boşluk olacak şekilde düzenlenmiştir, mikroçip bu boşluk boyunca uzanmalıdır. Breadboard'un sıraları numaralandırılmıştır, 555 zamanlayıcıyı 27, 28, 29 ve 30. sıralara, 27. sıradaki pim 1 ile ekleyeceğiz.

3. Adım: 1'i Toprağa Sabitleyin

555 Pim 1'i Toprağa bağlayarak, 27. sütun A'dan Toprak Veriyoluna bir aktarma kablosu ekleyin.

Adım 4: Zamanlama Kondansatörü C1

555 Zamanlayıcının Pin 1 ve Pin 2 arasına zamanlama Kapasitör C1'i (0.0042uF) bağlayın. Minik mavi kapasitörü B sütunundaki 27 ve 28. sıralara yerleştirin.

Bu kapasitör, zamanlayıcının genel frekans aralığını ayarlar, burada iki prob boyunca elektrik kapasitansındaki dalgalanmaları ölçerken 555'ten en yüksek darbe çözünürlüğünü elde etmek için çok küçük bir değer kullanırız.

Adım 5: Kondansatör C2'yi Ayırmak

Yüksek frekanslı dekuplaj kapasitörü C2'yi (1uF) 555 Zamanlayıcı'nın pozitif ve toprak, 27. sıra, D ve G sütunundaki 1 ve 8 numaralı pimlere bağlayın.

Devre tahtasına daha iyi oturması için kapasitörün ayaklarını kırpmak yararlı olabilir, ancak bacakların mikroçipi yayması ve devre tahtası yuvalarına tam olarak bağlanması için yeterli boşluk bırakmaya dikkat edin.

Adım 6: Elektrolitik Kondansatör C3'ü Ayırmak

Düşük frekanslı ayrıştırıcı Elektrolitik Kapasitör C3'ü (41uF) 555 Zamanlayıcının pozitif ve toprak, 27. sıradaki 1 ve 8 numaralı pimler, C ve H sütunu boyunca bağlayın.

Elektrolitik kapasitörlerin polarize olduğunu ve kapağın yan tarafında beyaz bir şerit ile negatif ucu belirlediğini unutmayın; kapasitörün negatif tarafının Pin 1 (Toprak) sütun C'ye ve kapasitörün pozitif tarafının Pin 8 (Pozitif) sütun H'ye gittiğinden emin olun.

Adım 7: LED Çıkışı

Kırmızı LED'i 555 Zamanlayıcı Satırı 29 pin A'nın çıkış pini 3'e ve Ground Bus'ın karşısına ekleyin. LED'in (anot) uzun ucunu, LED'in kısa ayağı Toprak Veriyolu deliklerinden birine gelecek şekilde Satır 29 Sütun A'ya yerleştirin.

**- LED'ler polarizedir ve doğru yönde yerleştirilmelidir. LED'in Katot ayağı (negatif), LED'in yan tarafındaki düzleştirilmiş bir kenar ile tanımlanabilir ve pozitif Anot, daha uzun bacak tarafından tanımlanabilir. LED'in polaritesi ve rengi basit bir düğme pil kullanılarak tanımlanabilir, pili LED uçları arasında kaydırarak LED'in yandığını veya yanmadığını göreceksiniz, pili diğer yöne çevirmeyi deneyin. Pil + (geniş düz) ucu Anot'a (uzun bacak) ve pil - (daha küçük düğme) Katot Topraklama ayağına bağlandığında LED yanar. Bir CR2032 3v düğme pil alın ve deneyin!

Son adımda her şeyi çalıştırdıktan sonra, isterseniz geri gelip LED'in bacaklarını kırpabilirsiniz.

DİKKAT: tüm normal koşullar altında, çıkış pimi ile LED arasına bir direnç eklenecektir. Bu kitin yapısını basitleştirmek için akım sınırlayıcı dirençler çıkarılmıştır. Kitteki her LED için dirençler ekledik. Akım sınırlama dirençlerini içeren değiştirilmiş talimatlar bir ek olarak sağlanacaktır.

Adım 8: Jumper 555 Eşiğe Tetikleme

555 Zamanlayıcı Satır 28 sütunu D'nin Pin 2 ve Pin 6'sı ile Satır 29 Sütun G arasında bir Jumper kablosu bağlayın.

Bu, birincil elektrot için giriş bağlantısını oluşturan 555 zamanlayıcının eşiğini ve tetik pimlerini bağlar.

Adım 9: Jumper 555 V+'a Sıfırla

555 Zamanlayıcının Pin 4'ünü Pozitif Bus'a bir Jumper kablosu Satır 30 Sütun D kullanarak Pozitif Baraya bağlayın

555 Zamanlayıcının Pin 8'ini Pozitif Bus'a bir Jumper kablosu Satır 27 Sütun I kullanarak Pozitif Baraya bağlayın

(555 VCC - V+ için resim ve adım ekleyin)

Adım 10: Direnç R1 100K 555 Pozitif Bara Deşarjı

Direnç R1'i (100k) 555'in Pin 7'si ile Pozitif Veri Yolu arasına bağlayın. Direncin bir tarafını Sıra 28 Sütun J'ye ve direncin diğer tarafını Pozitif Baraya yerleştirin.

Adım 11: Prob Giriş Jakı

Prob girişi, devre tahtasına iki lehimli pim aracılığıyla bağlanan 3,5 mm'lik bir mono jaktır. Sıkı bir nokta olsa da, jaka lehimlenen başlık pimleri 28. ve 29. Sütun H'ye sığacaktır.

Kullanıcının kiti oluşturmasını kolaylaştırmak için jaklara başlık pimleri eklenmiştir. Kriko veya pimler üzerindeki aşırı stresin lehim bağlantısına zarar verebileceğini lütfen unutmayın. Kitinizde jaka lehimlenmiş başlık pimleri yoksa, lütfen jak ve başlık için lehimleme talimatları için eke bakın.

Adım 12: Pozitif Bus Jumper

Pozitif Veri Yolu'nu, sol ve sağ (kırmızı) Güç Veri Yolu üzerindeki en yüksek noktalar arasına bir Atlama kablosu takarak devre tahtasının her iki tarafına bağlayın.

Adım 13: Yer Otobüsü Jumper'ı

Sol ve sağ (mavi) Ground Bus'taki en yüksek noktalar arasına bir Jumper teli takarak Ground Bus'ı breadboard'un her iki tarafına bağlayın.

Adım 14: Galvanometreyi Test Etme

Şimdi bazı pilleri bağlamaya ve 555 Zamanlayıcıdan yeni oluşturduğumuz Galvanometreyi test etmeye hazırız.

Siyah Pil kutusuna 3 adet AA pil takın, kutudaki güç anahtarının 'KAPALI' konumunda olduğundan emin olun. Pil kutusunun Kırmızı kablosunu Breadboard Pozitif (kırmızı) Bus'a, Pil kutusunun Siyah kablosunu Breadboard Ground (mavi) Bus'a bağlayın. Şimdi pil kutusundaki güç anahtarını 'AÇIK' konumuna kaydırın. 555 zamanlayıcının açık olduğunu gösteren LED yanmalıdır.

Beyaz elektrot uçlarını (henüz yapışkan pedleri kullanarak zahmet etmeyin) Galvanometreye bağlanan 3,5 mm jaka takın. Elektrotların metal düğme uçlarına parmaklarınızla dokunarak iletkenlik değişimlerine bağlı olarak LED flaşı görebileceksiniz. Elektrotlara çok hafif bir şekilde dokunmak, LED flaşının yavaşça açılıp kapandığını gösterebilir, elektrotları gerçekten sert bir şekilde sıkarak LED çok hızlı yanıp söner, LED yanık kalır veya hafifçe kararır gibi görünür.

Adım 15: ATMEGA328 28pin DIP'yi yerleştirin

MIDIsprout Kitiniz, önceden programlanmış bir ATMEGA328 mikro denetleyici ile birlikte gelir, sigortalar dahili osilatörde 8 Mhz'de çalışacak şekilde ayarlanmıştır (Sigortalar: Low-E2 High-D9 Ext-FF) ve MIDIsprout bellenimi ile önceden yüklenmiştir. Bu 28 pinli DIP, 14 pinli iki paralel sıraya sahiptir.

328p yongasını devre tahtasının üst kısmına yerleştirin, Pin 1'i çip üzerindeki küçük daireyle tanımlayın, DIP'yi Sütun E ve F'deki boşluk boyunca uzanan 1 - 14. Sıralara yerleştirin.

**Kolayca yeniden programlamak ve deney yapmak için, devre tahtasının 9 ve 10 numaralı pinlerine 16Mhz osilatör eklemek ve MIDIsprout kodunun modifikasyonları ile bir arduino Uno kartı kullanarak programlamak mümkündür. ATMEGA328 ayrıca harici bir programlayıcı (diğer arduino) ve bir Jumper telleri labirenti ile ICSP aracılığıyla yeniden programlanabilir;)

**Ayrıca bir ek olarak MIDIsprout Kiti, devre tahtası doğrudan Arduino Uno'ya bağlıyken Galvanometreyi monte etmek için önceki adımlar kullanılarak oluşturulabilir! Bizi izlemeye devam edin…

Başvuru için, geçerli MIDIsprout sürümüne önceden yüklenmiş kod:

Arduino Kodu:

Adım 16: ATMEGA328'e güç verin

328'deki VCC pimini, Satır 7 Sütun A ile Pozitif Veriyolu arasında bir Jumper kullanarak Pozitif Veriyoluna takın.

Adım 17: ATMEGA328'i topraklayın

328'deki Topraklama pimini, Satır 8 Sütun B ile Toprak Veriyolu arasına bir Jumper kullanarak Toprak Veriyoluna takın.

Adım 18: ATMEGA328'e (analog) güç verin

328'deki analog Voltaj pimini, Satır 9 Sütun J ile Pozitif Bara arasında bir Jumper kullanarak Pozitif Baraya takın.

Adım 19: ATMEGA328'i (analog) topraklayın

328'deki Topraklama pimini, 7. Sıra J Sütunu ile Toprak Veri Yolu arasında bir Jumper kullanarak Toprak Veriyoluna takın.

Adım 20: ATMEGA328 Girişine 555 Zamanlayıcı Çıkışı

555 Zamanlayıcıdan gelen çıkış pinini, 555 Zamanlayıcı pin 3 Satır 29 Sütun D ve Satır 4 Sütun D arasında bir Jumper kablosuyla 328'deki Giriş Pimi 4'e bağlayın.

Burada 555'in dijital çıkışı, darbe sürelerini ölçen ve karşılaştıran 328, INT0 üzerinde bir kesme pinini tetikler.

Adım 21: Düğme

Dahil edilen topuz, topuzun dikey olarak durabilmesi için üç ayağını hafifçe bükerek (üçünü aynı anda bükerek) hazırlanmalıdır. Düğmeyi, A Sütunun 19, 20 ve 21. sıralarında devre tahtasının sol tarafına yerleştirin.`

Adım 22: ATMEGA328 Analog Girişine Silecek Düğmesi

Düğmenin merkez pimini bir Jumper kablosu kullanarak 328'in Analog Girişine (A0) bağlayın. Düğme Sıra 20 Sütun E ve 328 (A0 pimi) Sıra 6 Sütun G arasına bir köprü takın.

Adım 23: MIDI Jakı

MIDI Jakını devre tahtasına takın. MIDI jakının önünde bulunan iki sivri montaj pimini belirleyerek ve MIDI jakının ön tarafını gösterecek şekilde yukarı doğru bükerek jakı hazırlayın. MIDI jakını, jak sağ tarafa bakacak şekilde devre tahtasının sağ tarafına yerleştirin. MIDI jakını Sütun I ve J, Satır 18, 19, 21, 23 ve 24'e yerleştirin. Beş MIDI jak pimi devre tahtasına (sıkıca) oturacaktır, çok fazla zorlamamaya dikkat edin.

Adım 24: MIDI Veri Pinini ATMEGA328 Tx'e

Sütun F Satır 23 (MIDI Veri pimi 5) ve Sütun B Satır 3 (328 Tx) arasına bir köprü takarak MIDI Veri çıkış pimini ATMEGA328 seri İletim (Tx) pimine bağlayın.

Adım 25: V+'a MIDI Güç Direnci

Sütun H Row 19'a (MIDI gücü) bağlı 220 Ohm'luk bir direnç ve kartın sağ tarafındaki Pozitif Veri Yolu kullanarak MIDI güç pimi (4) ile V+ arasına bir direnç bağlayın.

Adım 26: MIDI Yer Jumper'ı

MIDI Topraklama pimini, Sütun F Satır 21 (MIDI Toprak) ile Toprak Veri Yolu arasında bir Atlama kablosu kullanarak Toprak veriyoluna bağlayın.

Adım 27: Pozitif Voltaj Düğmesi

D Sütunu 19 ile Pozitif Bara arasında bir köprü kullanarak Düğme pozitif voltaj pimini Pozitif Baraya bağlayın.

Adım 28: Topuz Topuzu

Topuz Topraklama pimini, Sütun D Satır 21 ile Toprak Veri Yolu arasında bir köprü kullanarak Toprak Yoluna bağlayın.

Adım 29: LED'ler (kırmızı)

MIDIsprout'ta, bir ışık gösterisi ve çalınmakta olan MIDI notalarının durumunu gösteren 5 renkli LED vardır.

LED (kırmızı) Anot - uzun ayağı Sütun A Satır 5'e ve LED Katodunu Toprak Veriyoluna bağlayın.

**- Basit olması için, bu yapıda akım sınırlayıcı dirençleri atlıyoruz, lütfen LED'lere direnç ekleme adımları için eke bakın.

Adım 30: LED'ler (sarı)

LED (sarı) Anot - uzun ayağı Sütun A Satır 11'e bağlayın LED (kırmızı) Anot - uzun ayağı Sütun A Satır 5'e ve LED Katodunu Toprak Veriyoluna ve LED Katodunu Toprak Veriyoluna bağlayın.

Adım 31: LED'ler (yeşil)

LED (yeşil) Anot - uzun ayağı Sütun A Satır 12'ye ve LED Katodunu Toprak Veriyoluna bağlayın.

Adım 32: LED'ler (mavi)

LED (mavi) Anot - uzun bacağı Sütun J Row 14'e ve LED Katodunu Toprak Veriyoluna bağlayın.

Adım 33: LED'ler (beyaz)

LED (beyaz) Anot - uzun ayağı J Sütunu 13'e ve LED Katodunu Toprak Veriyoluna bağlayın.

Adım 34: 16MHz Kristal Osilatör Yer Tutucu

16MHz kristal osilatör, ATMEGA328 Satır 9 ve 10 Sütun C'nin 9 ve 10 numaralı pinlerine eklenmelidir. Parça polarize değildir ve kristal her iki yönde de 9 ve 10 numaralı pinlere yerleştirilebilir.

Adım 35: Pil Paketi

Pil paketini Kırmızı kabloyu devre tahtasının Pozitif Gerilim Veriyoluna ve Arka kabloyu devre tahtası Toprak Yoluna yerleştirerek pil takımını devre tahtasına takın. 3 adet AA pil takın ve pil kutusunu açın. 555 Galvanometre tarafından LED'in gücü ile yanması gerekir.

Elektrot uçlarını devre tahtasının altındaki jaka bağlayın ve kabloların iki düğme ucuna dokunun. Galvanometre LED'i, parmaklarınızdaki iletkenliğe yanıt olarak yanıp sönmelidir.

Adım 36: Biyoveri Sonifikasyonu

Elektrot uçlarına jel pedler kullanılarak dokunulduğunda veya takıldığında, MIDIspout programı iletkenlikteki küçük değişiklikleri algılar ve bu değişiklikleri MIDI notaları ve renkli ışıklar olarak gösterir!

Ekmek tahtası üzerindeki MIDI jakından bir MIDI kablosu bağlayarak, MIDIsprout Kiti, MIDI notalarına tepki olarak sesler üretmek için MIDI'yi destekleyen sentezleyicilere, klavyelere, ses oluşturuculara ve bilgisayarlara bağlanabilir.

Düğmeyi çevirerek MIDIsprout'un Eşik/Hassasiyeti ayarlanabilir. Eşiği azaltarak, galvanometreden gelen iletkenlikte daha küçük dalgalanmalar tespit edilebilir; eşiği artırarak, not üretmek için daha büyük değişiklikler gerekir. Uzun süreli kurulumlar sırasında, hoş bir gevezelik eden MIDI verisi akışı üreten düşük bir eşik ayarı kullanıyorum. Birden fazla bitki ile halka açık etkileşimli etkinlikler için eşiği oldukça yükseltiyorum, bu da MIDI notlarının yalnızca bir kişi bitkiye çok yaklaştığında veya fiziksel olarak dokunduğunda üretilmesine neden oluyor.