صوت البيانات الحيوية: 36 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

قم بإنشاء ملاحظات MIDI بناءً على التغييرات في المواصلة الكلفانية عبر مجسين.

للحصول على أحدث إصدار من الكود والبرامج التعليمية المحدثة ، يرجى الانتقال إلى electricityforprogress.com وتحقق من مشروع github الخاص بي

الخطوة 1: لوحة توصيل بدون لحام

أداة رئيسية في تجريب الإلكترونيات هي Soldless Breadboard. يتيح Breadboard للمستخدمين توصيل المكونات معًا وإعادة التكوين بسهولة ، ويسمح للقادمين الجدد للإلكترونيات والمهندسين المتمرسين بنماذج أولية للتصميمات وتوصيل الأنظمة الإلكترونية بسهولة.

تحتوي ألواح التجارب على سلسلة من الثقوب المتصلة كهربائيًا. تعمل الصفوف الأفقية عبر Breadboard في Terminal Strips المكونة من 5 نقاط متصلة ويتم تمييزها بالحرفين abcde و fghij. يوجد فجوة كبيرة أسفل منتصف اللوح تفصل الصفوف الأفقية ، مما يسهل استخدام الرقائق الدقيقة ذات الحزمة المزدوجة المضمنة (DIP). على جانبي اللوح توجد أعمدة عمودية من الثقوب ، عادةً ما يتم تمييزها بخطوط حمراء وزرقاء. تُستخدم هذه الأعمدة الرأسية في الغالب لتوصيلات الطاقة (الجهد الموجب والأرضي) ، وتسمى "الحافلة". سنقوم بربط جميع اتصالاتنا الإيجابية والأرضية بهذه الحافلات على كل جانب من لوح التجارب. في خطوة لاحقة ، سنربط الحافلات الأرضية والموجبة معًا على كل جانب من جوانب اللوح.

من أجل "توصيل" مكونين إلكترونيين ، نقوم ببساطة بوضع الخيوط (أو "الأرجل") للأجزاء في الثقوب الأفقية المجاورة. يتيح ذلك للمستخدم توصيل عدة مكونات معًا باستخدام كل صف أفقي من 5 نقاط.

الخطوة 2: أدخل مؤقت 555

المؤقت 555 عبارة عن رقاقة DIP ذات 8 سنون ، والتي سنقوم بتكوينها لتكون هزاز متعدد مستقر قادر على قياس التوصيل الكهربائي. قم بتوجيه الشريحة بحيث يكون Pin 1 في الأعلى - سترى دائرة صغيرة بالقرب من الدبوس 1 على الشريحة ، كما سترى الرسم التخطيطي الذي يحدد كل من المسامير في 555 Timer.

ضع عداد الوقت 555 في الجزء السفلي من اللوح. يتم ترتيب اللوح مع وجود فجوة في المنتصف ، وينبغي أن تمتد الرقاقة عبر هذه الفجوة. تم ترقيم صفوف لوح التجارب ، وسنقوم بإدخال عداد الوقت 555 في الصفوف 27 و 28 و 29 و 30 ، مع السن 1 في الصف 27.

الخطوة 3: دبوس 1 على الأرض

بتوصيل 555 Pin 1 بالأرض ، أضف سلك توصيل من الصف 27 عمود A إلى الحافلة الأرضية.

الخطوة 4: توقيت مكثف C1

قم بتوصيل مكثف التوقيت C1 (0.0042 فائق التوهج) بين السن 1 والدبوس 2 في المؤقت 555. أدخل المكثف الأزرق الصغير في الصفين 27 و 28 في العمود B.

يحدد هذا المكثف النطاق الترددي الكلي للمؤقت ، وهنا نستخدم قيمة صغيرة جدًا من أجل الحصول على أعلى دقة للنبضات من أصل 555 أثناء قياس التقلبات في السعة الكهربائية عبر المجسين.

الخطوة 5: فصل مكثف C2

قم بتوصيل مكثف الفصل عالي التردد C2 (1 فائق التوهج) عبر الموقت 555 الموجب والأرضي ، والدبابيس 1 و 8 في الصف 27 ، والعمود D و G.

قد يكون من المفيد تقليم أرجل المكثف ، لتلائم اللوح بشكل أفضل ، ولكن كن حذرًا لترك مساحة كافية للأرجل لتمتد على الرقاقة الدقيقة والاتصال الكامل بمقابس اللوح.

الخطوة 6: فصل المكثف الإلكتروليتي C3

قم بتوصيل مكثف التحليل الكهربائي C3 لفصل التردد المنخفض (41 فائق التوهج) عبر الموقت 555 الموجب والأرضي ، والدبابيس 1 و 8 في الصف 27 ، والعمود C و H.

لاحظ أن المكثفات الإلكتروليتية مستقطبة ، تحدد الطرف السالب بشريط أبيض أسفل جانب الغطاء ؛ تأكد من أن الجانب السلبي للمكثف ينتقل إلى العمود 1 (الأرضي) العمود C والجانب الإيجابي للمكثف ينتقل إلى العمود 8 (الموجب) H.

الخطوة 7: خرج LED

أضف مؤشر LED الأحمر إلى طرف الإخراج 3 من 555 Timer Row 29 pin A وعبر الحافلة الأرضية. ضع السلك الأطول لمصباح LED (الأنود) في الصف 29 العمود أ ، مع الساق الأقصر من مؤشر LED في أحد فتحات الحافلة الأرضية.

** - مصابيح LED مستقطبة ويجب إدخالها في الاتجاه الصحيح. يمكن التعرف على ساق الكاثود (السالب) في LED بواسطة حافة مسطحة على جانب LED ، ويمكن التعرف على الأنود الموجب بواسطة الساق الأطول. يمكن تحديد قطبية LED ولونها باستخدام بطارية زر بسيطة ، عن طريق تحريك البطارية بين خيوط LED ، سترى توهج LED أم لا ، حاول قلب البطارية في الاتجاه الآخر. سوف يضيء مؤشر LED عند توصيل البطارية + الطرف (المسطح العريض) بالأنود (ساق أطول) والبطارية - (الزر الأصغر) متصلة بساق الكاثود الأرضي. احصل على بطارية زر CR2032 3v وجربها!

بعد أن تعمل كل شيء في الخطوة الأخيرة ، يمكنك العودة وتقليم أرجل LED إذا رغبت في ذلك.

إشعار: في جميع الظروف العادية ، ستتم إضافة المقاوم بين دبوس الإخراج والصمام. من أجل تبسيط بناء هذه المجموعة ، تم حذف المقاومات المحددة الحالية. لقد قمنا بتضمين مقاومات لكل LED في المجموعة. سيتم توفير التعليمات المعدلة بما في ذلك مقاومات الحد الحالية كملحق.

الخطوة 8: تشغيل العبور 555 إلى العتبة

قم بتوصيل سلك توصيل بين السن 2 والدبوس 6 للصف 555 Timer Row 28 العمود D بالصف 29 العمود G.

يقوم هذا بإرفاق العتبة ودبابيس الزناد الخاصة بالمؤقت 555 ، والتي تشكل اتصال الإدخال للقطب الأساسي.

الخطوة 9: إعادة تعيين Jumper 555 إلى V +

قم بتوصيل السن 4 من المؤقت 555 بالحافلة الموجبة باستخدام سلك العبور ، الصف 30 ، العمود D بالناقل الموجب

قم بتوصيل السن 8 من المؤقت 555 بالحافلة الموجبة باستخدام سلك توصيل في الصف 27 من العمود الأول للحافلة الموجبة

(أضف صورة وخطوة لـ 555 VCC إلى V +)

الخطوة 10: تفريغ المقاوم R1100K 555 إلى ناقل موجب

قم بتوصيل المقاوم R1 (100 كيلو) بين دبوس 7 من 555 والناقل الموجب. ضع جانبًا واحدًا من المقاوم في الصف 28 العمود J والجانب الآخر من المقاوم في الناقل الموجب.

الخطوة 11: دقق في مقبس الإدخال

مدخل Probe عبارة عن مقبس أحادي مقاس 3.5 مم ، والذي يتصل بلوح التجارب من خلال دبابيس ملحومة. في حين أنها نقطة ضيقة ، فإن دبابيس الرأس الملحومة بالمقبس ستلائم الصف 28 و 29 العمود H.

تمت إضافة دبابيس الرأس إلى المقابس لتسهيل قيام المستخدم ببناء المجموعة. يرجى ملاحظة أن الضغط الزائد على المقبس أو المسامير قد يتسبب في تلف وصلة اللحام. إذا لم يكن الطقم الخاص بك يحتوي على دبابيس الرأس الملحومة بالمقبس ، فيرجى الاطلاع على الملحق للحصول على إرشادات اللحام للمقبس والرأس.

الخطوة 12: Bus Jumper إيجابي

قم بتوصيل الناقل الموجب على جانبي اللوح عن طريق إدخال سلك توصيل بين أعلى النقاط على اليسار واليمين (الأحمر) ناقل الطاقة.

الخطوة 13: الطائر الأرضي للحافلة

قم بتوصيل الناقل الأرضي على جانبي اللوح عن طريق إدخال سلك توصيل بين أعلى النقاط على اليسار واليمين (الأزرق) الناقل الأرضي.

الخطوة 14: اختبار الجلفانومتر

نحن الآن جاهزون لتوصيل بعض البطاريات واختبار الجلفانومتر الذي أنشأناه للتو من 555 Timer.

أدخل 3 بطاريات AA في صندوق البطارية الأسود ، وتأكد من أن مفتاح الطاقة الموجود في الصندوق في وضع "إيقاف التشغيل". قم بتوصيل صندوق البطارية ، السلك الأحمر بالحافلة الموجبة (الحمراء) للوحة الدوائر ، قم بتوصيل صندوق البطارية بالسلك الأسود في الناقل الأرضي (الأزرق). الآن قم بتحريك مفتاح الطاقة الموجود في صندوق البطارية إلى وضع التشغيل "ON". يجب أن يكون مؤشر LED مضيئًا ، مما يدل على أن المؤقت 555 قيد التشغيل.

قم بتوصيل خيوط الإلكترود البيضاء (لا تهتم باستخدام الوسادات اللاصقة بعد) بالمقبس مقاس 3.5 مم المتصل بجلفانومتر. عن طريق لمس نهايات الأزرار المعدنية للأقطاب الكهربائية بأصابعك ، ستتمكن من رؤية فلاش LED بناءً على التغييرات في التوصيل. يمكن أن يؤدي لمس الأقطاب الكهربائية بشكل خفيف جدًا إلى إظهار وميض LED قيد التشغيل والإيقاف ببطء ، عن طريق الضغط على الأقطاب بقوة شديدة ، يومض LED بسرعة كبيرة ، ويبدو أن مؤشر LED يظل مضاءًا أو يخفت قليلاً.

الخطوة 15: أدخل ATMEGA328 28pin DIP

تأتي مجموعة MIDIsprout الخاصة بك مع وحدة تحكم دقيقة مبرمجة مسبقًا ATMEGA328 ، مع مجموعة الصمامات لتعمل بسرعة 8 ميجاهرتز على مذبذب داخلي (Fuses: Low-E2 High-D9 Ext-FF) ، ومحمَّلة مسبقًا ببرنامج MIDIsprout الثابت. يحتوي DIP ذو 28 سنًا على صفين متوازيين من 14 دبوسًا.

أدخل شريحة 328p في الجزء العلوي من اللوح ، مع تحديد Pin 1 بالدائرة الصغيرة على الشريحة ، في الصفوف من 1 إلى 14 التي تغطي DIP عبر الفجوة في العمودين E و F.

** لإعادة البرمجة والتجربة بسهولة ، من الممكن إضافة مذبذب 16 ميجا هرتز على المسامير 9 و 10 من اللوح ، والبرمجة باستخدام لوحة اردوينو أونو مع تعديلات على كود MIDIsprout. يمكن أيضًا إعادة برمجة ATMEGA328 من خلال ICSP باستخدام مبرمج خارجي (اردوينو آخر) ومتاهة من أسلاك العبور ؛)

** أيضًا كإضافة ، يمكن بناء MIDIsprout Kit باستخدام الخطوات السابقة لتجميع الجلفانومتر ، مع توصيل اللوح مباشرة بـ Arduino Uno! ابقوا متابعين…

كمرجع ، الكود الذي تم تحميله مسبقًا في الإصدار الحالي MIDIsprout:

كود اردوينو:

الخطوة 16: قم بتشغيل ATMEGA328

قم بتوصيل دبوس VCC الموجود على 328 بالحافلة الموجبة باستخدام وصلة عبور بين عمود الصف 7 A والحافلة الموجبة.

الخطوة 17: تأريض ATMEGA328

قم بتوصيل الدبوس الأرضي على 328 بالحافلة الأرضية باستخدام وصلة عبور بين العمود 8 في الصف B والحافلة الأرضية.

الخطوة 18: تشغيل ATMEGA328 (تناظري)

قم بتوصيل دبوس الجهد التمثيلي الموجود على 328 بالناقل الموجب باستخدام وصلة عبور بين الصف 9 العمود J والحافلة الموجبة.

الخطوة 19: تأريض ATMEGA328 (تناظري)

قم بتوصيل الدبوس الأرضي على 328 بالحافلة الأرضية باستخدام وصلة عبور بين الصف 7 العمود J والحافلة الأرضية.

الخطوة 20: خرج المؤقت 555 لإدخال ATMEGA328

قم بتوصيل دبوس الإخراج من المؤقت 555 إلى دبوس الإدخال 4 على 328 باستخدام سلك توصيل بين 555 دبوس المؤقت 3 الصف 29 العمود D والصف 4 العمود D.

هنا يؤدي الإخراج الرقمي لـ 555 إلى تشغيل دبوس المقاطعة على 328 ، INT0 ، والذي يقيس ويقارن مدد النبض.

الخطوة 21: المقبض

يجب تحضير المقبض المضمن عن طريق ثني أرجله الثلاثة برفق (ثني جميع الأرجل الثلاثة في نفس الوقت) حتى يتمكن المقبض من الوقوف عموديًا. أدخل المقبض على الجانب الأيسر من لوح التجارب في العمود A الصفوف 19 و 20 و 21

الخطوة 22: مقبض ممسحة للإدخال التناظري ATMEGA328

قم بتوصيل السن المركزي للمقبض بالمدخل التناظري (A0) الخاص بـ 328 باستخدام سلك توصيل. قم بتوصيل وصلة عبور بين عمود المقبض في الصف 20 والعمود E و 328 (دبوس A0) ، الصف 6 ، العمود G.

الخطوة 23: MIDI Jack

أدخل مقبس MIDI في اللوح. قم بإعداد المقبس عن طريق تحديد دبابيس التثبيت المدببة الموجودة في مقدمة مقبس MIDI وثنيها لأعلى للإشارة إلى مقدمة مقبس MIDI. ضع مقبس MIDI على الجانب الأيمن من لوح التجارب ، بحيث يكون المقبس مواجهًا للجانب الأيمن. أدخل مقبس MIDI في العمود I و J والصفوف 18 و 19 و 21 و 23 و 24. وسوف تتلاءم دبابيس مقبس MIDI الخمسة (بشكل دافئ) في اللوح ، احرص على عدم الضغط بشدة.

الخطوة 24: دبوس بيانات MIDI إلى ATMEGA328 Tx

قم بتوصيل دبوس إخراج بيانات MIDI بدبوس الإرسال التسلسلي ATMEGA328 (Tx) ، عن طريق توصيل وصلة مرور بين العمود F الصف 23 (MIDI Data pin 5) والعمود B الصف 3 (328 Tx).

الخطوة 25: MIDI Power Resistor to V +

قم بتوصيل المقاوم بين دبوس الطاقة MIDI (4) و V + باستخدام مقاوم 220 أوم متصل بالعمود H الصف 19 (طاقة MIDI) والحافلة الموجبة على الجانب الأيمن من اللوحة.

الخطوة 26: MIDI Ground Jumper

قم بتوصيل دبوس MIDI الأرضي بالحافلة الأرضية باستخدام سلك توصيل بين العمود F الصف 21 (MIDI Ground) والحافلة الأرضية.

الخطوة 27: مقبض الجهد الإيجابي

قم بتوصيل دبوس الجهد الموجب للمقبض بالحافلة الموجبة باستخدام وصلة عبور بين العمود D الصف 19 والحافلة الموجبة.

الخطوة 28: أرض المقبض

قم بتوصيل دبوس المقبض الأرضي بالحافلة الأرضية باستخدام وصلة عبور بين العمود D الصف 21 والحافلة الأرضية.

الخطوة 29: المصابيح (حمراء)

هناك 5 مصابيح LED ملونة في MIDIsprout توفر عرضًا ضوئيًا ومؤشرًا لحالة ملاحظات MIDI التي يتم تشغيلها.

قم بتوصيل أنود LED (أحمر) - ساق طويلة بالعمود A الصف 5 وكاثود LED بالحافلة الأرضية.

** - للتبسيط ، نحذف مقاومات الحد الحالية في هذا البناء ، يرجى الاطلاع على الملحق لمعرفة الخطوات لتضمين المقاومات بمصابيح LED.

الخطوة 30: المصابيح (أصفر)

قم بتوصيل أنود LED (أصفر) - ساق طويلة بالعمود A الصف 11 - قم بتوصيل أنود LED (أحمر) - ساق طويلة بالعمود A الصف 5 وكاثود LED بالحافلة الأرضية وكاثود LED بالحافلة الأرضية.

الخطوة 31: المصابيح (خضراء)

قم بتوصيل أنود LED (أخضر) - ساق طويلة بالعمود A الصف 12 وكاثود LED بالحافلة الأرضية.

الخطوة 32: المصابيح (الزرقاء)

قم بتوصيل أنود LED (الأزرق) - الساق الطويلة بالعمود J الصف 14 وكاثود LED بالحافلة الأرضية.

الخطوة 33: المصابيح (بيضاء)

قم بتوصيل أنود LED (أبيض) - ساق طويلة بالعمود J الصف 13 وكاثود LED بالحافلة الأرضية.

الخطوة 34: حامل مذبذب كريستال 16 ميجا هرتز

يجب إضافة مذبذب الكريستال 16 ميجاهرتز على المسامير 9 و 10 في ATMEGA328 الصف 9 و 10 العمود C. الجزء غير مستقطب ويمكن إدخال البلورة في المسامير 9 و 10 في أي اتجاه.

الخطوة 35: حزمة البطارية

قم بتوصيل حزمة البطارية بلوحة التجارب عن طريق وضع السلك الأحمر لحزمة البطارية في ناقل الجهد الإيجابي واللوحة الخلفية والسلك الخلفي في الناقل الأرضي بلوحة التجارب. أدخل 3 بطاريات AA وقم بتشغيل صندوق البطارية. مع الطاقة على LED بواسطة 555 Galvanometer يجب أن يضيء.

قم بتوصيل أسلاك التوصيل الكهربائية بالمقبس الموجود أسفل اللوح ، ثم المس طرفي الزرين للخيوط. يجب أن يومض مؤشر الجلفانومتر استجابةً للتوصيل عبر أصابعك.

الخطوة 36: صوت البيانات الحيوية

عندما يتم لمس أسلاك التوصيل الكهربائي أو توصيلها باستخدام وسادات هلامية ، سيكتشف برنامج MIDIspout التغييرات الصغيرة في التوصيل ويمثل هذه التغييرات على شكل ملاحظات MIDI والأضواء الملونة!

بتوصيل كبل MIDI من مقبس MIDI على لوحة الخبز ، يمكن توصيل MIDIsprout Kit بأجهزة المزج ، ولوحات المفاتيح ، ومولدات الصوت ، وأجهزة الكمبيوتر التي تدعم MIDI لإنتاج الأصوات كرد فعل على ملاحظات MIDI.

عن طريق تدوير المقبض ، يمكن ضبط عتبة / حساسية خرج MIDIs. من خلال تقليل العتبة ، يمكن اكتشاف تقلبات أصغر في التوصيل من الجلفانومتر ؛ من خلال زيادة العتبة ، يلزم إجراء تغييرات أكبر لإنتاج الملاحظات. أثناء عمليات التثبيت طويلة المدى ، أستخدم إعدادًا منخفضًا للعتبة ينتج دفقًا ممتعًا من بيانات MIDI. بالنسبة للأحداث التفاعلية العامة مع نباتات متعددة ، أقوم برفع العتبة إلى مستوى عالٍ نوعًا ما ، مما يؤدي إلى إنتاج ملاحظات MIDI فقط عندما يقترب الشخص جدًا أو يلمس النبات جسديًا.