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Arduino Laser Harp



¿Cuál es la primera asociación con la palabra arpa? Marco de madera, cuerdas, su sonido. Pero, ¿qué pasa si imaginas una habitación oscura, humo, un láser y música electrónica? Todo parece incomprensible e intrigante.

Ahora unos pocos rayos láser se envuelven alrededor del marco. Pero si va más allá de los límites de este pensamiento, puede imaginar un arpa con un marco ilimitado y hecho solo en un rayo láser.

¿Qué es una ilusión?


El espectáculo de luces del compositor francés Jean-Michel Jarre me impulsó a esta idea. Este espectáculo me inspiró tanto que quise repetirlo en casa.



El arpa láser se usó por primera vez en un concierto en China. El prototipo de arpa láser fue desarrollado por el francés Bernard Scheiner en 1979. En 1981, cuando el instrumento se presentó por primera vez al público, todavía estaba en desarrollo. Desde entonces, el arpa ha sufrido muchos cambios.

El ingeniero francés Philippe Guerre realizó cambios radicales en el dispositivo del instrumento y su software. Su arpa láser fue construida a partir de un láser y un espejo giratorio, que reflejaba los rayos en diferentes direcciones. Los sensores fotoeléctricos determinaron dónde exactamente el obstáculo se interpuso en el camino del rayo láser.

Jarre utilizó un arpa láser de diseño similar. La parte inteligente del instrumento es una microcomputadora que utiliza el software Laserharp desarrollado por Guerr. Cada rayo puede tocar notas diferentes cuando Jarre toca las cuerdas "claras". Cuando mueve sus manos hacia arriba y hacia abajo, el tono de la nota cambia. Tan pronto como Jarre retira su mano de la viga, la reproducción de la nota se detiene.

Por el momento, la idea incluso ha alcanzado el color del arpa, que parece, admitimos, impresionante. Chicos, si quieren ver muchas cosas más interesantes, les aconsejo que busquen en Google Greig Stewart. El chico hace cosas realmente interesantes.

Sustanciación de los elementos del circuito.


Como el nombre del artículo ya muestra, el proyecto usa Arduino Uno. También es necesario:
- un sensor para leer la intensidad de la cuerda reflejada. Un fotorresistor ordinario puede funcionar, ¿qué más puede hacer?
- un elemento para ajustar el sistema (ajuste conveniente del umbral de iluminación). Lo primero que viene a la mente es un potenciómetro;
- un motor con espejo para paralelismo de cuerdas. Bueno, aquí ya necesita pensar y abordar el problema de manera significativa, porque mucho dependerá de esta elección;
- un láser, que proporcionará la funcionalidad necesaria de las cuerdas de arpa;
- Procesador de señal MIDI que acepta frecuencias de cadena.

Si hablamos del último párrafo, entonces hay dos opciones: implementar todo físicamente o virtualmente. Me decidí por la segunda opción.

Para convertir la señal aplicación seleccionada sin pelo-midiserial , y para crear un puerto virtual de MIDI - loopMIDI . A continuación, la señal se transmitirá a FL Studio, que recibe la señal para el instrumento musical seleccionado.

Ahora para el motor. Si no tiene idea de dónde moverse en este tema, como yo, en principio, antes, y quiere rebuscar en este tema, entonces hay un excelente artículo de Ridiko Leonid Ivanovich "Motores paso a paso" . Esto es lo mejor que se puede encontrar en Internet.

Teniendo en cuenta este problema en particular, era tentador utilizar el motor Nema 17. En el proyecto, ¿quién no querría jugar con esto? Créame, la comprensión de cómo funcionan estos "niños" para un espectador no preparado puede llevar más de una noche. Al menos ese fue el caso conmigo. Sin embargo, se seleccionó el motor unipolar PM55L-048 más el controlador ULN2003. Sobre cómo conectarlo, cómo funciona esta combinación, puede encontrarla fácilmente, por lo que no repetiré todo diez veces. Pero! No intente ejecutar esta estructura en un motor 28BYJ-48. Nunca lo acelerarás a la velocidad deseada. Y el problema no estará en sus manos, sino que simplemente no es adecuado para este propósito.

Solo diré para una comprensión completa de todo lo anterior que en una placa de pruebas todo se veía así:



Quizás alguien notó que hay un transistor en los circuitos, que no se mencionó. Bueno, se introdujo porque el láser estaba encendido y apagado.

Diagrama de circuito

Asamblea


Si consideramos el principio de funcionamiento en cámara lenta, se ve así: un
motor paso a paso hace una rotación por el valor del ángulo correspondiente, en este momento el láser se enciende durante una fracción de segundo y el fotorresistor se sondea. Si el valor del fotorresistor es mayor que el umbral de respuesta de la cadena, entonces podemos suponer que la cadena está interrumpida y por la posición del motor sabemos qué cadena. Queda por enviar una señal al puerto midi virtual para el procesamiento de audio. Si el valor del fotorresistor no excede el umbral, entonces hay dos opciones: la cadena no se interrumpió o el valor del umbral es demasiado alto. Para cambiar el umbral, puede girar la perilla del potenciómetro, y la próxima vez que se sondee el fotorresistor, su valor ya se comparará con otro valor umbral.

Luego, el láser se apaga y el motor retrocede un paso. Nuevamente, el láser se enciende, hay una encuesta, toma de decisiones, apagar el láser y encender el motor. Cuando el motor realiza pasos uno menos que el número de cadenas, que se pueden configurar mediante programación, los pasos comenzarán en la dirección opuesta con gran velocidad sin encender el láser. Visualmente, no nos daremos cuenta de esto y todavía nos parece que vemos varias cadenas al mismo tiempo.

Oh si, el laser. Nuestros amigos chinos son muy buenos en marketing. Es conveniente no escribir la potencia del láser en sí, sino algo así como la potencia de salida máxima que no excede ese número. Como resultado, los vendedores, que en realidad no leen este hecho, dicen con confianza que tendrá un excelente láser potente. Es divertido verlo.

Como no era posible encontrar algo más o menos poderoso, lo que se consumía. Pero en realidad hay alrededor de 5 mW que ni siquiera una cerilla puede encender. Como resultado, el resultado no es exactamente lo que quería. Sin embargo, no quería tomar la instalación por varios W, si, por supuesto, es posible simplemente comprarla. Hermoso, pero de alguna manera peligroso.



Sí, mirando la foto de arriba, puedes pensar en grabar el tablero. Parece un segundo proyecto ya. Bueno, diré que lo pensé, pero aún no he decidido esta hazaña.

Luego, puedes ver en qué hermoso envoltorio todo estaba envuelto. Para no molestarse en qué lugar colocar una pequeña fotorresistencia, y para que siempre funcione, puede hacer una cascada de elementos. Pero el sistema también funciona con una fotocélula ubicada con éxito cerca del espejo. Todo dependerá solo del umbral que se seleccionará. Tenga en cuenta que el láser refleja mejor de algo blanco. Usé guantes blancos. Complementa toda la imagen.



Y, por supuesto, el resultado final:
en la foto, los rayos se distinguen claramente gracias a un humidificador de aire (el ruido de la unidad soviética se escucha en el video): cuantas más partículas haya en el aire, mejor será visible el láser. Desafortunadamente, el video no transmite el efecto completo. Y durante el día los rayos no son visibles en absoluto.





Entonces, ¿cuál es la ilusión?


Sí, si el láser fuera más poderoso, el efecto sería más impresionante. Pero eso es, eso es. En mi opinión, resultó muy bien.

¿Qué hay de la ilusión? La ilusión siempre se crea en tándem: manos hábiles y una cabeza pensante.



Enlace al código fuente .

Autor del artículo: Anastasia Kovsh

Source: https://habr.com/ru/post/es394219/

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