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Arduino Laser Harp



Qual é a primeira associação com a palavra harpa? Moldura de madeira, cordas, seu som. Mas e se você imaginar um quarto escuro, fumaça, laser e música eletrônica? Tudo parece incompreensível e intrigante.

Agora, alguns feixes de laser estão enrolados no quadro. Mas se você ultrapassar os limites desse pensamento, poderá imaginar uma harpa com um quadro ilimitado e feita apenas em um feixe de laser.

O que é uma ilusão?


O show de luzes do compositor francês Jean-Michel Jarre me levou a essa ideia. Esse show me inspirou tanto que eu queria repeti-lo em casa.



A harpa a laser foi usada pela primeira vez em um show na China. O protótipo da harpa a laser foi desenvolvido pelo francês Bernard Scheiner em 1979. Em 1981, quando o instrumento foi apresentado pela primeira vez ao público, ele ainda estava em desenvolvimento. Desde então, a harpa passou por muitas mudanças.

O engenheiro francês Philippe Guerre fez mudanças radicais no dispositivo do instrumento e seu software. Sua harpa a laser foi construída a partir de um laser e um espelho rotativo, que refletiam os raios em diferentes direções. Os sensores fotoelétricos determinavam onde exatamente o obstáculo atrapalhava o feixe de laser.

Uma harpa a laser de desenho semelhante foi usada por Jarre. A parte inteligente do instrumento é um microcomputador usando o software Laserharp desenvolvido por Guerr. Cada raio pode tocar notas diferentes quando Jarre toca as cordas "leves". Quando ele move as mãos para cima e para baixo, o tom da nota muda. Assim que Jarre tira a mão da trave, a reprodução da nota pára.

No momento, a idéia chegou até à cor da harpa, que parece, admitimos, impressionante. Gente, se você quiser conferir muitas outras coisas interessantes, recomendo que você pesquise no Google Greig Stewart. O cara faz coisas realmente interessantes.

Substanciação dos elementos do circuito


Como o nome do artigo já mostra, o projeto usa o Arduino Uno. Também é necessário:
- um sensor para ler a intensidade da corda refletida. Um fotorresistor comum pode funcionar, o que mais ele pode fazer;
- um elemento para ajustar o sistema (ajuste conveniente do limiar de iluminação). A primeira coisa que vem à mente é um potenciômetro;
- um motor com um espelho para seqüências paralelas. Bem, aqui você já precisa pensar e abordar a questão de forma significativa, porque muito dependerá dessa escolha;
- um laser, que fornecerá a funcionalidade necessária de cordas de harpa;
- Processador de sinal MIDI que aceita frequências de cordas.

Se falamos sobre o último parágrafo, existem duas opções: implementar tudo fisicamente ou virtualmente. Eu decidi pela segunda opção.

Para converter o sinal aplicativo selecionado calvo-midiserial , e para criar uma porta virtual de MIDI - loopMIDI . Em seguida, o sinal será transmitido ao FL Studio, que recebe o sinal para o instrumento musical selecionado.

Agora para o motor. Se você não tem idéia de onde se mover neste tópico, como eu, em princípio, anteriormente, e deseja vasculhar esse tópico, há um excelente artigo de Ridiko Leonid Ivanovich, “Motores de passo” . É o melhor que pode ser encontrado na Internet.

Considerando esse problema em particular, foi tentador usar o mecanismo Nema 17. No projeto, quem não gostaria de brincar com isso? Acredite, a compreensão de como essas "crianças" trabalham para um espectador despreparado pode levar mais de uma noite. Pelo menos esse foi o meu caso. No entanto, o motor unipolar PM55L-048 mais o driver ULN2003 foi selecionado. Sobre como conectá-lo, como essa combinação funciona, você pode encontrá-la facilmente, por isso não repetirei tudo dez vezes. Mas! Não tente executar essa estrutura em um mecanismo 28BYJ-48. Você nunca o acelerará na velocidade desejada. E o problema não estará em suas mãos, mas simplesmente não é adequado para esse fim.

Vou apenas dizer, para uma compreensão completa de tudo isso, que em uma placa de ensaio tudo se parecia com isso:



Talvez alguém tenha notado que existe um transistor nos circuitos, o que não foi mencionado. Bem, foi introduzido porque o laser foi ligado e desligado.

Diagrama de circuito

Assembléia


Se considerarmos o princípio de operação em câmera lenta, é o seguinte: um
motor de passo gira pelo valor do ângulo correspondente; nesse momento, o laser liga por uma fração de segundo e o fotorresistor é pesquisado. Se o valor do fotorresistor for maior que o limiar de resposta da sequência, podemos assumir que a sequência é interrompida e pela posição do motor sabemos qual sequência. Resta enviar um sinal para a porta midi virtual para processamento de áudio. Se o valor do fotorresistor não exceder o limite, existem duas opções: a sequência não foi interrompida ou o valor do limite é muito alto. Para alterar o limite, você pode girar o botão do potenciômetro e, da próxima vez que o fotorresistor for pesquisado, seu valor já será comparado com outro valor limite.

Em seguida, o laser desliga e o motor retrocede um passo. Novamente, o laser liga, há uma pesquisa, tomada de decisão, desligando o laser e ligando o motor. Quando o motor executa etapas um a menos que o número de cordas, que podem ser programadas de forma programática, as etapas começarão na direção oposta com grande velocidade, sem ligar o laser. Visualmente, não perceberemos isso e ainda nos parece que vemos várias seqüências de caracteres ao mesmo tempo.

Ah sim, o laser. Nossos amigos chineses são muito bons em marketing. É conveniente escrever não a potência real do laser, mas algo como a potência máxima de saída que não excede esse número. Como resultado, os vendedores, que não estão realmente lendo esse fato, dizem com confiança que você terá um excelente laser poderoso. É engraçado assistir.

Como não foi possível encontrar algo mais ou menos poderoso, o que foi consumido. Mas há realmente algo em torno de 5 mW que nem uma partida pode acender. Como resultado, o resultado não é exatamente o que eu queria. No entanto, de alguma forma, eu não queria levar a instalação por vários watts, se, é claro, é possível comprá-lo. Bonito, mas de alguma forma perigoso.



Sim, olhando a foto acima, você pode pensar em gravar o quadro. Parece um segundo projeto já. Bem, vou dizer que pensei nisso, mas ainda não decidi esse feito.

Em seguida, você pode ver em que embalagem linda tudo foi embrulhado. Para não se preocupar em que lugar colocar um pequeno fotorresistor e para que ele sempre funcione, você pode criar uma cascata de elementos. Mas o sistema também trabalha com uma fotocélula localizada com sucesso perto do espelho. Tudo dependerá apenas do limite que será selecionado. Observe que o laser reflete melhor com algo branco. Eu usei luvas brancas. Complemente a imagem inteira.



E, é claro, o resultado final:
na foto, os raios são claramente distinguíveis graças ao umidificador (o barulho da unidade soviética é ouvido no vídeo): quanto mais partículas houver no ar, melhor o laser é visível. Infelizmente, o vídeo não transmite o efeito total. E durante o dia os raios não são visíveis.





Então, qual é a ilusão?


Sim, se o laser fosse mais poderoso, o efeito seria mais impressionante. Mas é isso, é isso. Na minha opinião, acabou muito bem.

E a ilusão? A ilusão é sempre criada em conjunto: mãos hábeis e cabeça pensante.



Link para o código fonte .

Autor do artigo: Anastasia Kovsh

Source: https://habr.com/ru/post/pt394219/

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