第1步：供應(yīng)清單

材料：

1。兩片16“x 12”0.118“厚MDF

2.一片12”x 12“0.118”厚半透明白色有機(jī)玻璃

3。 WS2801或WS2811像素LED燈條（11個(gè)LED）

4。 Arduino Nano

5。原型板

6。 ITO（氧化銦錫）涂層PET塑料 - 100mm x 200mm

7。 11X 2MOhm電阻器

8。 11X 1kOhm電阻器

9。用于音頻輸出的10k電阻

10。用于音頻輸出的2X 0.1uF電容

11。 MIDI插孔：

12。撥動(dòng)開(kāi)關(guān)

13。按鈕

14。立體聲音頻插孔

15。標(biāo)頭引腳

16。 2X M3螺母

17。 2X M3x12螺栓

18。繞絲線

19。透明膠帶

20。焊料

21。電工膠帶

22。如果要使用計(jì)算機(jī)播放MIDI，請(qǐng)使用MIDI到USB電纜

工具：

1。激光切割機(jī)

2。 3D打印機(jī)

3。剪線鉗

4。烙鐵

5。剪刀

6。內(nèi)六角扳手

7。熱膠槍

8。繞線工具

第2步：系統(tǒng)概述

Bucky的核心Touch是Arduino Nano。 WS2081可尋址LED條的數(shù)據(jù)引腳和時(shí)鐘引腳分別連接到引腳A0和A1。十二面體的每個(gè)面都有一個(gè)電容式觸摸傳感器，它與一個(gè)2.2Mohm電阻連接到來(lái)自引腳A2的發(fā)送信號(hào)。接收引腳為A3，D2-D8和D10-D12。以下是電容式觸摸傳感器的鏈接：http：//playground.arduino.cc/Main/CapacitiveSensor

Bucky Touch具有MIDI輸出和單聲道音頻信號(hào)。這些信號(hào)都在步驟6中討論.TX引腳用于MIDI，而引腳9的PWM信號(hào)用于音頻。要在MIDI和單聲道輸出之間切換，有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)連接到引腳A3。

Arduino被編程為讀取所有電容式觸摸傳感器，以確定用戶(hù)按下哪個(gè)五角形鍵。然后輸出信號(hào)以更新LED并產(chǎn)生聲音，MIDI或單聲道音頻，具體取決于撥動(dòng)開(kāi)關(guān)翻轉(zhuǎn)的方向。

步驟3：設(shè)計(jì)和切割機(jī)箱

Bucky Touch的機(jī)箱是在Fusion 360中設(shè)計(jì)的。我的目標(biāo)是設(shè)計(jì)機(jī)箱，以便無(wú)需使用即可組裝任何膠水。 LED滑入五邊形面，墻壁用于分離光線，為L(zhǎng)ED上方的有機(jī)玻璃提供支撐。然后將組裝好的十二面體連接到底座上，該底座固定Arduino，插座和其他電子設(shè)備。共有113個(gè)MDF零件和11個(gè)有機(jī)玻璃零件。

在設(shè)計(jì)完全組裝的結(jié)構(gòu)后，我首先在表面上開(kāi)始繪制草圖，將每個(gè)零件的表面導(dǎo)出為DXF文件。然后我退出草圖模式，右鍵單擊新草圖，然后選擇“另存為DXF”。見(jiàn)上面的gif。

激光切割機(jī)我接受PDF文件，所以我需要一個(gè)程序來(lái)導(dǎo)入DXF文件并安排每個(gè)部分的矢量進(jìn)行切割。我開(kāi)始使用免費(fèi)的矢量圖形軟件Inkscape。 Inkscape工作得很好，但我想找到一個(gè)與Adobe Illustrator更相似的程序。經(jīng)過(guò)一番研究，我發(fā)現(xiàn)了Autodesk的Graphic。圖形費(fèi)用為30美元的一次性費(fèi)用，并且與Illustrator具有相似的界面和功能，因此我認(rèn)為對(duì)于那些在沒(méi)有年費(fèi)的情況下尋找更便宜的圖形設(shè)計(jì)軟件的人來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很好的選擇。一個(gè)缺點(diǎn)是Graphic無(wú)法導(dǎo)入DXF文件。所以我最終將DXF文件導(dǎo)入Inkscape，然后將它們導(dǎo)出為EPS，以便將它們上傳到Graphic。它不是最有效的方法，但它告訴你我是如何找到圖形用戶(hù)友好的。這些零件被安排在16“x12”的紙張上，并作為我的Epilog Zing激光切割機(jī)的pdf導(dǎo)出。

在切割所有零件之前，我通過(guò)切割幾個(gè)零件測(cè)試了接頭之間的配合。我希望關(guān)節(jié)足夠緊，所以它們?cè)跊](méi)有膠水的情況下保持在一起，因此需要進(jìn)行大量的切割和調(diào)整，直到我對(duì)合身感到滿(mǎn)意為止。以上是一些部分組裝的原型。我還為舊款原型配備了所有零件，但零件略有不同。

步驟4：安裝LED

將LED像素推過(guò)MDF五邊形面（B部分）。它們應(yīng)該貼合舒適，但為了安全起見(jiàn)，最好將它們熱粘到適當(dāng)位置，就像Baweja Akshay為他的DOT2 LED桌子所做的那樣。添加一些額外的電纜，以延長(zhǎng)LED燈條的5V，GND，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)的長(zhǎng)度。 Bucky Touch中總共應(yīng)有11個(gè)LED。最后的五邊形面是儀器的底部。

切割11條30-40厘米的線切割線，并用對(duì)應(yīng)于LED（1到11）的膠帶標(biāo)記它們。這些電線用于電容式觸摸傳感器，在步驟9中完成。將電線拉過(guò)五角形面并將它們向下纏繞，使它們保持在原位。

步驟5：墻面匯編

使用V形接頭（D部分）按照原理圖中顯示的順序?qū)⑽暹呅蚊妫˙部分）放在一起。訂單至關(guān)重要，以便可以在十二面體上以正確的順序更新LED。確保關(guān)節(jié)一直被推到一起。作為最后的措施，向內(nèi)擠壓球。將LED和電容式觸摸傳感器的導(dǎo)線穿過(guò)十二面體的底部。注意：在上面的一些圖像中，我正在使用較舊的原型顯示裝配。與舊型號(hào)的唯一區(qū)別在于它沒(méi)有電容式觸摸傳感器的電線。

接下來(lái)將梯形墻（C部分）滑入V形接頭。這些墻將不同LED的光分開(kāi)，并支撐LED上方的有機(jī)玻璃。如果所有東西都被完全推入，那么有機(jī)玻璃應(yīng)該在墻壁頂部齊平。

步驟6：MIDI和音頻輸出

Bucky Glow具有MIDI和單聲道音頻輸出。有關(guān)MIDI和Arduino的評(píng)論，請(qǐng)查看此鏈接。我喜歡MIDI，因?yàn)樗苋菀资褂肁rduino進(jìn)行設(shè)置，只需點(diǎn)擊一下按鈕即可從無(wú)數(shù)清潔聲音樂(lè)器中提供音頻。缺點(diǎn)是它需要一個(gè)MIDI播放設(shè)備來(lái)解碼信號(hào)并將它們轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)。此外，開(kāi)發(fā)自己的模擬信號(hào)可以讓您更好地控制并更好地理解實(shí)際產(chǎn)生并播放到揚(yáng)聲器中的信號(hào)。

創(chuàng)建模擬音頻信號(hào)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作，需要了解振蕩電路和更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。我開(kāi)始為這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)振蕩器并取得了一些進(jìn)展，當(dāng)我發(fā)現(xiàn)Jon Thompson在Arduino上使用單個(gè)PWM引腳創(chuàng)建復(fù)雜音頻信號(hào)時(shí)發(fā)表了一篇很棒的文章。我認(rèn)為這是MIDI信號(hào)和更復(fù)雜的模擬電路設(shè)計(jì)之間的完美中間地帶。信號(hào)仍以數(shù)字方式生成，但與構(gòu)建自己的振蕩電路相比，我節(jié)省了大量時(shí)間。我仍然想嘗試這段時(shí)間，所以對(duì)任何有關(guān)良好資源的建議都會(huì)非常感激。

Jon解釋了如何使用單個(gè)引腳生成2MHz 8位數(shù)字輸出，在通過(guò)低通濾波器進(jìn)行平滑后，可以將其轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)。他的文章還解釋了傅里葉分析的一些基礎(chǔ)知識(shí)，這是理解更復(fù)雜波形所必需的。您可以使用此方法生成更有趣的音頻信號(hào)，而不是純音。到目前為止，它對(duì)我來(lái)說(shuō)運(yùn)作良好，但我認(rèn)為這種技術(shù)還有更大的潛力！請(qǐng)參閱上面的視頻，了解音頻和MIDI輸出之間切換的初步測(cè)試。

測(cè)試面包板上的MIDI和音頻輸出，然后再繼續(xù)焊接原型板上的元件。

步驟7：焊接電路板并掛載Arduino

收集電阻器，電容器，插頭引腳和原型板。將原型板分解為50mm x 34mm。在左上蓋中添加10MOhm電阻，然后是插頭引腳。這些插頭引腳將連接到電容式觸摸傳感器。按照Bucky Touch的原理圖繼續(xù)添加組件。您應(yīng)該有電容式觸摸發(fā)送信號(hào)的引腳，11個(gè)電容式觸摸接收信號(hào)，MIDI信號(hào)，音頻信號(hào)（從arduino到單聲道立體聲插孔），5V和GND。

I設(shè)計(jì)了一個(gè)定制支架，用于將Arduino和原型板固定在Bucky Touch的底部。 3D使用提供的STL文件打印此部件。現(xiàn)在將Arduino Nano和原型板滑入支架。請(qǐng)注意，Arduino Nano需要將其引腳朝上。將兩個(gè)M3螺母滑入安裝座。這些將用于將安裝座連接到Bucky Touch的底座。

使用繞線導(dǎo)線在Arduino和原型板之間建立連接，如原理圖所示。還要將電容式觸摸線連接到原型板上的插頭引腳。

步驟8：組裝基礎(chǔ)

將Midi插孔，音頻插孔和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)推入底座并帶有適當(dāng)?shù)目?。您可以擰入千斤頂或?qū)⑵湔吃诒趁妗?duì)于復(fù)位開(kāi)關(guān)，您需要切出一個(gè)小方塊，使其與面部正面齊平。將繞線焊接到開(kāi)關(guān)上，這樣它們就可以連接到原型板和Arduino。

現(xiàn)在是時(shí)候?qū)⒌鬃B接到底座了。將一個(gè)壁一次滑入底座和底座連接器接頭（G部分）。您必須將墻壁滑入帶有較大凹口的側(cè)面，然后向下按壓墻壁。墻應(yīng)該卡入到位。將墻壁與Arduino的孔連接后，將Arduino/原型板組件滑入到位并使用M3x12螺栓連接。您可能需要擺動(dòng)M3螺母，直到它們處于正確的位置。

連接所有底座邊后，將插孔焊線焊接到相應(yīng)的插針上。此時(shí)，使用我在此提供的代碼測(cè)試音頻和MIDI信號(hào)是個(gè)好主意。如果它不起作用，請(qǐng)?jiān)谶M(jìn)入下一步之前檢查您的連接。

步驟9：制作有機(jī)玻璃導(dǎo)電

我嘗試了幾種方法使有機(jī)玻璃成為儀器的關(guān)鍵。在我的測(cè)地圓頂項(xiàng)目中，我使用紅外傳感器來(lái)檢測(cè)用戶(hù)的手何時(shí)接近表面。然而，由于環(huán)境的IR輻射，IR傳感器之間的串?dāng)_以及不準(zhǔn)確的測(cè)量，它們并不可靠。對(duì)于Bucky Touch，我想到了三種可能的解決方案：頻率編碼紅外傳感器，按鈕和電容式觸摸。由于我在Hackaday頁(yè)面上討論的問(wèn)題，按鈕和頻率編碼的紅外傳感器不起作用。

電容式觸摸傳感器面臨的挑戰(zhàn)是大多數(shù)導(dǎo)電材料是不透明的，這對(duì)于Bucky Touch因?yàn)楣獗仨毻高^(guò)有機(jī)玻璃。然后我發(fā)現(xiàn)了解決方案：ITO涂層塑料！您可以從Adafruit購(gòu)買(mǎi)200mm x 100mm的10bucks紙張。

首先，我將ITO涂層塑料切成條狀，并用“X”將它們粘貼到有機(jī)玻璃上。確保塑料的導(dǎo)電側(cè)面是面對(duì)面。使用萬(wàn)用表測(cè)量電阻進(jìn)行檢查。最初我彎曲塑料并將銅連接到焊線以進(jìn)行電容式觸摸。大錯(cuò)誤：不要彎曲ITO涂層塑料！彎曲塑料會(huì)破壞連接。取而代之的是，我用膠帶纏繞了一英寸的纏繞線，效果很好。還記得第4步的繞線是通過(guò)五角形LED面饋送的嗎？現(xiàn)在是時(shí)候?qū)⑺鼈冇糜陔娙菔接|摸傳感器。將導(dǎo)線和膠帶暴露在粘貼在有機(jī)玻璃上的導(dǎo)電塑料上。對(duì)所有11個(gè)有機(jī)玻璃面重復(fù)此操作。

現(xiàn)在正是進(jìn)行一些測(cè)試以確保您的有機(jī)玻璃面作為電容式觸摸傳感器的好時(shí)機(jī)。

步驟10：安裝有機(jī)玻璃

將關(guān)節(jié)（E部分和F部分）添加到連接底部的Bucky Touch底部所有的電子設(shè)備都帶有LED。然后將瞳孔關(guān)節(jié)（H部分）部分推入Bucky Touch墻壁，以便有足夠的空間在有機(jī)玻璃中滑動(dòng)。有機(jī)玻璃只能在你沒(méi)有完全推動(dòng)脛骨關(guān)節(jié)的情況下才適合，所以要小心。放置所有11個(gè)有機(jī)玻璃面后，將完全推入的短節(jié)鎖定在有機(jī)玻璃面上。它應(yīng)該是一個(gè)舒適的配合。

將電容式觸摸線的另一端纏繞并焊接到原型板上的相應(yīng)引腳，然后再次測(cè)試電容式觸摸傳感器。最后，使用接頭（E部分和F部分）將頂部和底部連接在一起。確保不要拉扯任何電線。恭喜，Bucky Touch完全組裝好！

步驟11：舊原型

在Bucky Touch之前，我構(gòu)建了一些沒(méi)有觸摸傳感器的原型。第一個(gè)原型運(yùn)行良好，但有一個(gè)向外張開(kāi)的不穩(wěn)定基座。因此，我使第二個(gè)版本的基礎(chǔ)更加堅(jiān)固，并添加了突破引腳以使設(shè)備可定制。我稱(chēng)這個(gè)設(shè)備為Bucky Glow。分線引腳使您可以將Bucky Glow連接到傳感器（例如電容式觸摸，紅外線，超聲波），電機(jī)，MIDI插孔以及您能想到的任何其他電子設(shè)備。我還在Processing中創(chuàng)建了一個(gè)用于開(kāi)發(fā)獨(dú)特光照模式的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可以在這里下載。觀看上面的視頻，了解有關(guān)Bucky Glow的詳細(xì)信息。對(duì)于Bucky Touch，我想讓臉部觸摸敏感，所以它更像是樂(lè)器。

第12步：編碼Bucky Touch

完全組裝Bucky Touch后，就可以開(kāi)始使用軟件了。首先是測(cè)試電容式觸摸傳感器的水平。將CAPtestWithLEDfeedback程序上傳到Bucky Touch并顯示串行繪圖儀以檢查響應(yīng)。翻轉(zhuǎn)不同的有機(jī)玻璃面板并記錄每個(gè)傳感器的截止水平。

程序buckyTouch1v2將獲得BuckyTouch播放音樂(lè)。它是在MIDI和音頻輸出之間切換的完整程序。對(duì)于這些程序，您將需要以下庫(kù)：

CapacitiveSensor.h

Adafruit_WS2801.h

MIDI.h

avr/interrupt.h

接下來(lái)的步驟是將Bucky Touch編程為超越樂(lè)器并處理設(shè)備的音頻輸出。