Лазерна арфа на базі arduino

  • 15.05.16 5:57 •
  • ne4ta •
  • # 275826 •
  • Гіктаймс •
  • 25 •
  • 10200

- такий же як Forbes, тільки краще.

Яка перша асоціація при згадці слова арфа? Дерев'яна рама, струни, її звук. А що якщо уявити темне приміщення, дим, лазер і електронну музику? Все здається незрозумілим і інтригуючим.

Тепер видається дещо лазерних променів, осяяний рамою. Але якщо вийти за межі цієї думки, можна уявити арфу необмежену рамкою і зробленою лише на одному лазерному промені.

Що є ілюзія?


До цієї ідеї мене наштовхнуло світлове шоу французького композитора Жана-Мішель Жарра. Це шоу настільки мене надихнуло, що мені захотілося повторити його у себе вдома.

Лазерна арфа вперше була використана на концерті в Китаї. Прототип лазерної арфи був розроблений французом Бернардом ШАЙНЕР в 1979 році. У 1981 році, коли інструмент був вперше представлений публіці, він ще був в стадії розробки. З тих пір арфа зазнавала значних змін.

Лазерна арфа на базі arduino
Французький інженер Пилип Гуерра вніс в пристрій інструменту і його програмне забезпечення радикальні зміни. Його лазерна арфа була сконструйована з лазера і дзеркала, що обертається, яке відображало промені в різних напрямках. Фотоелектричні датчики визначали, де саме на шляху лазерного променя встало перешкоду.

Лазерна арфа схожою конструкції використовувалася і Жарром. Інтелектуальну частину інструменту становить мікрокомп'ютер, який використовує програму Laserharp, розроблену Гуерра. Кожен промінь може грати різні ноти, коли Жарр стосується до «світловим» струнах. Коли він переміщує руки вгору і вниз, тон ноти змінюється. Як тільки Жарр прибирає руку з променя, відтворення ноти припиняється.

На даний момент ідея дійшла навіть до кольорової арфи, що виглядає, зізнаємося, вражаюче. Хлопці, якщо хочете зацінити ще багато чого цікавого, пораджу погуглити Greig Stewart. Хлопець дійсно цікаві речі робить.

Обгрунтування елементів схеми


Як вже видно з назви статті в проекті використовується Arduino Uno. Так само необхідні:
- датчик для зчитування інтенсивності відбитої струни. Звичайний фоторезистор може згодитися, чому ж йому ще займатися;
- елемент для налаштування системи (зручного регулювання порога освітленості). Перше що приходить на розум це потенціометр;
- мотор з дзеркалом для розпаралелювання струн. Ну, тут уже треба задуматися і підходити до питання осмислено, адже від цього вибору залежатиме дуже багато;
- лазер, який і буде забезпечувати необхідну функціональність струн арфи;
- MIDI обробник сигналів, що приймає частоти струн.

Якщо говорити про останній пункт, то тут два варіанти: або реалізовувати всі фізично, або віртуально. Я зупинилася на другому варіанті.

Для конвертації сигналів вибрано додаток Hairless-midiserial. а для створення віртуального MIDI порту - loopMIDI. Далі сигнал буде передаватися в FL Studio, яке приймає сигнал для обраного музичного інструменту.

Скажу лише ще для повного осмислення всього перерахованого вище, що на макетної платі це все виглядало так:

Лазерна арфа на базі arduino

Можливо хтось звернув увагу, що на схемах присутній транзистор, про який не було сказано. Що ж, він введений через включення і виключення лазера.

Лазерна арфа на базі arduino


Якщо розглядати принцип роботи в уповільненому дії, то виглядає це все так:

Лазерна арфа на базі arduino
кроковий двигун робить поворот на відповідне значення кута, в цей момент включається лазер на частки секунд і відбувається опитування фоторезистора. Якщо значення з фоторезистора більше, ніж поріг спрацьовування струни, то можна вважати, що струна перервана і по положенню мотора ми знаємо яка саме струна. Залишається відправити сигнал в віртуальний midi-порт для обробки звуку. Якщо значення фоторезистора не перевищило порога, значить існує два варіанти: або струна була перервана, або значення порога занадто висока. Для зміни порога можна покрутити ручку потенціометра, і наступного разу, коли відбудеться опитування фоторезистора, його значення буде вже порівнюватися з іншим значенням порога.

Далі лазер вимикається і мотор рухається знову на крок. Знову включається лазер, відбувається опитування, прийняття рішення, вимикання лазера і поворот мотора. Коли мотор зробить кроків на один менше, ніж кількість струн, що можна задати програмно, кроки почнуться в зворотну сторону з величезною швидкістю без включення лазера. Візуально ми цього не помітимо і нам все одно здається, що ми бачимо одночасно кілька струн.

Лазерна арфа на базі arduino
Ах, так, лазер. Наші китайські друзі відмінно займаються маркетингом. Зручно адже написати не саму реальну потужність лазера, а щось типу максимальна вихідна потужність не перевищує такого-то числа. В результаті продавці, не особливо читаючи даний факт, з упевненістю стверджують, що у Вас буде відмінний потужний лазер. Забавно дивитися.

Так як нічого більш менш потужного знайти не вдалося, в витрата пішло те, що є. А є реально десь близько 5 мВт, які не можуть запалити навіть сірник. У підсумку результат не зовсім той, що хотілося. Однак брати установку на кілька Вт якось вже не хотілося, якщо її, звісно, ​​можливо просто так купити. Красиво, але якось небезпечно.

Лазерна арфа на базі arduino

Так-так, дивлячись на фото вище, можна подумати про витравлені плати. Ніби як другий проект вже. Що ж, скажу, що я думала про це, але поки не зважилася на цей подвиг.

Далі можна подивитися в яку гарну обгортку все було загорнуте. Щоб не морочитися в якому ж місці розмістити один маленький фоторезистор, причому так, щоб він завжди спрацьовував, можна зробити каскад з елементів. Але працює система і при одному вдало розташованому біля дзеркала фотоелементі. Все буде залежати тільки від порога, який буде обраний. На замітку, лазер краще відсвічує від чогось білого. Я використовувала білі рукавички. Доповнює весь образ.

Лазерна арфа на базі arduino

Лазерна арфа на базі arduino

Ну так що є ілюзія?


Так, якби був лазер могутніше, ефект був би більш вражаючим. Але, що є, то є. На мій погляд, вийшло дуже навіть непогано.

А ілюзія? Ілюзія завжди створюється тандемом: вмілі руки і думаюча голова.

Лазерна арфа на базі arduino

Схожі статті