BeatSequencer mit Arduino - Projekttagebuch
Phase 1
Im Rahmen eines Arduino-Workshops an der Uni soll ein “BeatSequencer” entstehen, der in 2x 4/4 Takten und 3 Spuren einfache Beats erzeugt. Zur Veranschaulichung hier eine kleine Skizze:
Die oberste LED-Reihe zeigt die aktuelle Position des Sequencers an. Die LED-Reihen der Spuren 1 bis 3 können durch Tastendruck beliebig de- oder aktiviert werden. Ist eine LED an einer bestimmten Stelle aktiviert, so ertönt ein entsprechender “Beat”, sobald der Sequencer diesen Takt erreicht hat. Dabei unterscheiden sich die Beatgeräusche zwischen den einzelnen Spuren.
Um die einzelnen Beats ein- bzw. auszuschalten reicht die Berührung jeweils zweier Drähte, die sich über bzw. unter den LEDs befinden. Es werden zwei NPN-Transistoren verwendet, die den Basisstrom verstärken. Über die Analogen Input-PINS kann die Berührung registriert werden. Die Software schaltet darauf hin die entsprechende LED ein oder aus und lässt dementsprechend an dieser Stelle ein Signal (Beat) erklingen.
Da die Analogen Input-Pins des Arduino Boards nicht ausreichen, um alle 24 Berührungssensoren anzusteuern, sollen Analoge Multiplexer (CD 4051) verwendet werden. Weitere Informationen hierzu habe ich im Arduino-Forum gefunden: Analoge Multiplexer - Arduino Forum
Um die 32 LEDs anzusteuern werden mehrere 595 Chips verwendet. Ein Tutorial mit Bildern findet sich ebenfalls auf der Arduino Webseite: Shift Out
Ein erster Testlauf mit 8 LEDs und einem Berührungssensor war bereits erfolgreich. Als nächstes werden mit Hilfe der Chips mehrere LEDs und Sensoren angeschlossen. Hier der Schaltplan des Berührungssensors. (aus dem Conrad-Adventskalender) :) (Klick mich)
Phase 2 (veraltet) Habe hier eine kleine Skizze gemacht, die einen Peudoschaltplan zeigt. Im Grunde weiß ich nun mehr oder weniger was für Chips und Bauteile ich für den BeatSequencer benötige. Theoretisch. :) Also geht’s diese Woche noch zu SEGOR-electronics. (Link zu SEGOR) Klickt auf das Vorschaubild um es zu vergrößern.
Links die kleinen Kreise sollen die LEDs darstellen. :)
Phase 2 (überarbeitet) (another day)
Kürzlich erreichte mich das bestellte Buch “Getting started with Arduino”, das von Massimo Banzi, dem Co-Founder von Arduino, geschrieben worden ist. (Link zu Amazon)
Es gibt einen guten, wenn auch kleinen, Überblick über die Möglichkeiten von Arduino. Als ich darin las, merkte ich schnell, dass sich in mein Konzept für den BeatSequencer ein großer Denkfehler eingeschlichen hatte. Ursprünglich wollte ich den Berührungssensor, der die einzelnen LEDs ein- und ausschaltet, über die analogen Inputs ansteuern. Dabei sollte die Veränderung der Spannung gemessen werden. Letztendlich jedoch ist dies nicht notwendig, da nur die beiden Zustände “gedrückt” bzw. “nicht gedrückt” entscheidend sind. Hierzu kann man ebenso die digitalen Pins als “Inputs” definieren und über digitalRead(…) abfragen, ob ein Schalter gedrückt worden ist.
Dazu werde ich auf den Berührungssensor ebenfalls verzichten und stattdessen Kurzhubtaster verwenden. (KHT 1 / 1,7 mm @ Segor) Das vereinfacht den Schaltplan enorm. Das ganze wird jedoch erstmal im kleinen Rahmen auf dem Breadboard getestet. :P
Phase 3 - Neuer Testlauf (another day)
BeatSequencer - 595 Chip Test from Kamil Garbacz on Vimeo
Phase 4 - Zusammenbau (another day)
Nachdem ich mir bei Segor alle benötigten Teile gekauft habe (das hoffe ich zumindest), geht es nun an das Zusammenbauen. Da einige der Teile später auch für andere Projekte genutzt werden sollen, sollen Module entstehen, die man dann zu einer größeren Einheit zusammenstecken können soll. So bekommen beispielsweise die Multiplexer ihre eigene Platine und werden über Stiftleisten und Buchsen mit den LED-Modulen verbunden. Mit diesem Modul habe ich auch angefangen.
Da ich selbst erst sehr wenig Erfahrung mit dem Löten habe, sieht das ganze auch dementsprechend wie eine verwüstete Mondlandschaft aus, ABER… es leitet was leiten soll! Mehr will ich erstmal garnicht. :) Hier zwei Bilder des noch nicht ganz fertigen ShiftOut-Moduls. Stiftleisten und die IC-Sockel sind bereits angelötet. Morgen werden die Verbindungen zwischen den Chips an der Unterseite drangelötet.
Materialliste
- 4x 74HC595
- 3x CD4021BE
- 24x Kurzhubtaster
- 7x Stiftleisten
- 7x Buchsenleisten
- 56x Federträger (für die Buchsen)
- 3x Piezolautsprecher
- 32x LEDs 5mm rot
- 32x Wiederstände 220 Ohm
- 24x Wiederstände 2k4 Ohm
(another day) So leute, heute wurde weitergelötet. Hier die aktuellen Pics:
(another day) Endlich mit den LED Modulen fertig geworden. Jedes 8er Modul wird über die Buchse an das Multiplexer-Modul angeschlossen. Zu meinem verblüffen laufen sogar alle vier LED-Reihen problemlos… :P
Als nächstes folgen die Module für die Kurzhubtaster. Langsam merke ich jedoch, dass dem BeatSequencer noch das gewisse “Etwas” fehlt… werde mir noch was einfallen lassen.