描述

動(dòng)機(jī)

你知道如何演奏樂器嗎？好吧，我當(dāng)然不會(huì)。自從我上中學(xué)以來，我一直想學(xué)習(xí)如何演奏樂器以及如何閱讀樂譜。不幸的是，我從來沒有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)音樂理論。作為一名大四學(xué)生，我決定是時(shí)候改變這種狀況了。我將我對(duì)音樂的興趣和對(duì)電子產(chǎn)品的熱愛結(jié)合到一個(gè)激光豎琴控制器中，只需在激光之間揮動(dòng)手，就可以演奏八度音階的混合音符！

軟件

要使用 PocketBeagle，我需要在 SD 卡上安裝 Linux。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我從 BeagleBoard.org 下載了 bone-debian-9.5-iot-armhf-2018-10-07-4gb.img.xz 文件。然后我用這個(gè)文件刷新了我的 SD 卡。最后，我將我的 PocketBEagle 連接到 Internet 以實(shí)現(xiàn)更有效的集成。以下資源提供了有關(guān)如何刷新和連接到 Internet 的很好的教程。

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我還需要加載 Python 和幾個(gè)庫，包括 Adafruit 的 BBIO Python 庫和 Threading 庫。為確保您已安裝 python，請(qǐng)?jiān)诮K端中執(zhí)行以下操作：

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential python-dev python-setuptools python-pip python-smbus -y

接下來，安裝 Python 包管理器：

sudo apt-get install python-pip
sudo apt-get install python3-pip

現(xiàn)在安裝 Adafruit BBIO 庫：

sudo pip install Adafruit_BBIO

線程庫已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)庫中，無需手動(dòng)安裝。

所有必要的代碼都在下面包含的 LaserHarp_main.py 文件中。

原理圖、接線

圖 1. Fritzing 圖

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STEMMA 揚(yáng)聲器連接：

脈寬調(diào)制 --> P2_3

接地 --> 接地

激光二極管連接：

VCC --> 5 伏

接地 --> 接地

光敏電阻 (LDR) 連接：

VCC --> 5 V *使用分壓器限制為 1.8V

AIN0 --> P1_19

AIN1 --> P1_21

AIN2 --> P1_23

AIN3 --> P1_25

AIN4 --> P1_27

AIN5 --> P2_35

AIN6 --> P1_2

AIN7 --> P2_36

接地 --> 接地

電子、五金

有四個(gè)主要電子元件：Pocketbeagle、激光二極管 (x8)、光敏電阻 (x8) 和揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器連接到 PWM 引腳，并以 50% 的占空比和特定音符的頻率接收信號(hào)。激光二極管連接到 pocketbeagle 的 SYS VOUT 的 5V 引腳。光敏電阻從施加到 SYS VOUT 的分壓器（R2 = 2.2K Ω，R1 = 1K Ω）的輸出端獲取電壓信號(hào)。光敏電阻的輸出作為模擬輸入 (AIN) 傳遞到 PocketBeagle。如 Fritzing 圖所示，三個(gè)獨(dú)立的面包板和跳線用于改進(jìn)功能。

構(gòu)建說明

Laser Harp 控制器的卡扣構(gòu)建外殼由兩個(gè) 7” x 7” x 2” 盒子組成，使用中間薄板將它們疊放在一起。背面和底部部件保持打開狀態(tài)，以便于接觸電氣元件。整個(gè)建筑是使用 Epilog Fusion 激光切割機(jī)從 5.1 毫米膠合板上切割出來的。膠帶用于更好地固定卡扣邊緣。用于切割必要部分的 Adob??e Illustrator 文件附在下面。

圖 2. 激光切割卡扣件

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圖 3。分組卡扣件。Bottom Step Box（右和中），Top Full Box（左）和 Extra Pieces（上）。

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分別組裝兩個(gè)盒子，但不要連接背面或底部部件。如下圖所示。

圖 4. 構(gòu)建的頂盒（左）和底階盒（右）。

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使用 1 英寸 x 7 英寸的部件將盒子連接在一起，并根據(jù)需要使用盡可能多的膠帶。使用孔作為指南，將激光二極管放在頂部滿盒的孔中，并將光敏電阻放在底部步進(jìn)盒的孔中。

圖 5. 放置在頂盒孔中的激光二極管

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圖 6. 放置在底部階梯盒孔中的光敏電阻

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最后，將揚(yáng)聲器放在頂部并在構(gòu)建中輸入面包板。

圖 7. 最終構(gòu)建。編碼為播放以下音符以從左到右制作八度音階：A7、B6、C6、D6、E6、F7、G6、A7。

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操作說明

1) 按照 Fritzing 圖和引腳連接連接組件

2) 將 PocketBeagle 插入電腦

3) 運(yùn)行 LaserHarp_main.py 代碼（如下提供）

4) 放置在所需的激光下

5) 聆聽優(yōu)美的音符！

限制

1) 阻擋激光和聲音輸出之間有 ~0.5 秒的滯后。

2) 目前，在嘗試同時(shí)阻擋多個(gè)激光時(shí)很難區(qū)分聲音。這很可能是由于低質(zhì)量的揚(yáng)聲器

3) 光敏電阻對(duì)光的響應(yīng)變化很大

未來的改進(jìn)

1) 改進(jìn)的設(shè)備外殼

2) 更高質(zhì)量的揚(yáng)聲器和激光二極管

3) 不要演奏特定的音符，而是嘗試演奏不同的歌曲/曲調(diào)

4) 使用更高級(jí)的音色/音符庫

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