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。撥動開關(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。如果要使用計算機(jī)播放MIDI，請使用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)引腳和時鐘引腳分別連接到引腳A0和A1。十二面體的每個面都有一個電容式觸摸傳感器，它與一個2.2Mohm電阻連接到來自引腳A2的發(fā)送信號。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。這些信號都在步驟6中討論.TX引腳用于MIDI，而引腳9的PWM信號用于音頻。要在MIDI和單聲道輸出之間切換，有一個切換開關(guān)連接到引腳A3。

Arduino被編程為讀取所有電容式觸摸傳感器，以確定用戶按下哪個五角形鍵。然后輸出信號以更新LED并產(chǎn)生聲音，MIDI或單聲道音頻，具體取決于撥動開關(guān)翻轉(zhuǎn)的方向。

步驟3：設(shè)計和切割機(jī)箱

Bucky Touch的機(jī)箱是在Fusion 360中設(shè)計的。我的目標(biāo)是設(shè)計機(jī)箱，以便無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LED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MDF零件和11個有機(jī)玻璃零件。

在設(shè)計完全組裝的結(jié)構(gòu)后，我首先在表面上開始繪制草圖，將每個零件的表面導(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”。見上面的gif。

激光切割機(jī)我接受PDF文件，所以我需要一個程序來導(dǎo)入DXF文件并安排每個部分的矢量進(jìn)行切割。我開始使用免費的矢量圖形軟件Inkscape。 Inkscape工作得很好，但我想找到一個與Adobe Illustrator更相似的程序。經(jīng)過一番研究，我發(fā)現(xiàn)了Autodesk的Graphic。圖形費用為30美元的一次性費用，并且與Illustrator具有相似的界面和功能，因此我認(rèn)為對于那些在沒有年費的情況下尋找更便宜的圖形設(shè)計軟件的人來說，這是一個很好的選擇。一個缺點是Graphic無法導(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，我通過切割幾個零件測試了接頭之間的配合。我希望關(guān)節(jié)足夠緊，所以它們在沒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，直到我對合身感到滿意為止。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MDF五邊形面（B部分）。它們應(yīng)該貼合舒適，但為了安全起見，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LED燈條的5V，GND，數(shù)據(jù)和時鐘信號的長度。 Bucky Touch中總共應(yīng)有11個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。與舊型號的唯一區(qū)別在于它沒有電容式觸摸傳感器的電線。

接下來將梯形墻（C部分）滑入V形接頭。這些墻將不同LED的光分開，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的評論，請查看此鏈接。我喜歡MIDI，因為它很容易使用Arduino進(jìn)行設(shè)置，只需點擊一下按鈕即可從無數(shù)清潔聲音樂器中提供音頻。缺點是它需要一個MIDI播放設(shè)備來解碼信號并將它們轉(zhuǎn)換成音頻信號。此外，開發(fā)自己的模擬信號可以讓您更好地控制并更好地理解實際產(chǎn)生并播放到揚聲器中的信號。

創(chuàng)建模擬音頻信號是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，需要了解振蕩電路和更復(fù)雜的電路設(shè)計。我開始為這個項目設(shè)計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PWM引腳創(chuàng)建復(fù)雜音頻信號時發(fā)表了一篇很棒的文章。我認(rèn)為這是MIDI信號和更復(fù)雜的模擬電路設(shè)計之間的完美中間地帶。信號仍以數(shù)字方式生成，但與構(gòu)建自己的振蕩電路相比，我節(jié)省了大量時間。我仍然想嘗試這段時間，所以對任何有關(guān)良好資源的建議都會非常感激。

Jon解釋了如何使用單個引腳生成2MHz 8位數(shù)字輸出，在通過低通濾波器進(jìn)行平滑后，可以將其轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號。他的文章還解釋了傅里葉分析的一些基礎(chǔ)知識，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，而不是純音。到目前為止，它對我來說運作良好，但我認(rèn)為這種技術(shù)還有更大的潛力！請參閱上面的視頻，了解音頻和MIDI輸出之間切換的初步測試。

測試面包板上的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)送信號的引腳，11個電容式觸摸接收信號，MIDI信號，音頻信號（從arduino到單聲道立體聲插孔），5V和GND。

I設(shè)計了一個定制支架，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。請注意，Arduino Nano需要將其引腳朝上。將兩個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，音頻插孔和撥動開關(guān)推入底座并帶有適當(dāng)?shù)目住Ｄ梢詳Q入千斤頂或?qū)⑵湔吃诒趁妗τ趶?fù)位開關(guān)，您需要切出一個小方塊，使其與面部正面齊平。將繞線焊接到開關(guān)上，這樣它們就可以連接到原型板和Arduino。

現(xiàn)在是時候?qū)⒌鬃B接到底座了。將一個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，使用我在此提供的代碼測試音頻和MIDI信號是個好主意。如果它不起作用，請在進(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。在我的測地圓頂項目中，我使用紅外傳感器來檢測用戶的手何時接近表面。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)確的測量，它們并不可靠。對于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頁面上討論的問題，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，這對于Bucky Touch因為光必須透過有機(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購買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)面是面對面。使用萬用表測量電阻進(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。大錯誤：不要彎曲ITO涂層塑料！彎曲塑料會破壞連接。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步的繞線是通過五角形LED面饋送的嗎？現(xiàn)在是時候?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。對所有11個有機(jī)玻璃面重復(fù)此操作。

現(xiàn)在正是進(jìn)行一些測試以確保您的有機(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。有機(jī)玻璃只能在你沒有完全推動脛骨關(guān)節(jié)的情況下才適合，所以要小心。放置所有11個有機(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)建了一些沒有觸摸傳感器的原型。第一個原型運行良好，但有一個向外張開的不穩(wěn)定基座。因此，我使第二個版本的基礎(chǔ)更加堅固，并添加了突破引腳以使設(shè)備可定制。我稱這個設(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)建了一個用于開發(fā)獨特光照模式的應(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。對于Bucky Touch，我想讓臉部觸摸敏感，所以它更像是樂器。

第12步：編碼Bucky Touch

完全組裝Bucky Touch后，就可以開始使用軟件了。首先是測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傳感器的截止水平。

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

CapacitiveSensor.h

Adafruit_WS2801.h

MIDI.h

avr/interrupt.h

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