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7.9 Frucht-Klavier

Elektrische Leitfähigkeit findet man in vielen Metallgegenständen, ebenso wie im menschlichen Körper und in Früchten. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um ein amüsantes kleines Projekt zu schaffen: ein Frucht-Klavier. Mit anderen Worten, wir verwandeln Früchte in Tastaturen, die Musik abspielen können, einfach indem man sie berührt.

fruit_piano

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir folgende Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
Kepler Kit	450+	Kepler Ultimate Kit

Sie können diese auch einzeln über die untenstehenden Links erwerben.

SN	KOMPONENTE	MENGE	LINK
1	Den Pico W kennenlernen	1	KAUFEN
2	Micro-USB-Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	Transistor	1(S8050)	KAUFEN
6	Widerstand	4(1-1KΩ, 1-330Ω, 2-220Ω)	KAUFEN
7	Passiver Summer	1	KAUFEN
8	RGB-LED	1	KAUFEN
9	MPR121 Modul	1

Schaltplan

Um die Früchte in Klaviertasten zu verwandeln, müssen Sie noch die Elektroden am MPR121 mit der Frucht verbinden (z.B. in den Bananenstiel stecken).

Am Anfang wird der MPR121 initialisiert und jeder Elektrode wird ein Wert basierend auf der aktuellen Ladung zugewiesen. Wenn ein Leiter (zum Beispiel der menschliche Körper) eine Elektrode berührt, verschiebt und balanciert sich die Ladung. Das führt dazu, dass der Wert der Elektrode vom Ausgangswert abweicht und dem Hauptsteuerungsboard mitteilt, dass sie berührt wurde. Während dieses Vorgangs ist sicherzustellen, dass die Verkabelung jeder Elektrode stabil ist, damit ihre Ladung bei der Initialisierung ausgeglichen ist.

Verkabelung

wiring_fruit_piano

Code

Bemerkung

Öffnen Sie die Datei 7.9_fruit_piano.py im Pfad kepler-kit-main/micropython oder kopieren Sie diesen Code in Thonny, und klicken Sie dann auf „Aktuelles Skript ausführen“ oder drücken Sie einfach F5.
Vergessen Sie nicht, den „MicroPython (Raspberry Pi Pico)“-Interpreter in der unteren rechten Ecke auszuwählen.
Für detaillierte Anleitungen siehe Code direkt öffnen und ausführen.
Hier müssen Sie die Bibliothek mpr121.py verwenden. Prüfen Sie, ob sie auf dem Pico W hochgeladen wurde. Eine detaillierte Anleitung finden Sie unter 1.4 Bibliotheken auf den Pico hochladen.

from mpr121 import MPR121
from machine import Pin, I2C
import time
import urandom

# Initialize I2C connection for MPR121 capacitive touch sensor
i2c = I2C(1, sda=Pin(6), scl=Pin(7))  # Set up I2C bus with SDA on pin 6 and SCL on pin 7
mpr = MPR121(i2c)  # Create an instance of the MPR121 touch sensor

# Buzzer notes frequencies (in Hertz) for different musical notes
NOTE_A3 = 220
NOTE_B3 = 247
NOTE_C4 = 262
NOTE_D4 = 294
NOTE_E4 = 330
NOTE_F4 = 349
NOTE_G4 = 392
NOTE_A4 = 440
NOTE_B4 = 494
NOTE_C5 = 523
NOTE_D5 = 587
NOTE_E5 = 659

# Initialize PWM for buzzer on pin 15
buzzer = machine.PWM(machine.Pin(15))

# List of note frequencies to be played by the buzzer
note = [NOTE_A3, NOTE_B3, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_B4, NOTE_C5, NOTE_D5, NOTE_E5]

# Function to play a tone on the buzzer at a specified frequency
def tone(pin, frequency):
    pin.freq(frequency)  # Set buzzer frequency
    pin.duty_u16(30000)  # Set duty cycle to 50% (approx)

# Function to stop playing the tone (mute the buzzer)
def noTone(pin):
    pin.duty_u16(0)  # Set duty cycle to 0% (mute)

# RGB LED initialization using PWM on pins 13, 12, and 11 (for red, green, blue)
red = machine.PWM(machine.Pin(13))
green = machine.PWM(machine.Pin(12))
blue = machine.PWM(machine.Pin(11))

# Set the PWM frequency for each color (1kHz)
red.freq(1000)
green.freq(1000)
blue.freq(1000)

# Function to map a value `x` from one range to another
def interval_mapping(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# Function to randomly light up the RGB LED with random color values
def lightup():
    red.duty_u16(int(urandom.uniform(0, 65535)))  # Set random intensity for red
    green.duty_u16(int(urandom.uniform(0, 65535)))  # Set random intensity for green
    blue.duty_u16(int(urandom.uniform(0, 65535)))  # Set random intensity for blue

# Function to turn off all RGB LED colors (set all to 0)
def dark():
    red.duty_u16(0)  # Turn off red LED
    green.duty_u16(0)  # Turn off green LED
    blue.duty_u16(0)  # Turn off blue LED

# Main project loop
lastState = mpr.get_all_states()  # Get initial state of all touch inputs
touchMills = time.ticks_ms()  # Record the time of the last touch event
beat = 500  # Set the duration of sound and light effect (500ms)

# Main loop to handle touch detection and effects
while True:
    currentState = mpr.get_all_states()  # Get current state of all touch inputs

    # Check if there's a change in the touch input state (touch started or ended)
    if currentState != lastState:
        for i in range(12):  # Iterate over 12 possible touch inputs
            # Check if a touch has started (touched in current state but not in the last state)
            if i in list(currentState) and not i in list(lastState):
                tone(buzzer, note[i])  # Play corresponding note for the touched input
                lightup()  # Light up the RGB LED with random colors
                touchMills = time.ticks_ms()  # Record the time of the touch event

    # Check if the beat duration has passed or if no touch inputs are active
    if time.ticks_diff(time.ticks_ms(), touchMills) >= beat or len(currentState) == 0:
        noTone(buzzer)  # Stop playing the buzzer
        dark()  # Turn off the RGB LED

    # Update the last state to the current state for the next iteration
    lastState = currentState

Berühren Sie die Früchte nicht, bevor das Programm ausgeführt wird, um eine fehlerhafte Referenz bei der Initialisierung zu vermeiden. Nachdem das Programm ausgeführt wurde, berühren Sie die Früchte sanft. Der Summer gibt den entsprechenden Ton ab und das RGB-Licht blinkt einmal zufällig auf.