非接触式电子音乐控制器:CHIMAERA

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本篇文章,我将介绍个有意思的设备。

她就是Chimaera,一个基于电磁场效应的非接触式电子音乐控制器。

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<弹奏Chimaera的声音>

霍尔效应传感器阵列及其周围部件组成了一个连续的2D互动空间。戴在手指上的钕磁铁传感器会让你欣喜。设备连续跟踪位置及其相对应的磁铁沿伏在传感器阵列上,以产生事件信号。除去两个位置信号,每个事件都携带磁场极化,唯一的标识和组关联。这些通用事件信号根据主系统上的自定义影射,最终转化为音乐事件。

硬件

目前Chimare的硬件由两种类型 的印制电路板 和 一个可选外壳构成。

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1. 传感器单元(SU-16)

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单个的传感器电路很简单,这是16线性霍尔效应传感器(S0-S15)复用一个输出16:1多路复用器(CD74HC4067)输出。每个传感器的模拟输出连接多路复用器的一个输出。复用器有一个模拟输出,来连接一个给定输出,并被由DSP单元驱动的优选四数字信道(CS0-CS3)控制。

 

2. 数字信号处理单元(DSP-F3)

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Chimaera DSP单元是一个混合信号板。它用了一个 STMicroelectronics (STM32F303Cx) 的32位ARM Cortex M4控制器,时钟频率72MHz。可用外设中,我们使用 FPU, ADC1, ADC2, ADC3, SPI1, I2C2, DMA1, DMA2, USB,几种定时器和一对GPIO。主电路运行在3.3V下,由低压降稳压器(LM1117)驱动。利用单片机,我们使用一个来自WIZnet的全硬件UDP/TCP/IP/PHY 芯片(W5500),它来处理所有的地基网络,并通过SPI1进行通信。这两个EEPROM(24LC64,24AA025E48)存储Chimaera的MAC地址,配置及传感器标定数据。关于在传感器单元(在5V下运行)上的复用器切换,需要一个逻辑电平转换器,我们用的是TTL逻辑下的4位计数器(74HCT163),由一个5V降压稳压器(MCP1754)驱动。

 

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固件

固件文档

Chimaera 固件库