컬러 오르골 만들기[part 1]

2015-10-22 13:36:12

안녕하세요!

얼마 전부터 '날씨 정보를 알려주는 무드 램프 만들기'를 진행하고 있는데요.

3D 프린터로 열심히 외관을 출력하고 있습니다 ;)

3D 프린터로 외관을 출력하는 과정에서 시간이 조금 걸려, 새로운 프로젝트와 병행하여 진행하려고 합니다.

개요

새로운 프로젝트의 큰 구상은 컬러 센서를 이용해 악기를 만들어 보는 것인데요!

그 큰 구상의 첫 번째로 컬러 센서를 이용해 오르골을 만들어보려고 합니다! 일명 컬러 오르골이죠 ;)

구상한 내용은 다음과 같습니다.

1. 음계에 해당하는 색을 지정해준다.

2. 오르골용 악보에 음계에 해당하는 색을 색칠한다.

3. 악보를 오르골에 넣으면, 컬러 센서가 색을 인식해 색에 해당하는 음을 낸다.

아이들이 싸인펜이나 색종이를 이용해 직접 오르골 악보를 만들어 보고 재생 시켜볼 수 있도록 구상하였습니다.

구상을 마치고 우선 프로토타입을 만들어보았는데요.

part 1에서는 프로토타입을 제작하는 과정과 외관 구상까지의 과정을 소개하고자 합니다.

부품 목록

NO	부품명	수량	상세 설명
1	오렌지보드	1	아두이노 UNO
2.	컬러 센서	1	TCS34725
3.	네오픽셀 RGB LED	1
4	피에조 부저	1
5	점퍼 케이블	10개 이상
6	브레드 보드	1

부품명	오렌지보드	컬러 센서	네오픽셀 RGB LED	피에조 부저
부품사진

하드웨어 메이킹

컬러 센서의 와이러링은 다음과 같습니다.

컬러 센서	오렌지보드
3V	5V
GND	GND
SDA	Analog 4
SCL	Analog 5

브레드보드 레이아웃

<참고 사항>

Flora color sensor의 frizing 파일을 불러오는데 에러가 있어 Flora LSM9DS0으로 대체하였습니다.

핀 배열은 같으니 컬러 센서도 브레드보드 레이아웃과 같이 연결하시면 됩니다.

neopixel LED도 저는 하나만 사용하였습니다. strip LED를 가지고 계신 분은 하나만 잘라서 쓰시면 되겠죠?

회로도(스케메틱)

스프트웨어 코딩

컬러 센서 사용 방법은 컬러 픽셀 장갑 만들기를 참고하였습니다.

#include #include "Adafruit_TCS34725.h" #include #define CLEARTHRESHHOLD 2000

// RGB값을 '눈'이 인식가능한 감마값으로 변환합니다. byte gammatable[256];

// 컬러센서에 사용된 TCS34725를 사용준비합니다. Adafruit_TCS34725 tcs = Adafruit_TCS34725(TCS34725_INTEGRATIONTIME_50MS, TCS34725_GAIN_4X); // 네오픽셀을 6번핀에 연결합니다. Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(1, 6, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

// 피에조 부저를 3번핀에 연결합니다. int piezo = 3;

void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(piezo,OUTPUT);

//컬러센서가 준비되면, 시리얼모니터상에 found sensor를 전송합니다. if (tcs.begin()) { Serial.println("Found sensor"); } else { Serial.println("No TCS34725 found ... check your connections"); while (1); }

//컬러 재생을 위해 초기화를 실행 합니다. strip.begin(); strip.show(); // 모든 네오픽셀을 꺼짐 상태로 만듭니다.

// 사람이 인지할수있는 감마값으로 색정보를 변홥 합니다. for (int i=0; i<256; i++) { float x = i; x /= 255; x = pow(x, 2.5); x *= 255;

gammatable[i] = x;

} }

void loop() { uint16_t clear, red, green, blue;

tcs.setInterrupt(false); // LED를 켭니다.

delay(60); //60밀리초동안 읽습니다.

tcs.getRawData(&red, &green, &blue, &clear);

tcs.setInterrupt(true); // LED를 끕니다.

//충분한 색정보를 불러올 수 있는 대상이 없을 경우 if (clear < CLEARTHRESHHOLD) { strip.setPixelColor(0, strip.Color(0, 0, 0)); // LED를 끕니다. strip.show(); noTone(piezo); return; }

// 시각화를 위해 hex code를 계산합니다. uint32_t sum = red; sum += green; sum += blue; sum = clear; float r, g, b; r = red; r /= sum; g = green; g /= sum; b = blue; b /= sum; r *= 256; g *= 256; b *= 256; if (r > 255) r = 255; if (g > 255) g = 255; if (b > 255) b = 255;

float remove, normalize; if ((b < g) && (b < r)) { remove = b; normalize = max(r-b, g-b); } else if ((g < b) && (g < r)) { remove = g; normalize = max(r-g, b-g); } else { remove = r; normalize = max(b-r, g-r); } //작은 소수를 제거합니다. float rednorm = r - remove; float greennorm = g - remove; float bluenorm = b - remove; // 가장 높은수를 정상화 합니다. rednorm /= normalize; greennorm /= normalize; bluenorm /= normalize;

strip.setPixelColor(0, strip.Color(gammatable[(int)r], gammatable[(int)g], gammatable[(int)b])); strip.show(); //색상 값을 시리얼 모니터에 출력합니다. Serial.print("red: "); Serial.print(gammatable[(int)r]); Serial.print('\t'); Serial.print("green :"); Serial.print(gammatable[(int)g]); Serial.print('\t'); Serial.print("blue :"); Serial.print(gammatable[(int)b]); Serial.println(); //도 if((gammatable[(int)r]>73 && gammatable[(int)r]<82) && (gammatable[(int)g]>3 && gammatable[(int)g]<7) && (gammatable[(int)b]>2 && gammatable[(int)b]<5)){ tone(piezo,523); } //레 if((gammatable[(int)r]>25 && gammatable[(int)r]<32) && (gammatable[(int)g]>19 && gammatable[(int)g]<24) && (gammatable[(int)b]>1 && gammatable[(int)b]<3)){ tone(piezo,587); } //미 if((gammatable[(int)r]>9 && gammatable[(int)r]<16) && (gammatable[(int)g]>30 && gammatable[(int)g]<38) && (gammatable[(int)b]>2 && gammatable[(int)b]<6)){ tone(piezo,659); } //파 if((gammatable[(int)r]>2 && gammatable[(int)r]<6) && (gammatable[(int)g]>12 && gammatable[(int)g]<16) && (gammatable[(int)b]>37 && gammatable[(int)b]<42)){ tone(piezo,698); } //솔 if((gammatable[(int)r]>33 && gammatable[(int)r]<42) && (gammatable[(int)g]>12 && gammatable[(int)g]<17) && (gammatable[(int)b]>4 && gammatable[(int)b]<8)){ tone(piezo,783); } //라 if((gammatable[(int)r]>36 && gammatable[(int)r]<43) && (gammatable[(int)g]>5 && gammatable[(int)g]<9) && (gammatable[(int)b]>12 && gammatable[(int)b]<16)){ tone(piezo,880); } //시 if((gammatable[(int)r]>7 && gammatable[(int)r]<11) && (gammatable[(int)g]>15 && gammatable[(int)g]<21) && (gammatable[(int)b]>17 && gammatable[(int)b]<22)){ tone(piezo,987); }

//도 if((gammatable[(int)r]>65 && gammatable[(int)r]<74) && (gammatable[(int)g]>5 && gammatable[(int)g]<9) && (gammatable[(int)b]>6 && gammatable[(int)b]<11)){ tone(piezo,1046); } //무음(종이의 흰색) if((gammatable[(int)r]>11 && gammatable[(int)r]<15) && (gammatable[(int)g]>15 && gammatable[(int)g]<19) && (gammatable[(int)b]>10 && gammatable[(int)b]<14)){ noTone(piezo); } }