低成本Arduino呼吸控制器

方案介绍

硬件部件：

• Arduino Micro ×    1个    
• 无焊面包板一半尺寸    ×    1个    
• MPS20N0040D-D压力传感器×    1个    
• LM358-N运算放大器×    1个    
• 电阻1M欧姆    ×    2    
• 连接线套件，22 AWG    ×    1个    
• 婴儿吸鼻器×    1个    
• 5mm水族馆航空管×    1个    
• 三通气管接头×    1个    

软件应用程序和在线服务：

• Arduino IDE    

手动工具和制造机：

• 剥线钳和切割器，32-20 AWG /0.05-0.5mm²单芯和绞线    

在这个项目中，我们将构建一个简单的USB MIDI即插即用呼吸控制器。它的设计使用了容易找到的廉价组件，因此总成本仍然可以承受，并且大大低于商业上的等价物。这是仅使用气压传感器的基本版本，但计划将来对其进行升级以包括咬合和点头/倾斜传感器。

该项目假定您具有一些非常基础的电子学和Arduino知识，但由于不涉及焊接，因此即使是初学者也可以构建它。当然，更高级的用户可以将所有东西焊接在永久原型板上。由于Internet上有出色的教程，因此我不讨论IDE /库的安装以及上载代码的说明。

过采样用于平滑传感器的输入，效果非常好。您还可以根据自己的喜好调整范围，甚至拨入自定义曲线来调整控制器的行为。

由于传感器也可以测量负压，因此当您吸入空气而不是吹气时，会有第二个控制器消息流输出。两种类型的消息都可以由用户设置。例如，您可以将打击设置为弯音向上，而将其设置为弯音向下。默认情况下，两者均设置为控制器编号

建立步骤

1.如图/示意图所示，将Arduino插入面包板。

完整电路：

2.将传感器和运算放大器插入各自的位置，并根据侧面的小凹痕注意方向。

3.将电阻器的支脚切成适当的长度后，将其插入。

4.切/剥实心电缆，并将其放置在各自的位置。为了使这一点更易于理解，我将红色用于5V，将黑色用于接地，将黄色用于信号，但是您当然可以使用所有可用的东西。

5.如图所示，连接烟嘴，管道，三通接头和吸气器。您将需要切割一段“排气管”。

吹口，管道，连接器和排气口已连接：

6.按下三向连接器，使其适合传感器。它应该保持原状。

连接器安装到传感器：

7.安装Arduino IDE，并从“工具”->“管理库”安装所需的两个库（过采样和USB-MIDI）。用USB电缆将Arduino连接到计算机。上传附件代码。

8.应该设置好了，Arduino现在应该在您的DAW /音乐软件中显示为MIDI设备。启用它，并将其与键盘一起路由到支持呼吸控制器的插件。

调试模式下输出值的示例串行绘图仪图（蓝色：黄色，红色：空中绘制）：

收割者DAW中的CC消息：

这种设计的一个物理缺点是唾液将不可避免地在管中流动并会引起明显的气流波动。三通连接器用于通过将唾液引导至“排气”管来解决此问题。为了最大程度地减少管道中的残留唾液，请通过调节管道长度来确保从咬嘴到三通接头之间存在连续的坡度。如果管子悬挂在三通接头的水平线以下，唾液将被卡在其下部，从而引起波动。吸气器的婴儿侧部分（包括其过滤器）连接到排气口，以最大程度地减少滴水和噪音，并增加流向传感器的空气流量。
在代码中，您可以根据自己的喜好调整值，包括自定义曲线。注释描述了如何执行此操作。如果发现很难达到127点，则减小最大范围，或者如果太容易，则增大它。无论何时更改值，都将需要重新上传代码。

将Arduino启动后的前几个读数取平均值，以校准其余位置。连接/重置设备时，请勿吹入管子。