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# 太鼓达人控制器 - Arduino/ESP32
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# Taiko Drum Controller - Arduino (ATmega32U4/ESP32)
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开源硬件程序,用于制作自己的太鼓达人PC控制器。
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开源硬件程序,帮助你制作自己的太鼓达人PC控制器。
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## 关于这个项目
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## 关于本项目
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该项目旨在帮助您在家中开发自己的**硬件太鼓**。
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本项目旨在帮助你在家制作自己的硬件太鼓。
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*本程序仅限个人和非商业用途。*
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**该程序仅供个人和非商业用途。**
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## 你需要什么
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## 你需要准备
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1. 一个Arduino Micro或Leonardo微控制器(其他兼容板可能也可以工作,但您需要验证它们是否支持键盘模拟);
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1. 一个Arduino Micro/Leonardo (ATmega32U4) 板或一个Arduino Nano ESP (ESP32) 板。
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如果你用的是ESP32开发板,请切换到“ESP32”分枝。ESP32相比ATmega32要快得多,而且可以通过蓝牙无线连接电脑。
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大多数ATmega32U4板都可以工作,但你需要验证它们是否支持键盘模拟;像Arduino Uno这样的ATmega328P板则不行。
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2. 4个压电传感器;
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强烈推荐使用ESP32,因为它比ATmega32U4强大得多。该项目使用了ESP32-WROOM-32板。
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2. 4个压电传感器。
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3. 必要的电子组件(面包板、电阻、LED、跳线等);
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3. 8个100kΩ电阻。
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4. 如果您需要从头开始制作鼓,还需要木板和切割工具。如果您有一个市售的太鼓或Big Power Lv.5鼓,您可以直接使用它们。
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4. (可选)4个桥式整流器芯片,比如[DB107](https://www.diodes.com/assets/Datasheets/products_inactive_data/ds21211_R5.pdf)(详见附加说明部分)。
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5. (可选)一些红色和蓝色的LED灯。
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6. 必要的电子组件(面包板、LED灯、跳线等)。
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7. 木板和切割工具(仅在你需要从头开始制作实体太鼓时使用)。如果你有市售太鼓或大力鼓Lv.5,可以直接使用。
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## 制作控制器的步骤
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1. 制作鼓,并将4个压电传感器牢固地粘贴到鼓上。参考图片以了解传感器的首选位置。
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1. 制作鼓,并将4个压电传感器牢固地粘贴在鼓上。参考图片以了解传感器的首选位置。
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2. 按照以下方式将压电传感器和其他组件连接到控制器(压电传感器的极性无关紧要);
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2. 按照以下方案将压电传感器和其他组件连接到控制器(压电传感器的极性无关紧要);
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以下方案适用于Arduino Micro板。如果你使用不同的板,请参考其文档了解连接信息。
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3. 将固件刷新到板上。
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如果你选择添加桥式整流器,请使用以下方案:
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您可能需要微调一些参数,如`SAMPLE_CACHE_LENGTH`、`HIT_THRES`、`RESET_THRES`和`sensitivity`。有关详细信息,请参见下一节。
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3. 将固件刷写到板上。
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你可能需要微调一些参数,如`SAMPLE_CACHE_LENGTH`、`HIT_THRES`、`RESET_THRES`和`sensitivity`。详见下一节。
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4. 玩得开心!
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1. 击打和重置阈值
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设置`DEBUG 1`(这将禁用键盘输出并从串行端口发送信号值),刷新固件,在鼓的4个区域之一上滚奏,并从串行监视器的输出中可视化图表。击打阈值应小于鼓上的最重击打,重置阈值应大于两个波峰之间的波谷值。重置值也应低于击打值。
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设置`DEBUG 1`(这会禁用键盘输出并从串行端口发送信号值),刷写固件,在鼓的4个区域之一上滚动,然后从串行监视器的输出中查看图表。击打阈值应低于你在鼓上的最重击打,重置阈值应高于连续击打之间的低谷。重置值也应低于击打值。
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为其余3个区域重复此过程,并找到适合所有区域的最佳值。
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为剩下的3个区域重复此过程,并找到适合所有区域的最佳值。
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2. 采样长度
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为了最大运行速度,`cache.h`库已优化,可与2的幂次方的`SAMPLE_CACHE_LENGTH`窗口大小一起工作。这意味着2、8、16和32等。实际上,16对于Arduino来说是最佳值,但如果您有一个强大的微控制器,其采样输入速度至少为4000Hz或更高,则可以将值更改为32,以获得更平滑(换句话说,更少噪声)的曲线。
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为了最大化运行速度,`cache.h`库已优化为支持2的幂次方窗口大小的`SAMPLE_CACHE_LENGTH`。这意味着2、8、16、32等。实际上,对于Arduino来说16是最佳值,但如果你有一个能以至少4000Hz或更高速度采样输入的强大微控制器,你可以将值改为32,以获得更平滑(换句话说,更少噪声)的曲线。
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3. 灵敏度
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并非所有压电传感器都相同,由于安装错误,4个传感器捕获的信号可能会有显著差异。灵敏度值是用来标准化差异的乘数。在以下示例中,右边的“咚”区域产生的值比其余3个区域高得多,因此您可以调整`sensitivity`为`{1.0, 1.0, 0.5, 1.0}`以消除这个问题。
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并非所有压电传感器都是相同的,由于安装错误,4个传感器捕获的信号可能有显著差异。灵敏度值是用来规范这些差异的乘数。在以下示例中,右边的don区域产生的值比其余3个区域高得多,所以你可以调整`sensitivity`为`{1.0, 1.0, 0.5, 1.0}`来解决这个问题。
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请注意,传感器的安装非常关键。您应确保传感器牢固地附着在木头上并放置在适当的位置。
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请注意,传感器的安装非常关键。你应该确保传感器牢固地贴在木头上,并且位置适当。
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## 附加说明
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1. 为什么使用桥式整流器
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如果不对压电传感器的电压进行偏置,它们的输出电压范围约为-5V到+5V。然而,模拟输入的ADC只接受正电压值(ESP32为0-3.3V,ATmega32U4为0-5V)。当它们接收到负电压时,通常会被简单地截断为0。
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对于普通的电子鼓来说,这通常没问题,因为我们只是失去了一半的输入能量,而这并不影响我们计算击打时间的方式。但是对于*太鼓*鼓来说,特别是像ATmega32U4这样的慢处理器,可能会造成问题。
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在太鼓鼓中,所有4个振动部件都连接在一起,这意味着如果你击打左边的don,处理器也会接收到左边的kat、右边的don和右边的kat的信号。如果左边的don压电传感器一开始就产生负电压,并被ADC截断,它将导致约3到4毫秒的轻微“延迟”,处理器可能会错误地将这次击打视为右边的don、左边的kat甚至右边的kat,取决于哪个发送了最高的正值。
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使用桥式整流器,所有负值都转换为正值。换句话说,就像`abs()`函数,确保我们不会丢失任何负电压。
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