Bildung

Ce projet a été réalisé pendant la première semaine d’intersemestre 2015 au Téléfab par Louis Frehring, Fady George Remila, Alizée Gerard, Anas Ihrboula, Julie Kelberine et Jean-Baptiste Rebuffi.

Résumé

Bildung est un système permettant de produire de la musique à l’aide de la détection du mouvement et de la position des mains.

Matériel utilisé

• un capteur à ultrasons (http://www.seeedstudio.com/wiki/Ultra_Sonic_range_measurement_module#Resources)
• un breadboard
• une carte Arduino
• des fils
• le Leap Motion (https://www.leapmotion.com/)
• une boîte en bois pour contenir le tout

Le système est relié à un Mac sur lequel fonctionne le logiciel Max.

Le lien suivant renvoie vers les sept fichiers de son de base et vers les deux fichiers Max, correspondant à deux versions différentes de Bildung: la première étant orientée vers la modulation du son et la deuxième étant plus musicale (https://github.com/BildungBox/Fichiers-Max).

Carte Arduino et capteur à ultrasons

Bildung replié

Bildung déployé

Test de Bildung

Fonctionnement

 L’utilisateur utilise ses mains pour produire de la musique. Une première main permet de déclencher la musique ou de l’arrêter selon qu’elle se trouve ou non devant le capteur d’ultrasons. La deuxième main permet de moduler cette musique. Ainsi, en décalant cette main vers la gauche, on produit un son plus aigu tandis qu’il sera plus grave si on déplace sa main vers la droite. On peut de même contrôler le volume en levant sa main ou en la descendant. La pureté fréquentielle du son est gérée en avançant plus ou moins sa main (modification du facteur de qualité).

Capture d’écran du logiciel Max

Interface de réglage des paramètres de Bildung

 Interface destinée à l’utilisateur

Code Arduino du capteur ultrason

#include "Arduino.h"
class Ultrasonic
{
public:
    Ultrasonic(int pin);
    void DistanceMeasure(void);
    long microsecondsToCentimeters(void);
    long microsecondsToInches(void);
private:
    int _pin;//pin number of Arduino that is connected with SIG pin of Ultrasonic Ranger.
    long duration;// the Pulse time received;
};
Ultrasonic::Ultrasonic(int pin)
{
    _pin = pin;
}
/*Begin the detection and get the pulse back signal*/
void Ultrasonic:istanceMeasure(void)
{
    pinMode(_pin, OUTPUT);
    digitalWrite(_pin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(_pin, HIGH);
    delayMicroseconds(5);
    digitalWrite(_pin,LOW);
    pinMode(_pin,INPUT);
    duration = pulseIn(_pin,HIGH);
}
/*The measured distance from the range 0 to 400 Centimeters*/
long Ultrasonic::microsecondsToCentimeters(void)
{
    return duration/29/2;
}
/*The measured distance from the range 0 to 157 Inches*/
long Ultrasonic::microsecondsToInches(void)
{
    return duration/74/2;
}
Ultrasonic ultrasonic(7);
void setup()
{
    Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
    long RangeInInches;
    long RangeInCentimeters;
    ultrasonic.DistanceMeasure();// get the current signal time;
    RangeInInches = ultrasonic.microsecondsToInches();//convert the time to inches;
    RangeInCentimeters = ultrasonic.microsecondsToCentimeters();//convert the time to centimeters
//        Serial.println("The distance to obstacles in front is: ");
//        Serial.print(RangeInInches);//0~157 inches
//        Serial.println(" inch");
//        Serial.print(RangeInCentimeters);//0~400cm
//        Serial.println(" cm");

    if(RangeInCentimeters <= 15 && RangeInCentimeters>=0 ){

        Serial.println(1);
        Serial.println("\r") ;
    }
    else {
        Serial.println(0);
        Serial.println("\r") ;
    }

    delay(100);
}

Améliorations possibles

Les valeurs des positions des doigts ou de la paume de la main renvoyées par Max ne sont pas très fiables, elles varient tout le temps, ce qui est assez restreignant lorsque l’on essaie d’assigner par exemple à un intervalle une fréquence donnée.

On pourrait rajouter des paramètres pour prendre en considération la capacité du Leap Motion à détecter le mouvement des doigts. Hélas, on se heurte là aussi à des problèmes de précision et de sensibilité.

Outre les défauts de conception et les imprécisions musicales, nous pouvons tenter d’améliorer notre maîtrise de cet instrument de musique assez particulier. Il est par exemple assez difficile de gérer à la fois l’activation et la désactivation de la musique grâce à une main et la modulation du son par l’autre main.