Kravox : Kit capteur mouvement & tactile sans fil - Instrumentation de précision pour Arduino

Composants et fournitures

Arduino Nano R3	×	2
Câble USB-A vers Mini-USB (alimentation powerbank + PC)	×	2
Module GY-521 MPU-6050 (gyroscope 3 axes + accéléromètre)	×	1
Carte capteur tactile MPR121 (12 électrodes)	×	2
Transceiver radio nRF24L01+	×	2
Condensateur 10 µF (électrolytique)	×	2
Condensateur 100 nF (céramique)	×	2
Connecteur femelle 40 broches (à découper)	×	5
Connecteur mâle 40 broches 1 rangée (pas 2,54 mm)	×	2
Fil de câblage multicolore (type nappe, ~7-10 m total)	×	2
LED 5 mm bleue	×	3
Potentiomètre 10 kΩ	×	5
Résistance 150 Ω 1/4 W (limitation courant LED bleues)	×	3
Plaque à trous (perfboard) min 50 trous côté long	×	1
Boîtier plastique / boîte alimentaire (récepteur, non métallique)	×	1
Powerbank USB (compacte, pour contrôleur)	×	1
Boîtes de récupération (boîtes film étirable, sacs... pour contrôleurs)	×	1
Soudure, ruban cuivre (électrodes tactiles, ~4 m, 1 cm large), colle, super-glue, élastiques	×	1 chacun

Outils nécessaires

• Fer à souder (poste préférable)
• Perceuse + foret M7
• Cutter, petite scie, règle acier
• Dénudeur, pinces fines
• Pistolet à colle chaude, serre-joint

Applications et services

• Arduino IDE (programmation)
• Pure Data Vanilla (synthèse sonore, gratuit)

À propos du projet

Un nouveau type d'instrument

Kravox est né d'un projet de recherche à l'Université de Lund (Suède) visant à donner aux contrôleurs d'instruments de musique numériques le ressenti d'instruments mécaniques traditionnels. Aujourd'hui rendu accessible à tous comme plateforme d'expérimentation musicale, ce tutoriel détaillé permet à chacun de construire cet instrument innovant.

Comment jouer de Kravox

Imaginez manipuler un objet courant comme un balai : la façon dont vous le touchez et le déplacez dans l'espace contrôle la génération sonore. Voir la vidéo de démonstration.

Architecture : 3 composants

• Contrôleur(s) : Jusqu'à 3 contrôleurs sans fil. Chacun intègre un MPU-6050 (orientation/accélération) et deux MPR121 (24 électrodes tactiles) sur Arduino Nano. Données transmises via nRF24L01+ au récepteur. Adresses uniques requises pour contrôleurs 2 et 3 (voir code).
• Récepteur : Reçoit les données des contrôleurs, les transmet en USB au PC, avec les valeurs de ses propres potentiomètres. Gère 1 à 3 contrôleurs sans modification.
• Logiciel : Programme Pure Data Vanilla traitant les données et générant le son.

Ce que nous allons construire - Guide étape par étape

La beauté de Kravox réside dans sa forme, son son et son jeu personnalisables. Ce tutoriel présente une version facile à reproduire avec composants standards et carton.

Partie 1 - Rassembler composants et outils

Voir liste complète ci-dessus. Photos de référence pour l'organisation.

Partie 2 - Fabrication de la carte contrôleur

Étapes détaillées avec schémas de câblage :

1. Découpe perfboard + connecteurs femelles + condensateurs : Perfboard 9×50 trous. Connecteurs femelles sciés à la bonne taille. Condensateurs 10 µF (polarité : bande = GND) et 100 nF (non polarisé) pour stabiliser le nRF24L01.
2. LEDs + résistances 150 Ω : 2 LEDs (plate = cathode = GND). Anode reliée par fil cyan à la broche D3 de l'Arduino.
3. Alimentation 3,3 V (rouge) et GND (bleu) : Distribution vers tous les connecteurs.
4. Bus I2C (jaune = SDA/A4, vert = SCL/A5) + interruption gyroscope (blanc) : MPU-6050 et 2× MPR121 partagent le bus I2C.
5. Bus SPI pour nRF24L01+ (noir, gris, marron, violet, orange) : CE, CSN, SCK, MOSI, MISO.
6. Préparation composants : Souder connecteurs mâles. Important : Sur les MPR121 bon marché, couper la liaison ADDR-GND au cutter (pads sous "ADD") pour pouvoir changer l'adresse I2C. Vérifier au multimètre.
7. Assemblage : Enficher Arduino Nano, gyroscope, 2× MPR121, nRF24L01+ sur la carte.
8. Programmation : Installer bibliothèques :
   - MPU-6050 : I2Cdev.h, MPU6050_6Axis_MotionApps20.h (Jeff Rowberg)
   - MPR121 : MPR121.h (Bare Conductive, pas Adafruit)
   - nRF24L01 : nRF24L01.h, RF24.h (TMRh20, pas maniacbug)
   Téléverser code contrôleur Kravox. Test via Moniteur Série (115200 bauds) en décommentant la section debug.
9. Alimentation powerbank : Brancher. Si la powerbank ne s'éteint pas (faible conso), c'est bon. Sinon ajouter 3× 220 Ω en parallèle entre 5V et GND de l'Arduino (étape 2.9).

Partie 3 - Fabrication de la carte récepteur

Processus similaire : perfboard 31×8 trous, connecteurs, condensateurs, alimentation, bus SPI, composants (Arduino Nano + nRF24L01+). Interface à part (partie 4).

Partie 4 - Interface récepteur (4 potentiomètres + LED)

Câblage : 5 fils sur curseurs potentiomètres → perfboard 2×17 trous + connecteur mâle 17 broches → GND (bleu) et 5V (vert) sur autres broches potentiomètres + LED bleue + 150 Ω. Se branche sur la carte récepteur.

Téléverser code récepteur Kravox. Test Série : commenter #define WRITE_AS_BYTES, décommenter #define PRINT_VIA_SERIAL_MONITOR.

Partie 5 - Interface tactile contrôleur + boîtier

24 électrodes en ruban cuivre sur boîte carton (boîtes film étirable). Ne doivent pas se toucher. Découper 24 bandes, coller, souder fils sur perfboard 2×24 + connecteur mâle 24 broches (longueurs progressives). Recouvrir d'adhésif isolant. Plier en boîte, coller. Ajouter petite boîte pour powerbank. Couvrir dos carte contrôleur (carton). Découper trous LEDs, placer powerbank (USB accessible). Connecter interface tactile, glisser carte dans boîte. Passe-fil pour câble USB. Fermer avec élastiques.

Astuce : Si fausses détections, intercaler film étirable entre boîtier tactile et carte/câbles. Allumer powerbank sans toucher la partie tactile (calibrage initial).

Partie 6 - Boîtier récepteur

Boîte carton, percer trous pour 4 potentiomètres + LED + USB. Coller carte récepteur (aligner USB). Coller LED, visser potentiomètres (ordre selon schéma), mettre boutons.

Partie 7 - Connexion à Pure Data

1. Installer Pure Data Vanilla (gratuit).
2. Ouvrir Kravox.pd (même dossier que drumsamples/).
3. Menu Aide → « Trouver objets supplémentaires » → installer comport, zexy, freeverb, arraysize. Redémarrer Pd.
4. Brancher récepteur USB. Si code modifié pour test Série, restaurer l'original et fermer Moniteur Série.
5. Dans fenêtre log Pd : message rouge « comport: can't open port... » → utiliser le dialogue « Port » dans l'interface Kravox.pd pour tester numéros de port série (3, 6, 8, 9... selon machine). Boutons « Show available ports » / « Show connected USB-devices » parfois utiles.
6. Connexion OK = flux de données rapide dans log. Cliquer « Save » pour mémoriser le port.
7. Allumer contrôleur (powerbank) boîtier fermé, sans toucher la partie tactile (calibrage).

Amusez-vous bien avec Kravox !

Code

Code Kravox pour Arduino et Pure Data

Archive ZIP contenant : code Arduino contrôleur, code Arduino récepteur, patch Kravox.pd pour Pure Data, échantillons de batterie. Instructions dans le tutoriel.

https://github.com/timkrahmer/Kravox

Schémas