BITBEATS

Muziek maken met code? Jazeker! Met BitBeats bouw je je eigen ritme- en samplepatronen met een BBC micro:bit. Of je nu van programmeren houdt of gewoon graag met geluid experimenteert: dit project laat zien hoe je met een klein stukje hardware en een beetje creativiteit een echte mini-beatmachine kunt maken.

BitBeats is een leuke en leerzame manier om te ontdekken hoe ritmes zijn opgebouwd, hoe timing in muziek werkt, en hoe je een microcontroller programmeert om geluid te maken. Met behulp van de ingebouwde functies van de micro:bit of een externe speaker, speel je je eigen beats af – en wie weet, misschien wel je eerste live-set!

1. 1 BBC micro:bit
2. 1 protoype bord
3. batterijhouder
4. USB kabel
5. 10 'man-naar-vrouw' kabeltjes
6. 16 'man-naar-man' kabeltjes
7. 8 metalen plaatjes van 40x40mm
8. 32 bouten en moertjes van M3, 12mm
9. een houten plaat van 5mm
10. aluminiumfolie
11. koperen plakband
12. 150 cm vertind koper

Voor de behuizing van mijn BitBeats-project heb ik gekozen om een houten doosje te maken met behulp van een lasercutter. Dit zorgt voor een stevige, nette afwerking en maakt het makkelijk om de elektronica veilig op te bergen én toegankelijk te houden.

Als ontwerp ben ik uitgegaan van een voorgemaakt doosje met een scharnierdeksel, afkomstig van boxes.hackerspace-bamberg.de. Dit ontwerp heb ik aangepast en gepositioneerd in Beam Studio, de software die compatibel is met de FLUX-lasercutters. Hierbij heb ik erop gelet om het hout zo efficiënt mogelijk te gebruiken, met zo min mogelijk restmateriaal.

Het scharnier in het doosje maakt het mogelijk om het eenvoudig te openen en te sluiten. Dat is handig bij het aansluiten of aanpassen van de micro:bit en andere onderdelen.

Met Beam Studio kun je ook eenvoudig tekst of afbeeldingen laten graveren. Ik heb op de bovenkant van het doosje BitBeats gegraveerd.

Zodra het ontwerp klaar is, heb ik het doosje laten laseren uit een houten paneel. Na het uitsnijden moeten de onderdelen nog in elkaar gezet worden. Tip: Gebruik wat houtlijm aan de binnenkanten van de naden tijdens het monteren. Dit zorgt voor extra stevigheid en voorkomt dat het doosje na verloop van tijd loskomt.

Voor deze stap gebruik ik 8 metalen plaatjes van 40 x 40 mm. In elk plaatje boor ik vier gaten ronden een vierkante vorm, met een onderlinge afstand van 30 mm. Deze gaten worden later gebruikt om de metalen plaatjes te bevestigen aan de behuizing.

Benodigdheden:

1. 8 metalen plaatjes (40 mm x 40 mm)
2. Kolomboor
3. Metaalboor 3 mm
4. Centerpons of slagpunt
5. Liniaal of schuifmaat
6. Markeerstift of kraspen
7. Veiligheidsbril en werkhandschoenen

Werkwijze:

1. Markeer vier boorpunten op de plaatjes, 5mm van elke kant, op gelijke afstand.
2. Gebruik een centerpons om een slag te geven op elk boorpunt. Dit helpt om precies te kunnen boren.
3. Bevestig het plaatje stevig (in een bankschroef of op een houten blokje) en boor de vier gaten met een kolomboor.
4. Verwijder bramen aan de rand van de gaten met een vijl of schuurpapier.
5. Herhaal dit voor alle 8 plaatjes.

Veiligheidstip: Draag steeds een veiligheidsbril bij het boren in metaal en houd je handen op veilige afstand van de boorkop.

Om flexibele verbindingen te maken voor het aansluiten van de elektronica in het doosje, heb ik 8 man-naar-man jumper wires elk afzonderlijk gesoldeerd aan een stuk vertind koperdraad van ongeveer 8 cm.

Wat heb je nodig:

1. 8 man-naar-man jumper wires
2. 8 stukjes vertind koperdraad van ±10 cm
3. Soldeerbout
4. Soldeertin
5. Striptang of kniptang
6. Eventueel een derde hand of klem

Werkwijze:

1. Strip het uiteinde van beide kanten van elk koperdraadje (aan de ene kant ongeveer 5 mm aan de andere kant ongeveer 15mm).
2. Plaats een jumper wire en een koperdraadje(met de kort gestripte kant) naast elkaar, met de gestripte uiteinden in contact. Gebruik eventueel een klem of derde handje om ze op hun plaats te houden.
3. Verhit de verbinding met de soldeerbout en voeg soldeertin toe tot ze stevig aan elkaar vastzitten.
4. Herhaal dit voor alle 8 kabels, zodat je 8 verlengstukken hebt: aan de ene kant een jumper wire, aan de andere kant een stuk koperdraad.
5. (Optioneel) Isoleer de soldeerpunten met een stukje krimpkous of tape om kortsluiting te voorkomen en extra stevigheid te bieden.

Tip: Werk systematisch en geef elke kabel een andere kleur eventueel de uiteinden als je later moet weten welke draad waarvoor dient.

Nu de metalen plaatjes klaar zijn, worden ze bevestigd aan de houten behuizing van BitBeats. Dit gebeurt met behulp van bouten en moertjes, zodat de plaatjes stevig vastzitten en later kunnen dienen als contactvlakken.

Benodigdheden:

1. 8 metalen plaatjes (40 × 40 mm, elk met 4 geboorde gaten)
2. 32 M3-boutjes (12 mm lang) met bijpassende moertjes
3. Schroevendraaier en steeksleutel of tangen
4. 8 kabeltjes van stap 3 (met vertind koperdraad)

Werkwijze:

1. Plaats elk plaatje op zijn plek op de houten behuizing en steek de boutjes door de gaten, van buiten naar binnen.
2. Bevestig de moertjes aan de binnenkant, maar draai ze nog niet volledig vast. Er komt nog een draadje tussen.
3. Neem de vertinde koperdraadkant van een kabeltje en wikkel het gestripte deel rond één van de uitstekende boutjes aan de binnenkant van de behuizing.
4. Schroef de moer goed vast, zodat de draad stevig geklemd zit tussen het plaatje en de moer. Gebruik hiervoor een schroevendraaier en eventueel een tang of steeksleutel.
5. Herhaal dit proces voor alle 8 plaatjes, telkens met één draad per plaatje.
6. Controleer of alle plaatjes stevig vastzitten en of de draden goed zijn aangesloten.

Tip: Zorg ervoor dat het koperdraad goed contact maakt met de bout, zodat het elektrisch signaal betrouwbaar is.

Nu gaan we de 8 metalen plaatjes van BitBeats verbinden met de micro:bit via een breadboard. Dit maakt het makkelijker om alles netjes aan te sluiten en logisch te structureren. Elke plaat vormt een eigen ingang die muziek kan triggeren.

Benodigdheden:

1. 8 kabels van de metalen plaatjes
2. Breadboard
3. Jumper wires (vrouw-naar-man en man-naar-man)
4. 8 micro:bit-ingangen (bijv. P0–P7 of P1–P8)
5. Verbindingskabel naar 3V (van de micro:bit)
6. Vingerhoedje met draad (voor GND-contact)

Werkwijze:

1. Steek de 8 kabels die van de metalen plaatjes komen, elk in een aparte rij van het breadboard.
2. Verbind elke rij met een digitale ingang van de micro:bit (bijv. P0 t.e.m. P7), telkens met een jumper wire. Zo krijgt elk plaatje zijn eigen ingangssignaal.
3. Verbind ook elke rij met de 3V van de micro:bit via het breadboard. Dit zorgt voor een hoog signaal wanneer de plaatjes aangeraakt worden.
4. Sluit de GND (ground) van de micro:bit aan op een draad die je verbindt met twee metalen vingerhoedjes.
5. De vingerhoedjes draag je aan een vinger: wanneer je dan een metalen plaatje aanraakt, ontstaat er een elektrische verbinding tussen 3V en GND via je lichaam.
6. Controleer alle verbindingen goed: elk plaatje moet exact één pin, 3V en GND betrekken via het breadboard.

Let op: De juiste werking van het circuit hangt af van de gevoeligheid van de pinnen en hoe goed de verbinding met het lichaam is. Zorg voor stevige contacten!

Voor het programmeren van BitBeats gebruiken we de website:

https://makecode.microbit.org/#editor

Hier schrijf je je eigen code, die je daarna op de micro:bit kan zetten.

Tip: Sluit de micro:bit rechtstreeks aan op je computer via een micro-USB-kabel – dat werkt het snelst.

De basis van de code

De werking van BitBeats is eenvoudig:

Als één van de digitale pinnen P0 t.e.m. P7 een signaal (1) krijgt, speelt de micro:bit een toon gedurende 1 beat.

Deze code loopt voortdurend in een lus en controleert alle pinnen.

Zo bouw je de code in MakeCode:

1. Sleep een ‘voor altijd’-blok (uit het menu ‘Basis’) naar het codeveld.
2. Voor elke pin (P0 t.e.m. P7):
3. Ga naar ‘Logica’ en kies ‘als… dan’.
4. Sleep dit blok in de lus.
5. Ga naar ‘Invoer’ en kies ‘lees digitale pin Px’, stel die gelijk aan 1.
6. In het ‘dan’-gedeelte, kies onder ‘Muziek’ het blok ‘speel toon [C] gedurende [1] beat’.
7. Herhaal dit blok voor elke pin die verbonden is met een metalen plaatje (bijv. P0 tot P7). Geef elke pin een andere toon.

Je uiteindelijke code bestaat dus uit 8 herhalende blokken die elk controleren of een metalen plaatje wordt aangeraakt.

Resultaat: Telkens wanneer je met je vingerhoed een plaatje aanraakt, wordt er een toon gespeeld – jouw eigen vingerdrumsysteem!

Nu alle onderdelen klaar zijn, kan je je BitBeats volledig in elkaar zetten en testen.

Je hebt ondertussen:

✔️ Een stevige houten behuizing gemaakt met de lasercutter

✔️ Acht metalen plaatjes geboord en stevig gemonteerd

✔️ Alle kabels correct gesoldeerd en verbonden met het breadboard

✔️ De micro:bit geprogrammeerd om een toon af te spelen bij aanraking van een plaatje

✔️ De hele schakeling netjes opgebouwd met een vingerhoedje als slimme trigger

Wanneer je nu de micro:bit inschakelt en met je geaarde vinger(s) (via de vingerhoedjes) een van de metalen plaatjes aanraakt, detecteert de micro:bit het signaal en speelt hij een toon. Elk plaatje kan zo dienen als een samplepad of toets.

Je hebt een interactieve, zelfgebouwde sample pad gemaakt met alledaagse materialen, een micro:bit, en een dosis creativiteit.

Veel plezier met spelen, experimenteren en uitbreiden! 🎶