Vaarika Pi jõul töötav rämps trummimasin: 15 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See juhendab teile, kuidas teha Raspberry Pi jõul töötavat robotitrumlit. See on tõesti lõbus, loominguline, interaktiivne projekt. Ma näitan teile, kuidas sisemist tööd teha, kuid tegelikud trummid jäävad teie otsustada, andes teile võimaluse teha midagi täiesti ainulaadset. Oma masina jaoks olen kasutanud nii palju leitud esemeid kui võimalik … naabrite käest päästetud klaveri vasarad jätavad vahele, rannalt leitud kalavõrgu, tühja küpsetatud oapurki, puulusikaid, tühja õllepudelit, õllepudelipealseid ja muu hulgas lauakell, kuid laske oma kujutlusvõimel hulluks minna - vaadake, mis teil maja ümber on, peaaegu kõike, mis löömisel müra tekitab, saab kasutada ja see muudab teie projekti tõepoolest omaks. Selle juhtimiseks tehke järgmist. teil on 2 võimalust:

• Brauseripõhine sammude jada, mille olen nimetanud PiBeatiks - see on väga lõbus ja võimaldab teil trummimasinat interaktiivselt juhtida oma Pi või mis tahes sama võrgu seadme (näiteks telefoni, tahvelarvuti või arvuti) kaudu. Paigaldame selle teie Pi -le hiljem, kuid eelvaadet saab näha siit ja kood on siin GitHubis.
• Pythoni skript trummimustri programmeerimiseks. See on suurepärane võimalus luua rütm, millega saate oma kitarril jms kaasa lüüa.

Püüan kulusid madalal hoida ja nagu näete järgmises etapis, pole vaja kalleid spetsialiseeritud tööriistu. Samuti olen püüdnud igal sammul selgitada, kuidas asjad toimivad, muutes selle suurepäraseks projektiks isegi siis, kui olete Pi -de, kodeerimise ja elektroonika maailma suhteliselt uustulnuk ning piiratud eelarvega.

OK, hakkame tööle!

1. samm: minge ostlema

Sisemise mehhanismi loomiseks vajate:

• 1x 40-pin Raspberry Pi koos Raspbianiga, mis on installitud SD-le, toitekaabli ja võimalusega sellega ühendada (olen kasutanud Raspberry Pi Zero Wireless koos ModMyPi eeljoodetud päisega)
• 1x 5v 8 kanaliga relee
• 1x komplekt naissoost naissoost hüppajajuhtmeid (vaja 10 juhtmest)
• 2x 3 -amprised klemmliistud (võite kasutada leivaplaati või perfboardi, kuid klemmliistud on odavad ja takistavad kaablite lahtitulekut ning selle tegemisel ei olnud mul jootekolvi)
• 1x 12v 10a toiteallikas
• 8x 12v 2a solenoidid
• 8x 1N5401 alaldi dioodid
• 50 cm 0,5 mm kaabel (võtsin südamikud mõnest kaksiktorust kaablist lahti, kuna see oli tasuv viis punase, musta ja kaksiksüdamiku saamiseks), kuigi soovi korral saate kasutada ka 1 värvi. Võimalik, et te ei soovi osta suuremat pikkust sõltuvalt sellest, millist eluaset soovite ehitada.

Teil on vaja ka järgmisi tööriistu:

• Traadilõikurid
• Traadi eemaldajad
• Väike lameda peaga kruvikeeraja, umbes 3 mm
• Sõltuvalt klemmliistudest võite vajada ka väikest ristpeaga kruvikeerajat

Ma ei ole loetlenud osi ega tööriistu trumlite valmistamiseks ega ühtegi korpust, kuhu te seda panna ei tahaks. Näitan teile hiljem, kuidas ma selle tegin, kuid nagu öeldud, jätan selle osa teie ettekujutuse hooleks.

2. samm: ühendage Pi releega

Pi tihvtide maksimaalne pinge on 5 V. Me võiksime osta 5 V solenoidid ja toita need otse Pi -lt, kuid see ei annaks suurt lööki, mida meie trummimasin vajab. Seetõttu kasutame releed, mis võimaldab meil madalama pingega GPIO -ahelast sisse ja välja lülitada kõrgema pinge ahela (meie puhul 12 V vooluahela, mis sisaldab meie 12 V solenoide).

Meie releel on 8 kanalit, see tähendab, et saame iseseisvalt sisse ja välja lülitada kuni 8 solenoidi. Iga kanal sisaldab 4 pistikut; 3 kasutatakse kõrgepingeahelas, mida näeme hiljem, ja 1, mis on IN -tihvt madalama pinge ahelas, millega me oma Pi ühendame. Kui Pi GPIO tihvt saadab antud kanalite IN -pinil 5v, lülitab relee vastava 12v vooluahela sisse.

Relee madalpingepoolsel küljel on ka GND (maandus) tihvt, mille peame ühendama PI maandusega, ja VVC tihvt 5 V toiteallika jaoks.

Kui Pi on välja lülitatud, järgige skeemi, et ühendada relee ühendusjuhtmega Pi abil. Te ei pea kasutama sama värvi hüppajaid, kuid see võib aidata piltide jälgimisel.

Samm: teeme müra

See ei pruugi olla veel meie täieõiguslik trummimasin, kuid selles etapis teeme müra, ehkki releelt klõpsates. Tutvustame trummimustrite programmeerimisele püütoni skripti, see võimaldab meil testida seni tehtut.

Skript on saadaval ja selle põhisisu on siin.

Käivitage oma Pi, avage Pi terminal ja laadige skript alla, käivitades:

wget

Võib -olla soovite koodi ja kommentaare läbi vaadata, et saada aimu selle toimimisest, kuid saate rahulolu ja käivitage see:

python3 array-sequencer.py

Kui kõik läheb plaanipäraselt, peaksite kuulda kontakte relee avamisel ja sulgemisel ning vastava kanali tule vilkumist. Vaadake skripti sees olevat järjestuse muutujat, et saada aimu, mis toimub - kõik kanalid käivitatakse koos, seejärel käivitatakse igaüks eraldi. See töötab kuni skriptist väljumiseni, vajutades klahvikombinatsiooni Ctrl + C.

Enne jätkamist on hea mõte Pi ühendamine juhtmete ühendamisel juhuslike lühiste korral uuesti välja lülitada.

Samm: looge meie ahela positiivne külg

Ühe toiteallikaga 8 solenoidi toiteks loome paralleelringi. Näete lõpetatud 12 V vooluahela skeemi, kuid kavatseme selle samm -sammult läbi vaadata.

Võite kasutada leivaplaati või parfüüriplaati, kuid ma valisin klemmliistud, kuna need on odavad, hoiavad juhtmeid tihedalt kinni ja mul ei olnud selle loomisel ka jootekolvi.

Tõhusalt peame ühendama kõik solenoidid ja dioodi iga solenoidi jaoks (rohkem dioodidest hiljem) meie toiteallika 1 positiivse juhtmega.

Lõikeriistade abil lõigake klemmliist ise, nii et teil oleks 8 paari plokk, lõigates plastikust otsast, mis ühendab kaks plokki kokku. Olge ettevaatlik, et mitte metalli lõigata.

Nüüd peame ühendama kõik klemmid riba ühel küljel. Lõika lõikuritega 7 umbes 35 mm pikkust punast traati, seejärel eemaldage traadi eemaldajatega iga juhtme otsast umbes 5 mm isolatsioon.

Nüüd kasutage juhtmeid, et aheldada kõik klemmid riba ühel küljel kokku, hoides juhtmeid kruvide abil paigas. Esimesel ja viimasel kruvil on ainult 1 traat, ülejäänud aga 2.

Samm: lisage solenoidid ja dioodid

Kuna solenoidid on elektromagnetid, soovitatakse dioode, et kaitsta oma vooluringi tagasilöögi eest (selle kohta saate põhjalikult lugeda siit). Seetõttu anname igale solenoidile oma dioodi oma relee kaitsmiseks.

Klemmliistu vastasküljel, millega te eelmises etapis kokku ühendasite, alustage esimesest august. Sisestage 1 solenoidi traat, seejärel lisage ja üks dioodi ots samasse auku. Kuna dioodid võimaldavad voolu ainult ühel viisil, veenduge, et dioodi hõbedane triip on klemmliistu poole. Pingutage kruvi, et need paigal hoida. Korrake protsessi ülejäänud 7 auguga.

Üks solenoid, mille sain, oli vigane, nii et piltide tegemise ajal vahetasin selle madalama võimendiga mudeli vastu, millel olid sinised juhtmed.

Samm: ühendage negatiivne klemmliist solenoidi ja dioodidega

Nagu me tegime positiivse poolega, hankige 1 klemmliist ja lõigake see maha, nii et teil oleks veel 8 paari riba. Kruvige dioodid ja solenoidid selle klemmliistu külge nii, et see peegeldaks pluss -klemmliistu.

Samm: looge relee ühendavad juhtmed

Oleme peaaegu valmis relee ühendama, kuid kõigepealt peame midagi ühendama. Lõigake 8 umbes 70 mm pikkust musta traati, seejärel eemaldage mõlemast otsast umbes 5 mm. Kinnitage iga juhe negatiivse klemmliistu 8 ülejäänud pistiku külge.

8. samm: ühendage relee tavalised pistikud

Heitke pilk releele, mis hoiab džempritega Pi külge ühendatud külge endast eemale. Igal kanalil on 3 kontakti, vasakult paremale nimetatakse neid tavaliselt avatud (NO), tavaliseks (COM) ja tavaliselt suletuks (NC). Soovime, et meie solenoidid lülituksid sisse ainult siis, kui kanalite IN -tihvtidel on kõrgepinge, seega kasutame tavaliselt avatud kontakti. Kui me kasutaksime selle asemel tavaliselt suletud kontakti, juhtuks vastupidi - solenoid oleks sisse lülitatud, kuni IN -tihvtile saadetakse kõrgepinge. Ahela lõpuleviimiseks kasutame ka ühist kontakti.

Kuna tegemist on paralleelse vooluahelaga, ühendame kõik relee tavalised kontaktid ahelaga. Lõigake 7 umbes 60 mm pikkust musta traati ja eemaldage mõlemast otsast 5 mm. Töötage mööda releed, mis ühendab kõik COM -kontaktid (iga kolmekomplekti keskel) kokku. Esimesel ja viimasel on ainult üks traat, ülejäänud on 2.

Samm: ühendage relee ülejäänud vooluringiga

Nüüd on aeg ühendada relee ülejäänud vooluahelaga. Võtke musta juhtmestiku kinnitamata ots negatiivse klemmliistu ühest otsast ja ühendage see relee esimese või viimase normaalselt avatud (NO) kontaktiga. Korrake seda 7 ülejäänud juhtmetüki puhul, ühendades iga juhtme järgmise NO -kontaktiga.

Samm: ühendage 12 V toiteallikas

Esiteks, šoki vältimiseks veenduge, et teie toide on välja lülitatud ja vooluvõrgust lahti ühendatud.

Minu toiteallikas tuli eBayst ja 12 V isane pistik oli juba eemaldatud. Eeldades, et teie pistik on endiselt olemas, võite osta sobiva naissoost alalisvoolu pistiku või lõigata pistiku välja ja eemaldada see kahe juhtme külge nagu minu oma. Mõlemal juhul peate lõpetama 2 juhtmega, punane (positiivne) ja tõenäoliselt valge (negatiivne). Ühendage toiteploki positiivne juhe positiivse klemmiploki esimese kontaktiga ja negatiivne relee esimese ühise kontaktiga. Selle hõlbustamiseks kasutasin umbes 150 mm punast ja musta traati, mille otsad olid ühenduste vahel eemaldatud ja ühendatud klemmliistu abil.

11. samm: pange see põlema

Kui toide on endiselt välja lülitatud, kontrollige kõiki ühendusi kiiresti. Kui olete õnnelik, käivitage Pi uuesti. Käivitage skript alates 3. toimingust uuesti:

python3 array-sequencer.py

Teie solenoidid ei liigu veel, kuid peaksite kuulma relee klõpsamist ja süttima nagu sammus 3. Lõpetage skript (Ctrl + C) ja nüüd on see hetk, mida olete oodanud - lülitage toide sisse pakkumine! Käivitage skript uuesti, kõik teie tantsivad solenoidid peaksid nüüd ellu ärkama. Hea töö!

Mul ei vedanud - nagu videost näete, ei töötanud veel üks mu solenoid, kuid see oli minu süü, kuna ma kahjustasin seda eelnevalt kinnituspoldi ülepingutamisega.

12. samm. Array-sequencer.py muutmine

Võtke natuke aega array-sequencer.py mängimiseks. Kasutage skripti muutmiseks oma lemmikredaktorit (nano, geany jne). Proovige teha järgmist ja käivitada skript pärast iga muudatust, et näha selle mõju:

• Tempo suurendamiseks muutke bpm muutuja 120 -lt teisele, näiteks 200 -le.
• Muutke järjestuse muutuja mõned nullid 1 -ks, et mängida rohkem trumme.
• Kopeerige järjestuse muutuja viimased 3 rida enne sulguvat nurksulge, et lisada silmusesse rohkem lööke

Samm: paigaldage trummeljärjestus

Nüüd, kui asjad muutuvad tõeliselt lõbusaks, installime järjestuse teie Pi -le. See annab meile veebiliidese, mis võimaldab Pythonil käivitada GPIO -nööpnõelad veebipesade kaudu.

Lähtekood on Githubis saadaval siin, kuid eeldusel, et järgisite Instructable'i juhtmestikku, saame eelkompileeritud versiooni alla laadida ja käivitada. Avage oma Pi terminal ja käivitage järgmine

# Looge ja navigeerige meie projekti kataloogi

mkdir pibeat cd pibeat # Laadige alla lähtekood wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Ekstraktige failid tar -zxf pibeat.tar.gz # Installige pythoni nõuded pip3 install -r nõuded. txt # Käivitage veebiserver python3 server.py

Kui kõik on edukas, peaksite väljundis nägema järgmist väljundit:

======== Töötab saidil https://0.0.0.0:8080 ========

(Väljumiseks vajutage CTRL+C)

Leidke teile Pi IP -aadress. Avage veebibrauser, seejärel sisestage aadressiribale IP, millele järgneb: 8080/index.html (see on port, mida rakendus kuulab, millele järgneb failinimi). Näiteks kui teie Pi IP -aadress on 192.168.1.3, sisestage aadressiribale 192.168.1.3:8080/index.html. Ilmub trummijärjestus.

Vajutage esitusnuppu ja teie trummimasin peaks mängima hakkama. Mängige järjestusega, kuni süda on rahul.

Niikaua kui teie Pi -le on võrgutee, saate juurdepääsu Pi veebiliidesele mis tahes seadmest - proovige seda oma mobiiltelefonist või tahvelarvutist.

14. samm: trummide ja korpuse ehitamine

Siin saate muuta oma elektrooniliste spagettide hunniku tõeliseks trummimasinaks. Nagu varem öeldud, on teie otsustada, mida te siin teete. Peaaegu kõike, mis löömisel müra tekitab, saab kasutada ja see on koht, kus saate oma projekti tõepoolest muuta ainulaadseks.

Mul oli kodus hea tuhnimine, et leida ideid trumlite jaoks, millest oli olemas õllepudel, purk, šeiker, pudelipealsed ja lusikad. Kalavõrk leiti rannast ning lauakell ja krokodillikasti tuli eBayst. Leidsin purunenud klaveri, mis pakkis haamreid pudeli ja purgi jaoks, koos puidust tappidega, et kella hoida ja metallvardad lusikate paigal hoidmiseks.

Tegin iga trumli eraldiseisvaks komponendiks, nii et kui üks puruneb või ma pole sellega rahul, võin selle ilma liigse kärata teisega välja lülitada.

Solenoididel on poltide augud, mis nõuavad M3 polte. Aukude puitu puurimine oli natuke keeruline, kuna positsioneerimine peab olema õige, kuid leiti, et hoiate solenoidi õiges asendis ja märgistate augud enne puurimist brazaaliga.

Kasutasin trummide jaoks enamasti 6 mm MDF -i (väljalõiked kohalikust isetegijapoest) mööda mõnda puidujääki, mida hoiti koos liimi või kruvidega.

Purgil ja õllepudelil olevad haamrid on ilmselt ebavajalikud, kuna otse solenoidist võis saada hea löögi, kuid tahtsin masinas võimalikult palju liikumist saada, et see visuaalselt huvitav oleks.

Eluase

Korpus on lihtne karm ja valmis karp, mis on valmistatud 3,6 mm vineerist, 18 mm MDF -st ja mõnest ribapuust. Tahtsin karbi esiküljele õhukest vineeri, et see lusikaga löömisel vastukaja tekitaks, kuid puiduvalikuid ajendas peamiselt see, mis mul juba kuuris olemas oli ja puidujäätmete sektsioon minu kohalikus isetegemispoes. Tegin karbi põhja platvormi elektroonika hoidmiseks ja teise platvormi trumlite hoidmiseks. Karbi tegemiseks:

1. Lõika otste tegemiseks 2 võrdse suurusega MDF -plaati2. Lõika 4 tükki lintpuitu (ma kasutasin 34 mm x 12 mm) 50 mm lühemaks kui soovitud kasti laius3. Karbikuju moodustamiseks naelutage ribapuu kahe MDF -i otsa külge. Asetage ribapuu umbes 1 cm kaugusele kasti üla- ja alaosast.4. Lõika 2 vineeritükki, et need vastaksid kasti laiusele ja kõrgusele. Kinnitage need karbi esi- ja tagaküljele, naelutades mdf -i ja ribapuu külge. Lõigake vineerist pits, et see mahuks kasti sisse ja asetage elektroonika hoidmiseks ribapuidu alumistele tükkidele. Mina tegin oma umbes poole karbi pikkusest.6. Lõika trumlit kinnitamiseks veel üks vineeritükk. See asub ribapuu ülemistel tükkidel. Lõigake alumise platvormi lähedusse auk toitekaablite läbiviimiseks.

Maalimine

Värvimiseks kasutasin Acrylic Primer Undercoat, millele järgnesid Crown Matt testerpotid. Testpotid on hea võimalus odava hinnaga saada erinevaid värve.

Samm: istuge ja nautige

Ja seal see on, päris lahe trummimasin. YouTube'i video jada põhijooned leiate siit.

Kui lähete edasi ja teete oma, palun jagage, mulle meeldiks näha, mida te välja mõtlete. Lõbutse hästi!