Mesin Gendang Raspberry Pi Powered: 15 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Instructable ini akan menunjukkan kepada anda cara membuat mesin dram robot berkuasa Raspberry Pi. Ia adalah projek interaktif yang menyeronokkan, kreatif, dan interaktif. Saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana membuat kerja dalaman, tetapi gendang sebenarnya akan terpulang kepada anda, memberi anda peluang untuk membuat sesuatu yang unik bagi anda. Untuk mesin saya, saya telah menggunakan seberapa banyak barang yang dijumpai … palu dari piano yang diselamatkan dari jiran saya melangkau, jaring ikan yang saya dapati di pantai, tin roti kosong, sudu kayu, botol bir kosong, botol botol bir dan loceng meja antara lain, tetapi biarkan imajinasi anda menjadi gila - lihat apa yang anda ada di sekitar rumah, apa sahaja yang mengeluarkan bunyi ketika tekan dapat digunakan, dan itu benar-benar akan menjadikan projek anda menjadi milik anda. Untuk mengawalnya, anda mempunyai 2 pilihan:

• Urutan langkah berdasarkan penyemak imbas yang saya namakan PiBeat - Ini sangat menyeronokkan dan membolehkan anda mengendalikan mesin dram anda secara interaktif dari Pi anda, atau mana-mana peranti di rangkaian yang sama (seperti telefon, tablet atau komputer anda). Kami akan memasangnya di Pi anda kemudian, tetapi pratonton dapat dilihat di sini, dan kodnya ada di GitHub di sini.
• Skrip python untuk memprogramkan corak drum. Ini adalah kaedah yang baik untuk membuat irama untuk anda bermain bersama dengan gitar anda dll.

Saya cuba mengurangkan kos dan seperti yang anda lihat pada langkah seterusnya, tidak diperlukan alat pakar yang mahal. Saya juga telah mencuba untuk menerangkan bagaimana segala sesuatu berjalan dalam setiap langkah, menjadikannya projek yang hebat walaupun anda adalah pendatang baru dalam dunia Pi, pengkodan dan elektronik dan dengan anggaran yang terhad.

OK, mari kita bekerja!

Langkah 1: Pergi Membeli-Belah

Untuk membina mekanisme dalaman, anda memerlukan:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi dengan Raspbian dipasang pada SD, dengan kabel kuasa dan kemampuan untuk menyambung ke dalamnya (saya telah menggunakan Raspberry Pi Zero Wireless dengan header pra-disolder dari ModMyPi)
• Relay saluran 1x 5v 8
• 1x Pek wayar pelompat wanita ke wanita (10 wayar diperlukan)
• Jalur Terminal 2x 3 Amp (Anda mungkin menggunakan papan roti atau papan wangi, tetapi jalur terminal murah dan mengelakkan kabel terlepas, dan ketika membuat ini, saya tidak memiliki solder)
• Bekalan Kuasa 1x 12v 10a
• Solenoid 8x 12v 2a
• 8x 1N5401 Diod penyearah
• 50cm kabel 0.5mm (saya melucutkan inti dari beberapa kabel teras kembar kerana ia adalah kaedah yang menjimatkan untuk mendapatkan teras merah, hitam dan kembar), walaupun anda hanya boleh menggunakan 1 warna jika anda mahu. Anda mungkin tidak mahu membeli panjang yang lebih besar bergantung pada perumahan yang ingin anda bina.

Anda juga memerlukan alat berikut:

• Pemotong wayar
• Pelucut wayar
• Pemutar skru kepala rata kecil, kira-kira 3mm
• Bergantung pada jalur terminal yang anda dapat, anda mungkin memerlukan pemacu skru silang kepala kecil

Saya belum menyenaraikan bahagian atau alat untuk membuat gendang dan kediaman yang tidak mahu anda pasangkan. Saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana saya menjadikannya kemudian, tetapi seperti yang dikatakan sebelum ini, saya membiarkan bahagian itu sesuai dengan imaginasi anda.

Langkah 2: Kabelkan Pi ke Relay

Voltan maksimum yang diberikan oleh pin pada Pi ialah 5v. Kami dapat membeli solenoid 5v dan memberi kuasa ini terus dari Pi, tetapi itu tidak akan memberi kesan besar kepada keperluan mesin drum kami. Oleh itu, kami menggunakan geganti yang membolehkan kami menghidupkan dan mematikan litar voltan yang lebih tinggi (dalam kes kami litar 12v yang mengandungi solenoid 12v kami) dari litar GPIO voltan rendah kami.

Relay kami mempunyai 8 saluran, ini bermaksud kami boleh menghidupkan dan mematikan 8 solenoid secara bebas. Setiap saluran mengandungi 4 penyambung; 3 digunakan oleh litar voltan tinggi yang akan kita lihat kemudian, dan 1 yang merupakan pin 'IN' pada litar voltan bawah yang akan kita sambungkan Pi kita. Apabila pin GPIO Pi menghantar 5v pada pin saluran IN tertentu, relay akan menghidupkan litar 12v yang sesuai.

Di sisi voltan rendah relay, ada juga pin GND (ground) yang perlu kita sambungkan ke ground PI, dan pin VVC untuk kuasa 5v dari Pi.

Dengan Pi dimatikan, ikuti rajah untuk menyambungkan geganti ke Pi menggunakan kabel jumper. Anda tidak perlu menggunakan pelompat warna yang sama, tetapi mungkin membantu ketika mengikuti gambar.

Langkah 3: Mari Bising

Ia mungkin bukan mesin drum yang lengkap, tetapi dalam langkah ini kita akan mengeluarkan suara, walaupun ada klik dari geganti. Kami akan memperkenalkan skrip python untuk memprogram corak drum, ini akan membolehkan kami menguji apa yang telah kami lakukan setakat ini.

Skrip yang ada ada intinya di sini.

Boot Pi anda, buka terminal pada Pi dan muat turun skrip dengan menjalankan:

wget

Anda mungkin ingin melihat kod dan komen untuk mendapatkan idea tentang apa yang dilakukannya, tetapi mari kita dapatkan sedikit kepuasan dan jalankan:

python3 array-sequencer.py

Sekiranya semuanya berjalan dengan betul, anda harus mendengar kenalan dalam pembukaan dan penutupan geganti dan lampu pada kilatan saluran yang sesuai. Lihat pemboleh ubah urutan di dalam skrip untuk mendapatkan idea apa yang sedang berlaku - semua saluran akan dipicu bersama, kemudian masing-masing akan dipicu secara individu. Ia akan terus berjalan sehingga anda keluar dari skrip dengan menekan Ctrl + C.

Sebelum meneruskan, adalah baik untuk mematikan Pi lagi sekiranya berlaku litar pintas yang tidak disengajakan semasa memasang kabel.

Langkah 4: Buat Bahagian Positif Litar Kita

Untuk menghidupkan 8 solenoid dengan satu bekalan kuasa, kita akan membuat litar selari. Anda dapat melihat gambarajah litar 12v yang telah siap, tetapi kami akan melalui langkah demi langkah.

Anda boleh menggunakan papan roti atau papan wangi, tetapi saya memilih jalur terminal kerana harganya murah, memegang wayar dengan erat, dan saya juga tidak mempunyai besi pematerian ketika membuat ini.

Secara berkesan, kita perlu menghubungkan semua solenoid, dan diod untuk setiap solenoid (lebih banyak pada diod kemudian) ke 1 wayar positif bekalan kuasa kita.

Dengan menggunakan pemotong, potong sendiri jalur terminal sehingga anda mempunyai blok 8 pasang, potong pada bit plastik yang menghubungkan dua blok bersama-sama. Berhati-hati untuk tidak memotong logam.

Kita sekarang perlu menyatukan semua terminal di satu sisi jalur. Gunakan pemotong untuk memotong 7 helai wayar merah sepanjang 35mm, kemudian gunakan pelucut wayar untuk mengeluarkan penebat sekitar 5mm dari setiap hujung setiap wayar.

Sekarang gunakan wayar untuk membuat rantai daisy semua terminal bersama di satu sisi jalur, menahan wayar di tempat menggunakan skru. Skru pertama dan terakhir hanya akan mempunyai 1 wayar, sementara selebihnya mempunyai 2 wayar.

Langkah 5: Tambahkan Solenoid dan Diod

Oleh kerana solenoid adalah elektromagnet, dioda disyorkan untuk melindungi litar anda dari flyback (anda boleh membaca secara mendalam mengenai itu di sini). Oleh itu, kami akan memberikan setiap solenoid diodnya sendiri untuk melindungi geganti kami.

Di seberang jalur terminal yang anda pasangkan bersama pada langkah sebelumnya, mulakan dengan lubang pertama. Masukkan 1 wayar solenoid, kemudian tambahkan dan satu hujung diod ke dalam lubang yang sama. Oleh kerana diod hanya membenarkan aliran arus sehala, pastikan jalur perak pada diod menuju ke jalur terminal. Kencangkan skru untuk menahannya di tempatnya. Ulangi proses untuk baki 7 lubang.

Salah satu solenoid yang saya terima rosak, jadi ketika mengambil gambar, saya menukarnya untuk model amp yang lebih rendah yang mempunyai wayar biru.

Langkah 6: Sambungkan Jalur Terminal Negatif ke Solenoid dan Diod

Seperti yang kita lakukan dengan sisi positif, dapatkan 1 jalur terminal dan potong sehingga anda mempunyai jalur lain 8 pasang. Pasangkan diod dan solenoid ke jalur terminal ini sehingga mencerminkan jalur terminal tambah.

Langkah 7: Buat Wayar Penyambung Relay

Kami hampir siap untuk menyambung geganti, tetapi pertama-tama kita memerlukan sesuatu untuk menghubungkannya. Potong 8 helai wayar hitam kira-kira 70mm panjang, kemudian lepaskan sekitar 5mm dari setiap hujungnya. Pasang setiap wayar ke 8 penyambung yang tersisa pada jalur terminal negatif.

Langkah 8: Wire Up Relay Common Connector

Lihatlah relay yang memegang sisi yang dihubungkan oleh pelompat ke Pi yang jauh dari anda. Setiap saluran mempunyai 3 kenalan, dari kiri ke kanan mereka dipanggil biasanya terbuka (NO), umum (COM) dan biasanya ditutup (NC). Kami hanya mahu solenoid kita dihidupkan apabila terdapat voltan tinggi pada pin saluran IN, jadi akan menggunakan kenalan yang terbuka. Sekiranya kita menggunakan kenalan tertutup biasanya sebaliknya berlaku - solenoida akan menyala sehingga voltan tinggi dihantar pada pin IN. Kami juga akan menggunakan kenalan biasa untuk menyelesaikan litar.

Oleh kerana ini adalah litar selari, kami akan mengikat semua kenalan biasa pada geganti daisy. Potong 7 helai wayar hitam kira-kira 60mm panjang dan lepaskan 5mm setiap hujungnya. Bekerja di sepanjang geganti yang menghubungkan semua kenalan COM (tengah setiap set 3) bersama-sama. Yang pertama dan terakhir hanya akan mempunyai satu wayar, selebihnya mempunyai 2 wayar.

Langkah 9: Sambungkan Relay ke Litar Selebihnya

Sekarang masanya untuk menyambungkan relay ke litar lain. Ambil hujung wayar hitam yang tidak terpasang dari salah satu hujung jalur terminal negatif, dan sambungkan ke salah satu kenalan pertama atau terakhir yang terbuka (NO) pada relay. Ulangi ini untuk 7 kepingan wayar lain, sambungkan setiap wayar ke kenalan NO seterusnya.

Langkah 10: Sambungkan Bekalan Kuasa 12v

Pertama, untuk mengelakkan sebarang kejutan, pastikan bekalan kuasa anda dimatikan dan dicabut dari talian.

Bekalan kuasa saya digunakan dari eBay dengan palam lelaki 12v yang sudah dilucutkan. Dengan andaian anda masih mempunyai plag, anda boleh membeli penyambung DC wanita yang sesuai, atau memotong plag dan melepaskannya kembali ke 2 wayar seperti saya. Walau apa pun, anda perlu menggunakan 2 wayar, merah (positif) dan mungkin putih (negatif). Sambungkan wayar positif bekalan kuasa ke kenalan pertama pada blok terminal positif, dan negatif ke kenalan biasa pertama pada geganti. Untuk menjadikannya lebih mudah, saya menggunakan kira-kira 150mm wayar merah dan hitam dengan hujungnya dilucutkan di antara sambungan, dan disambungkan menggunakan jalur terminal.

Langkah 11: Nyalakannya

Dengan bekalan kuasa anda masih dimatikan, berikan semua sambungan anda dengan cepat. Setelah gembira, buat semula Pi. Jalankan skrip dari langkah 3 sekali lagi:

python3 array-sequencer.py

Solenoid anda tidak akan bergerak lagi, tetapi anda harus mendengar klik relay dan menerangi seperti yang anda lakukan pada langkah 3. Hentikan skrip (Ctrl + C), dan sekarang inilah saat yang anda nantikan - hidupkan kuasa bekalan! Jalankan skripnya lagi, semua solenoid menari anda kini harus dihidupkan kembali. Kerja yang bagus!

Saya tidak bernasib baik - seperti yang anda lihat di dalam video, satu lagi solenoid saya tidak berfungsi, tetapi ini adalah salah saya kerana sebelum ini saya merosakkannya dengan mengetatkan bolt pemasangan.

Langkah 12: Mengedit Array-sequencer.py

Luangkan sedikit masa untuk bermain-main dengan array-sequencer.py. Gunakan editor kegemaran anda (nano, geany dll) untuk membuat perubahan pada skrip. Cuba lakukan yang berikut dan jalankan semula skrip selepas setiap perubahan untuk melihat kesannya:

• Tukar pemboleh ubah bpm dari 120 ke nombor lain, katakan 200 untuk meningkatkan tempo.
• Dalam pemboleh ubah urutan, ubah beberapa 0 hingga 1 untuk memainkan lebih banyak drum.
• Gandakan 3 baris terakhir sebelum pendakap segi empat sama dalam pemboleh ubah urutan untuk menambahkan lebih banyak rentak ke gelung

Langkah 13: Pasang Drum Sequencer

Sekarang ini apabila keadaan menjadi sangat menyeronokkan, kami akan memasang jujukan ke Pi anda. Ini akan memberi kita antara muka web yang membolehkan Python mencetuskan pin GPIO melalui soket web.

Kod sumber tersedia di Github di sini, tetapi dengan anggapan anda mengikuti pendawaian dalam Instructable, kami dapat memuat turun dan menjalankan versi yang dikompilasi. Buka terminal pada Pi anda, dan jalankan yang berikut

# Buat dan arahkan ke direktori untuk projek kami

mkdir pibeat cd pibeat # Muat turun kod sumber wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Ekstrak fail tar -zxf pibeat.tar.gz # Pasang keperluan python pip3 install -r requirements. txt # Jalankan pelayan web python3 server.py

Dalam output, jika semuanya berjaya anda harus melihat output berikut:

======== Berjalan pada https://0.0.0.0:8080 ========

(Tekan CTRL + C untuk berhenti)

Cari alamat IP Pi anda. Buka penyemak imbas web, kemudian masukkan IP diikuti oleh: 8080 / index.html (ini adalah port yang didengarkan oleh aplikasi diikuti oleh nama fail) ke bar alamat. Sebagai contoh, jika alamat IP Pi anda adalah 192.168.1.3, masukkan 192.168.1.3:8080/index.html ke dalam bar alamat. Pengikut drum akan muncul.

Tekan butang main dan mesin dram anda akan mula dimainkan. Main-main dengan penjujukan sehingga hati anda puas.

Selagi ada laluan rangkaian ke Pi anda, anda dapat mengakses antara muka web Pi dari mana-mana peranti - cubalah dari telefon bimbit atau tablet anda.

Langkah 14: Membangunkan Drum dan Perumahan Anda

Di sinilah anda dapat menjadikan timbunan spageti elektronik anda menjadi mesin dram sebenar. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, apa yang anda lakukan di sini terpulang kepada anda. Hampir semua perkara yang membuat bising ketika tekan dapat digunakan, dan di sinilah anda dapat mengubah projek anda menjadi sesuatu yang unik untuk anda.

Saya mempunyai idea yang baik di sekitar rumah saya untuk mendapatkan idea untuk gendang yang menyediakan botol bir, tin, pengocok, penutup botol dan sudu. Jaring ikan dijumpai di pantai, dan loceng meja dan castanet buaya berasal dari eBay. Saya menjumpai piano yang hancur, ini menyediakan palu untuk botol dan kaleng, bersama dengan dowling kayu untuk menahan loceng dan batang logam untuk berpusing dan memegang sudu di tempatnya.

Saya menjadikan setiap drum sebagai komponen yang berdiri sendiri, jadi jika salah satu pecah atau saya tidak berpuas hati dengannya, saya boleh menukarnya dengan yang lain tanpa terlalu banyak keributan.

Solenoid dilengkapi dengan lubang bolt yang memerlukan bolt M3. Menggerudi lubang ke dalam kayu agak sukar kerana anda harus mendapatkan kedudukannya dengan tepat, tetapi didapati memegang solenoid pada kedudukannya kemudian menandakan lubang dengan bradawl sebelum penggerudian berfungsi dengan baik.

Saya kebanyakannya menggunakan MDF 6mm (potongan dari kedai DIY tempatan saya) untuk gendang di sepanjang beberapa kepingan kayu sekerap, yang dipegang bersama dengan gam atau skru.

Palu di kaleng dan botol bir mungkin tidak diperlukan, kerana anda boleh mendapatkan pukulan langsung dari solenoid, tetapi saya mahu mendapatkan pergerakan mesin sebanyak mungkin untuk menjadikannya menarik secara visual.

Perumahan

Perumahan itu adalah kotak kasar dan siap yang sederhana yang diperbuat daripada papan lapis 3.6mm, MDF 18mm dan sebilangan kayu. Saya mahukan papan lapis nipis di bahagian depan kotak sehingga akan bergema apabila dipukul dengan sudu, tetapi pilihan kayu terutama didorong oleh apa yang saya sudah ada di bangsal dan bahagian kayu sekerap di kedai DIY tempatan saya. Saya membuat platform di bahagian bawah kotak untuk menyimpan elektronik, dan platform lain untuk memegang drum. Untuk membuat kotak:

1. Potong 2 MDF bersaiz sama untuk membuat hujung2. Potong 4 helai kayu belatuk (saya menggunakan 34mm x 12mm) 50mm lebih pendek daripada lebar kotak yang dikehendaki3. Paku kayu jalur ke hujung 2 MDF untuk membentuk bentuk kotak. Letakkan kayu belukar kira-kira 1 cm dari bahagian atas dan bawah kotak.4. Potong 2 keping papan lapis agar sesuai dengan lebar dan tinggi kotak. Pasang ini ke bahagian depan dan belakang kotak dengan memaku ke mdf dan kayu lintang. Potong sepotong papan lapis agar sesuai di dalam kotak dan letakkan di bahagian bawah kayu jalur untuk memegang elektronik. Saya membuat tambang kira-kira separuh panjang kotak.6. Potong sekeping papan lapis yang lain untuk memasang tong dram. Ini duduk di atas kepingan kayu jalur.7. Potong lubang berhampiran platform bawah untuk memasukkan kabel kuasa.

Mengecat

Untuk melukis, saya menggunakan Acrylic Primer Undercoat diikuti dengan periuk penguji Crown Matt. Pot penguji adalah kaedah yang baik untuk mendapatkan pelbagai warna dengan harga yang murah.

Langkah 15: Duduk dan Bersenang-senang

Dan di sana anda memilikinya, mesin dram yang cukup sejuk. Inti untuk urutan dalam video youtube boleh didapati di sini.

Sekiranya anda terus maju dan membuat sendiri, kongsikan, saya ingin melihat apa yang anda buat. Berseronok!