PENGAWAS TEMPO DRUMMER: 30 Langkah

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

Tugas seorang pemain drum yang paling penting adalah menjaga masa. Itu bermaksud memastikan rentak tetap untuk setiap lagu.

The Drummer's Tempo Keeper adalah peranti yang membantu pemain dram menyimpan masa yang lebih baik. Ia terdiri daripada cakera piezo kecil yang melekat pada kepala snare drum. Setiap kali pemain drum memukul snare drum, peranti memaparkan rentak per minit berdasarkan waktu antara pukulan. Sekiranya band mula melaju atau melambatkan secara tidak sengaja, pemain drum akan langsung sedar dan dapat membuat pembetulan kecil untuk mengekalkan tempo yang konsisten.

Pada persembahan baru-baru ini dengan band yang saya mainkan drum, pemain dram yang lain berpendapat bahawa kumpulan saya bermain ke trek klik - metronom yang mengklik setiap rentak ke fon telinga yang dipakai anggota kumpulan - kerana rentaknya begitu mantap sepanjang setiap lagu. Sungguh pujian dan penghormatan kepada Tempo Keeper Drummer!

Langkah 1: BAHAGIAN

Berikut adalah senarai lengkap bahagian yang anda perlukan untuk membuat Drum Temp Keeper, anggaran kos dan nota mengenai apa yang saya gunakan untuk membuat tambang. Anda boleh mendapatkan bahagian ini di laman web seperti Amazon, eBay, Adafruit dan SparkFun. Bahagian yang paling murah biasanya dijual di eBay dan ia berasal dari China, jadi mereka boleh mengambil masa beberapa minggu untuk tiba. Anda mesti menggunakan pemacu yang berbeza jika anda mendapat pengawal mikro murah dari China (seperti yang saya lakukan) daripada jika anda membeli jenama Arduino dari Amerika Syarikat. Saya telah perhatikan apa yang perlu anda lakukan untuk memuat turun dan memasang pemacu lain.

1. Pengawal mikro. Saya menggunakan klon Arduino Nano dari China yang disertakan dengan tajuk yang telah disolder. ($ 4.50)

2. Paparan Empat Digit. Pastikan anda mendapat paparan empat digit yang menggunakan empat pin. Jangan dapatkan paparan empat digit 7-Segmen kerana ia memerlukan 12 pin. ($ 3.50)

3. Penutup Projek. Saya menggunakan penutup projek RadioShack 3 "x 2" x 1 ". Pastikan plastik kerana anda perlu memotong lubang untuk paparan empat digit. ($ 6.00)

4. Piezo Kerana bahagian ini terletak pada drum snare dan banyak bergerak dan getaran, anda harus menggunakan piezo dengan selongsong di sekitarnya. Terdapat versi murah dengan selongsong plastik, tetapi saya memilih satu dengan selongsong yang lebih kuat yang digunakan untuk pengambilan gitar. ($ 10.00)

5. Kawat sambungan untuk piezo. Saya menggunakan wayar AWG 22 biasa. ($ 1.00)

6. Perintang 10m Ohm. 10K berwarna coklat - hitam - oren - emas. ($ 0.25)

7. Pek Bateri. Ini adalah penyelesaian termudah bagi saya kerana saya tidak mahu bersusah payah menggunakan bateri alkali, ia berfungsi sebagai asas di bawah kotak projek dan ia kekal selamanya! Untuk sesuatu yang lebih kecil, anda mungkin boleh menggunakan beberapa bateri sel duit syiling. ($ 8.00)

8. Kabel USB. Kabel memberi kuasa kepada Nano dari pek bateri dan menyediakan antara muka komputer anda dengan Nano untuk memuat naik lakaran. ($ 0,00 - disertakan dengan pengawal mikro)

9. Lembaga Perf. Anda akan memasangkan komponen ke papan dan kemudian memotong bahagian yang anda gunakan sahaja. ($ 2.00)

10. Papan roti. Saya mula-mula memasang prototaip projek ini menggunakan papan roti plastik dan wayar jumper. Sebaik sahaja ia berfungsi dengan betul, saya memasangkan versi terakhir ke papan perf. Anda tidak perlu melakukan ini, tetapi disyorkan. ($ 2.00)

11. Wayar Pelompat. Anda memerlukan empat wayar lelaki-ke-wanita untuk dipasang, diuji dan dipateri. ($ 1.00)

12. Jalur Velcro. Gunakan velcro untuk memasang sensor piezo ke drum snare. Anda juga boleh menggunakannya untuk menyambungkan kandang projek dan pek bateri. ($ 0.80)

Jumlah anggaran kos: $ 39.05

Langkah 2: ALAT

Berikut adalah alat yang anda perlukan untuk menyusun projek

1. Besi Pematerian. Setelah prototaip berfungsi, anda akan memindahkan komponen dari papan roti ke papan perf.

2. Pateri. Sama dengan # 1.

3. Alat dremel atau yang serupa. Anda akan menggunakannya untuk memotong papan perf dan membuat lubang di kandang projek untuk paparan dan port USB.

4. Pita elektrik. Anda akan memasangkan wayar sambungan ke piezo dan kemudian meletakkan pita elektrik di sekitar tempat anda menyolder.

5. Pemutar skru. Anda memerlukan ini untuk membuka dan kemudian menutup kandang projek.

6. Komputer. Anda akan menulis lakaran anda di komputer dan memuat naiknya ke mikrokontroler.

7. Perisian Arduino IDE. (juga tersedia sebagai alat berasaskan Web).

Langkah 3: BAGAIMANA IA BERFUNGSI

Sebelum anda menyusunnya, sangat berguna untuk memahami bagaimana ia berfungsi.

1. Piezo * adalah komponen yang mengukur berapa banyak getaran yang ada. Kami memasang piezo ke drum snare dan wayar piezo ke mikrokontroler untuk membaca berapa banyak getaran yang terdapat pada drum snare.

2. Sketsa mikrokontroler membaca piezo untuk menentukan kapan drum dipukul, dan mencatat waktu. Kali berikutnya drum dipukul, ia mencatat waktu itu dan mengira rentak per minit berdasarkan hit ini dan hit sebelumnya.

3. Kami juga melampirkan paparan digital ke mikrokontroler. Setelah mengira rentak seminit, ia akan memaparkan hasilnya pada paparan digital. Anda boleh meletakkan bahagian peranti itu di mana sahaja yang dapat dilihat oleh anda semasa bermain. Saya meletakkan tambang di sebelah tinggi di lantai.

Catatan: Sekiranya anda tidak memainkan nota suku pada snare, bacaan akan menggambarkan apa sahaja yang anda mainkan. Tunggu sehingga anda kembali bermain rentak lagu untuk menentukan kelajuan.

* Kami menggunakan piezo sebagai komponen INPUT dalam projek ini untuk mengukur jumlah getaran. Dalam projek lain, apabila anda menggunakannya sebagai komponen OUTPUT, ia menghasilkan getaran dan menjadi pembesar suara!

Langkah 4: BREADBOARD PROTOTYPE

Kerana pematerian bukanlah bakat terbaik saya, pertama-tama saya memasang peranti prototaip menggunakan papan roti plastik dan wayar pelompat untuk memastikan ia berfungsi. Setelah ia berfungsi, saya memindahkannya ke papan perf dan menyoldernya. Sekiranya anda pembuat yang berpengalaman, anda boleh melangkau bahagian ini dan menyolder terus ke papan perf sebagai gantinya.

1. Letakkan mikrokontroler di tengah papan roti sehingga terdapat tiang plastik yang memisahkan pin di sebelah kiri papan dan pin di sebelah kanan papan. Pastikan port USB berada di tepi papan roti dan tidak di tengah, seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Langkah 5: Sambungkan PIEZO

Piezo adalah sensor analog kerana melaporkan nilai antara 0 dan 1024, jadi perlu menyambung ke pin analog di arduino. Saya menggunakan pin analog pertama, A0.

1. Sambungkan wayar positif (merah) piezo ke pin A0 di Arduino.

2. Sambungkan wayar negatif (hitam) piezo ke salah satu pin ground (GND) di Arduino.

Langkah 6: Sambungkan RESISTOR

Sambungkan perintang ke pin yang sama dengan yang dihubungkan oleh piezo (A0 dan GND)

(Tidak kira sisi perintang yang menghubungkan ke pin mana; sama)

Langkah 7: Sambungkan PIN CLK DISPLAY

Unit paparan empat digit menghubungkan ke dua pin digital di Arduino. Saya menggunakan dua pin digital pertama di Nano, iaitu D2 dan D3.

Sambungkan pin CLK pada paparan ke pin D3 di Arduino menggunakan kabel wanita-ke-lelaki

Langkah 8: Sambungkan PIN DIO TAMPILKAN

Sambungkan pin DIO pada paparan ke pin D2 di Arduino menggunakan kabel wanita-ke-lelaki

Langkah 9: Sambungkan PIN VCC DISPLAY

Sambungkan pin VCC pada paparan ke pin kuasa 5V di Arduino menggunakan kabel wanita-ke-lelaki

Langkah 10: Sambungkan PIN GND DISPLAY

1. Sambungkan pin GND pada paparan ke pin GND di Arduino menggunakan kabel wanita-ke-lelaki.

Itu sahaja yang ada untuk prototaip elektronik

Langkah 11: DOWNLOAD CH340 DRIVERS (Pilihan)

Sekiranya anda menggunakan Arduino yang lebih murah dari China, ia mungkin menggunakan cip CH340 untuk berkomunikasi dengan komputer. Anda harus memuat turun dan memasang pemacu untuk cip itu. Anda boleh memuat turun pemacu rasmi dari laman web ini (halamannya dalam bahasa Inggeris dan Cina jika anda melihat dengan teliti). Pasang pemacu pada PC anda dengan menjalankan yang boleh dilaksanakan.

Langkah 12: MUAT TURUN PERPUSTAKAAN DIGITAL (TM1637)

Paparan empat digit menggunakan cip TM1637. Anda perlu memuat turun perpustakaan yang memudahkan untuk memaparkan nombor pada paparan digitial. Pergi ke https://github.com/avishorp/TM1637. Pilih Klon atau Muat turun dan pilih Muat turun Zip. Simpan fail di komputer anda.

Langkah 13: Pasang PERPUSTAKAAN TAMPILAN DIGITAL

1. Jalankan perisian Arduino IDE di komputer anda. Ini akan menunjukkan garis besar untuk lakaran kosong.

2. Pilih Lakaran | Sertakan Perpustakaan | Tambahkan. ZIP Library… dan pilih fail yang anda muat turun dari Github untuk memasang perpustakaan.

Langkah 14: PILIH LEMBAGA DAN PELABUHAN ARDUINO

1. Sambungkan Arduino ke komputer anda dengan kabel USB. Kemudian beralih ke Arduino IDE dan lakaran baru yang dibuka.

2. Pilih papan yang betul, misalnya, Arduino Nano.

3. Pilih port yang disambungkan oleh Arduino di komputer.

Langkah 15: SKET: LATAR BELAKANG

1. Untuk menentukan sama ada drum dipukul, kita membaca pin sensor piezo A0. Piezo mengukur jumlah getaran pada drum snare dan memberi kita nilai antara 0 (tanpa getaran) dan 1024 (getaran maksimum).

2. Oleh kerana terdapat sedikit getaran dari muzik dan instrumen lain, kita tidak boleh mengatakan bahawa setiap bacaan di atas sifar menunjukkan bunyi pada drum. Kita perlu membiarkan bunyi bising semasa kita memeriksa bacaan dari piezo. Saya memanggil nilai ini sebagai THRESHHOLD, dan saya memilih 100. Ini bermaksud bahawa setiap bacaan di atas 100 menunjukkan hentakan ke drum. Apa-apa yang 100 atau lebih rendah hanyalah kebisingan. Petunjuk: jika peranti menunjukkan bacaan ketika anda belum memukul drum, tingkatkan nilai ini.

3. Oleh kerana kita mengira rentak seminit, kita perlu mengesan masa setiap pukulan ke drum. Mikrokontroler mengawasi jumlah milisaat yang berlalu sejak ia bermula. Nilai ini tersedia untuk kita dengan fungsi milis (), yang merupakan bilangan bulat panjang (panjang jenis).

Langkah 16: SKETCH: PRE-SETUP

Ketik perkara berikut di bahagian atas lakaran, di atas fungsi persediaan. (Sekiranya anda mahu, anda boleh memuat turun lakaran akhir di akhir penjelasan).

1. Pertama, sertakan dua perpustakaan yang kami perlukan: TM1637 Paparkan yang anda muat turun dan math.h.

2. Seterusnya, tentukan pin yang kita gunakan. Sekiranya anda ingat dari memasang peranti, pin CLK adalah pin digital 2, pin DIO adalah pin digital 3 dan pin Piezo adalah A0 (analog 0).

3. Buat masa ini, tentukan THRESHHOLD menjadi 100.

4. Kemudian, buat dua pemboleh ubah yang kita perlukan untuk lakaran yang disebut membaca (bacaan sensor piezo semasa) dan rentak terakhir (masa stroke sebelumnya).

5. Akhirnya, mulakan perpustakaan TM1637 dengan memberikan nombor pin yang kita gunakan CLK dan DIO.

// Perpustakaan

#include #include // Pin #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Pemboleh ubah int membaca; lama terakhirBeat; // Sediakan pustaka paparan TM1637 Paparan paparan (CLK, DIO);

Langkah 17: SKET: FUNGSI PENYEDIAAN

Sekiranya anda membuat lakaran langkah demi langkah, ketik berikut untuk fungsi persediaan ().

1. Gunakan fungsi pinMode untuk menyatakan pin piezo sebagai pin INPUT, kerana kita akan membacanya.

2. Gunakan fungsi setBrightness untuk mengatur paparan digital ke tahap paling terang. Ia menggunakan skala dari 0 (paling tidak terang) hingga 7 (paling terang).

3. Oleh kerana kita tidak mempunyai drum stroke sebelumnya, tetapkan pemboleh ubah tersebut ke waktu semasa.

batal persediaan () {

// Sediakan pin pinMode (PIEZO, INPUT); // Tetapkan paparan kecerahan paparan.setBrightness (7); // Rakam hit pertama seperti sekarang LastBeat = millis (); }

Langkah 18: BADAN SKET: LOGIK

Ketik berikut untuk fungsi gelung utama () jika anda membuat lakaran langkah demi langkah.

1. Baca nilai sensor piezo sehingga sensor membaca nilai di atas ambang pintu, yang menandakan ada pukulan pada snare drum. Simpan masa strok semasa ini.

2. Kemudian, panggil fungsi calculateBPM untuk mengira rentak seminit. Hantarkan fungsi waktu stroke ini dan masa stroke terakhir untuk pengiraan. (Langkah seterusnya mengandungi bahagian fungsi). Simpan hasilnya dalam bpm.

3. Seterusnya, paparkan denyut per minit pada paparan LED dengan menyampaikan hasilnya ke fungsi dari perpustakaan TM1347 yang disebut showNumberDec ().

4. Akhirnya, tetapkan masa stroke sebelumnya (lastbeat) menjadi waktu strok ini (degupan ini) dan tunggu hingga hit seterusnya ke drum.

gelung kosong () {

// Adakah kita mendapat hit drum? int piezo = analogRead (PIEZO); if (piezo> THRESHHOLD) {// Catat masa, hitung bpm dan paparkan hasilnya panjang iniBeat = milis (); int bpm = hitungBPM (iniBeat, LastBeat); display.showNumberDec (bpm); // thisBeat kini adalah LastBeat untuk drum seterusnya lastBeat = thisBeat; }}

Langkah 19: SKET: MENGHASILKAN Pukul SETIAP MINIT

Petunjuk: Letakkan fungsi ini di atas fungsi persediaan dalam program sehingga anda tidak perlu menyatakannya dua kali.

Rujuk rajah di atas untuk pengiraan sampel.

1. Buat fungsi untuk melakukan pengiraan denyutan per minit (bpm). Terima masa pukulan drum ini (waktu ini) dan waktu pukulan gendang sebelumnya (waktu terakhir) sebagai parameter.

2. Kurangkan masa antara dua pukulan drum dan simpan seperti yang telah berlalu. Perbezaan masa memberikan bilangan denyut (1) per milisaat (ms).

3. Tukarkan rentak per milisaat menjadi rentak seminit. Oleh kerana terdapat 1000 milisaat dalam satu saat, bahagi 1000 dengan masa antara dua sebatan untuk mendapatkan rentak (1) sesaat. Oleh kerana terdapat 60 saat dalam satu minit, kalikan dengan 60 untuk mengalahkan (1) seminit. Bundarkan hasil akhir untuk mengembalikan nilai integer (nombor bulat).

Sekiranya anda mahu, anda boleh memuat turun lakaran akhir dari langkah ini

int calculateBPM (panjang masa ini, masa terakhir yang panjang) {

lama berlalu = thisTime - lastTime; berganda bpm = bulat (1000. / berlalu * 60.); pulangan (int) bpm; }

Langkah 20: SIMPAN DAN UPLOAD

1. Di Arduino IDE, pilih Fail dan pilih Simpan. Taipkan nama untuk lakaran anda dan klik Simpan untuk menyimpan lakaran (anda hanya perlu menamakannya pada kali pertama anda menyimpannya).

2. Pilih Sketsa dan pilih Muat naik untuk memuat naik lakaran ke Arduino anda dan bersiap untuk ujian.

Langkah 21: Sambungkan BATERAI DAN UJI PROTOTYPE

Uji peranti sebelum anda mengumpulkan versi akhir.

1. Sambungkan pek bateri ke mikrokontroler t

2. Letakkan piezo pada drum snare dan pegang di tempat dengan jari anda.

3. Tekan drum snare beberapa kali dan sahkan bahawa pembacaan memberikan rentak seminit berdasarkan pukulan drum anda.

3. Setelah berfungsi dengan betul, anda boleh menyolder versi terakhir.

Langkah 22: KAWALAN PENGELUARAN SOLDER KE PIEZO

1. Oleh kerana piezo akan berada di drum snare dan unit selebihnya berada di tempat lain, anda perlu memanjangkan jumlah wayar pada piezo. Pateri hujung piezo hingga kira-kira tiga kaki wayar untuk memberikan kelonggaran tambahan.

Petunjuk: Sekiranya wayar pelanjutan anda tidak berwarna, tandakan yang mana merah dan mana wayar hitam dari piezo.

Langkah 23: Pindahkan KOMPONEN KE DEWAN PERF

Seterusnya, alihkan litar dari papan roti plastik ke papan perf dan tempelkan komponennya. Versi yang disolder mestilah sama dengan versi papan roti.

1. Pindahkan mikrokontroler dari papan roti plastik ke papan perf, pastikan bahawa set pin kiri dan kanan tidak disambungkan dan penyambung USB menghadap ke arah yang betul. Pateri setiap pin ke papan perf.

2. Pateri wayar piezo panjang yang anda pasangkan (wayar hitam ke GND dan wayar merah ke A0).

3. Pateri perintang ke pin yang sama dengan piezo.

4. Pateri unit paparan seperti yang dipasang di papan roti (CLK hingga D3; DIO hingga D2; VCC hingga + 5V dan GND ke GND).

Langkah 24: TRIM PERF BOARD

1. Potong bahagian papan perf yang tidak digunakan dengan berhati-hati sehingga pengawal mikro sesuai dengan kandang projek.

Langkah 25: LAMPIRAN PROJEK: MODIFIKASI TAMPILAN DIGITAL

1. Gunakan dremel atau alat yang serupa untuk memotong lubang di bahagian atas kandang projek agar sesuai dengan paparan digital.

Langkah 26: LAMPIRAN PROJEK: PENGUBAHSUAIAN USB

1. Potong lubang di sisi kandang projek untuk port USB.

Langkah 27: PENAMBAHBAIKAN PROJEK: CATATAN UNTUK Kawat PIEZO

Di hujung yang bertentangan dari tempat sambungan USB mikrokontroler, potong takik kecil untuk wayar piezo.

Langkah 28: UNIT AKHIR PENGUMPULAN

1. Pasang paparan di bahagian atas penutup projek sehingga sesuai dengan lubang yang anda buat.

2. Pasang papan perf dengan mikrokontroler di bahagian bawah projek sehingga port USB dapat diakses melalui lubang yang anda buat.

Petunjuk: Saya meletakkan sekeping kecil papan gabus di antara kedua-dua papan supaya mereka tidak saling menyentuh.

Langkah 29: PEMASANGAN PROJEK SCREW BERSAMA

Pasangkan wayar piezo melalui takik yang anda buat dan pasangkan penutup projek bersama-sama.

Langkah 30: GUNAKAN PIEZO DAN UJIAN

1. Pasang piezo di kepala snare drum menggunakan helai velcro.

2. Sila selebihnya peranti di lantai atau di lokasi lain yang senang dilihat semasa anda bermain drum.

3. Kesan rakan sekerja anda dengan kemahiran menjaga masa yang dipertingkatkan!